Fórmula para calcular a capacidade de uma válvula de controle. Especificações para válvulas de controle

Capacidade da válvula de controle Kvs- valor do coeficiente largura de banda Kvs é numericamente igual ao fluxo de água através da válvula em m³/h a uma temperatura de 20°C na qual a perda de pressão é de 1 bar. Você pode calcular o rendimento de uma válvula de controle para parâmetros específicos do sistema na seção Cálculos do site.

válvula de controle DN- diâmetro nominal do furo nos tubos de ligação. O valor DN é usado para unificar os tamanhos padrão de conexões de tubulação. O diâmetro real do furo pode diferir ligeiramente do diâmetro nominal para cima ou para baixo. Uma designação alternativa para o diâmetro nominal DN, comum nos países pós-soviéticos, era o diâmetro nominal Du da válvula de controle. Um número de passagens condicionais DN de acessórios de tubulação é regulamentado pelo GOST 28338-89 "Passagens condicionais (tamanhos nominais)".

Válvula de controle PN- pressão nominal - a sobrepressão mais alta do meio de trabalho com uma temperatura de 20 ° C, na qual é garantida uma operação segura e de longo prazo. Uma designação alternativa para a pressão nominal PN, comum nos países do espaço pós-soviético, era a pressão condicional Ru da válvula. Uma série de conexões de tubulação PN de pressões nominais são reguladas pelo GOST 26349-84 "Pressões nominais (condicionais)".

Controle de faixa dinâmica, é a razão entre a maior capacidade de uma válvula de controle totalmente aberta (Kvs) e a menor capacidade (Kv) na qual a característica de vazão declarada é mantida. A faixa dinâmica de controle também é chamada de relação de controle.

Por exemplo, uma taxa de abertura da válvula de 50:1 em Kvs 100 significa que a válvula pode controlar uma vazão de 2m³/h mantendo suas características de vazão.

A maioria das válvulas de controle tem intervalos dinâmicos 30:1 e 50:1, mas existem válvulas com propriedades de controle muito boas, sua faixa de controle é 100:1.

Autoridade da válvula de controle- caracteriza a capacidade de controle da válvula. Numericamente, o valor de autoridade é igual à razão entre as perdas de pressão no bico valvulado totalmente aberto e as perdas de pressão na seção regulada.

Quanto menor a autoridade da válvula de controle, mais sua característica de fluxo se desvia do ideal e menos suave será a mudança de fluxo quando a haste se mover. Assim, por exemplo, em um sistema controlado por uma válvula com característica de vazão linear e baixa autoridade - fechar a área de vazão em 50% pode reduzir a vazão em apenas 10%, enquanto com alta autoridade, fechar em 50% deve reduzir a vazão através da válvula em 40-50%.

Exibe a dependência da mudança no fluxo relativo através da válvula na mudança no curso relativo da haste da válvula de controle em uma queda de pressão constante através dela.

Característica de fluxo linear- os mesmos incrementos no curso relativo da haste causam os mesmos incrementos na vazão relativa. As válvulas de controle com característica de vazão linear são utilizadas em sistemas onde existe uma relação direta entre a variável controlada e a vazão do meio. As válvulas de controle com característica de fluxo linear são ideais para manter a temperatura da mistura do meio de aquecimento em subestações com conexão dependente à rede de aquecimento.

Característica de fluxo de porcentagem igual(logarítmica) - a dependência do aumento relativo da taxa de fluxo no aumento relativo no curso da haste é logarítmica. As válvulas de controle com característica logarítmica de vazão são utilizadas em sistemas onde a variável controlada é dependente não linearmente da vazão através da válvula de controle. Assim, por exemplo, válvulas de controle com uma característica de vazão de porcentagem igual são recomendadas para serem usadas em sistemas de aquecimento para controlar a transferência de calor de dispositivos de aquecimento, que depende não linearmente da vazão do refrigerante. Válvulas de controle com característica de fluxo logarítmico controlam perfeitamente a saída de calor de trocadores de calor de alta velocidade com uma baixa queda de temperatura do refrigerante. Recomenda-se o uso de válvulas com característica de vazão de porcentagem igual em sistemas onde é necessária uma característica de vazão linear e não é possível manter uma alta autoridade na válvula de controle. Nesse caso, a autoridade reduzida distorce a característica de porcentagem igual da válvula, aproximando-a do linear. Esta característica é observada quando as autoridades das válvulas de controle não são inferiores a 0,3.

Característica de fluxo parabólico- a dependência do aumento relativo da vazão no curso relativo da haste obedece a uma lei quadrática (passa ao longo de uma parábola). Válvulas de controle com características de fluxo parabólico são usadas como um compromisso entre válvulas lineares e de igual porcentagem.

Há uma opinião de que a seleção de uma válvula de três vias não requer cálculos preliminares. Esta opinião é baseada na suposição de que o fluxo total através do tubo de derivação AB - não depende do curso da haste e é sempre constante. De fato, o fluxo através do ramal comum AB flutua dependendo do curso da haste, e a amplitude da oscilação depende da autoridade da válvula de três vias na seção regulada e de sua característica de fluxo.

Método para calcular uma válvula de três vias

Cálculo da válvula de três vias execute na seguinte sequência:

1. Seleção das características de fluxo ideais.
2. Determinação da capacidade de controle (autoridade da válvula).
3. Determinação do rendimento e diâmetro nominal.
4. Seleção do acionamento elétrico da válvula de controle.
5. Verifique se há ruído e cavitação.

Seleção de características de fluxo

A dependência do fluxo através da válvula no curso da haste é chamada de característica de fluxo. O tipo de característica de fluxo determina a forma do obturador e da sede da válvula. Como uma válvula de três vias possui duas comportas e duas sedes, ela também possui duas características de fluxo, a primeira é a característica ao longo do curso reto - (A-AB) e a segunda ao longo da perpendicular - (B-AB).

Linear/Linear. A vazão total pelo ramal AB é constante somente quando a autoridade da válvula é igual a 1, o que é praticamente impossível de garantir. Operar uma válvula de 3 vias com uma autoridade de 0,1 resultará em flutuações totais de vazão conforme a haste se move, variando de 100% a 180%. Portanto, válvulas com característica linear/linear são usadas em sistemas insensíveis a flutuações de fluxo ou em sistemas com autoridade de válvula de pelo menos 0,8.

logarítmico/logarítmico. As flutuações mínimas na vazão total através do ramal AB em válvulas de três vias com característica de vazão logarítmica / logarítmica são observadas em uma autoridade de válvula de 0,2. Ao mesmo tempo, uma diminuição na autoridade, em relação ao valor especificado, aumenta e um aumento - reduz o fluxo total através do tubo de derivação AB. A flutuação da taxa de fluxo na faixa de autoridades de 0,1 a 1 é de +15% a -55%.

log/linear. Válvulas de três vias com característica de fluxo logarítmico/linear são usadas se os anéis de circulação que passam pelas conexões A-AB e B-AB requerem regulação de acordo com leis diferentes. A estabilização do fluxo durante o movimento da haste da válvula ocorre em uma autoridade igual a 0,4. A flutuação do fluxo total através do ramal AB na faixa de autoridades de 0,1 a 1 é de +50% a -30%. As válvulas de controle com característica de fluxo logarítmico/linear são amplamente utilizadas em unidades de controle para sistemas de aquecimento e trocadores de calor.

Cálculo de autoridade

Autoridade da válvula de três viasé igual à razão entre a perda de pressão na válvula e a perda de pressão na válvula e na seção regulada. O valor de autoridade para válvulas de três vias determina a faixa de flutuação no fluxo total através da porta AB.

Um desvio de 10% da vazão instantânea através da porta AB durante o curso é fornecido nos seguintes valores de autoridade:

A+ = (0,8-1,0) - para uma válvula linear/linear.
A+ = (0,3-0,5) - para uma válvula com característica logarítmica/linear.
A+ = (0,1-0,2) - para uma válvula com característica logarítmica / logarítmica.

Cálculo da largura de banda

A dependência da perda de pressão na válvula do fluxo através dela é caracterizada pelo coeficiente de vazão Habilidades de Kvs. O valor Kvs é numericamente igual à vazão em m³/h através de uma válvula totalmente aberta, na qual a perda de pressão é de 1 bar. Via de regra, o valor Kvs de uma válvula de três vias é o mesmo para os cursos A-AB e B-AB, mas existem válvulas com Significados diferentes rendimento para cada um dos movimentos.

Sabendo que quando a vazão muda em "n" vezes, a perda de carga na válvula muda em "n²" vezes, não é difícil determinar os Kvs necessários da válvula de controle substituindo a vazão calculada e a perda de carga na equação. A partir da nomenclatura, é selecionada uma válvula de três vias com o valor do coeficiente de vazão mais próximo do valor obtido como resultado do cálculo.

Seleção de um acionamento elétrico

O atuador elétrico é compatível com a válvula de três vias selecionada anteriormente. Recomenda-se que os atuadores elétricos sejam selecionados na lista de dispositivos compatíveis indicados nas características da válvula, prestando atenção a:

As interfaces do atuador e da válvula devem ser compatíveis.
O curso do atuador elétrico deve ser pelo menos o curso da haste da válvula.
Dependendo da inércia do sistema regulado, devem ser utilizados acionamentos com diferentes velocidades de ação.
A força de fechamento do atuador determina a pressão diferencial máxima através da válvula na qual o atuador pode fechá-la.
Um mesmo atuador elétrico garante o fechamento de uma válvula de três vias que atua na mistura e separação de fluxo, com diferentes quedas de pressão.
A tensão de alimentação e o sinal de controle do acionamento devem corresponder à tensão de alimentação e ao sinal de controle do controlador.
Válvulas rotativas de três vias são usadas com válvulas rotativas e válvulas de sela com acionamentos elétricos lineares.

Cálculo para a possibilidade de cavitação

A cavitação é a formação de bolhas de vapor em uma corrente de água, que se manifesta quando a pressão nela diminui abaixo da pressão de saturação do vapor de água. A equação de Bernoulli descreve o efeito de aumentar a velocidade do fluxo e reduzir a pressão nele, o que ocorre quando a seção de fluxo se estreita. A área de fluxo entre o obturador e a sede da válvula de três vias é o próprio estreitamento, a pressão na qual pode cair até a pressão de saturação e o local onde a cavitação é mais provável de ocorrer. As bolhas de vapor são instáveis, aparecem acentuadamente e também colapsam acentuadamente, o que leva a que as partículas de metal sejam comidas do obturador da válvula, o que inevitavelmente causará desgaste prematuro. Além do desgaste, a cavitação aumenta o ruído durante a operação da válvula.

Os principais fatores que afetam a ocorrência de cavitação:

Temperatura da água - quanto maior, maior a probabilidade de cavitação.

Pressão da água - na frente da válvula de controle, quanto maior, menor a probabilidade de causar cavitação.

Perdas de pressão permitidas - quanto mais altas, maior a probabilidade de cavitação. Aqui deve-se notar que na posição do obturador próximo ao fechamento, a pressão estrangulada na válvula tende à pressão disponível na área regulada.

A característica de cavitação de uma válvula de três vias é determinada pelas características do elemento de estrangulamento da válvula. O coeficiente de cavitação é diferente para diferentes tipos de válvulas de controle e deve ser especificado em sua especificações técnicas, mas como a maioria dos fabricantes não indica esse valor, o algoritmo de cálculo inclui a faixa dos coeficientes de cavitação mais prováveis.

Como resultado do teste de cavitação, o seguinte resultado pode ser produzido:

"Não" - definitivamente não haverá cavitação.
"Possível" - pode ocorrer cavitação em válvulas de alguns projetos, recomenda-se alterar um dos fatores de influência descritos acima.
"Sim" - a cavitação definitivamente será, mude um dos fatores que influenciam a ocorrência de cavitação.

Cálculo de ruído

Uma alta vazão na entrada de uma válvula de 3 vias pode causar alto nível barulho. Para a maioria das salas onde as válvulas de controle são instaladas, o nível de ruído permitido é de 35-40 dB(A), o que corresponde a uma velocidade na entrada da válvula de cerca de 3m/s. Portanto, ao selecionar uma válvula de três vias, não é recomendável exceder a velocidade especificada.

Especificidades do cálculo de uma válvula de duas vias

Dado:

ambiente - água, 115C,

∆paccess = 40 kPa (0,4 bar), ∆ppipe = 7 kPa (0,07 bar),

∆troca de trigo = 15 kPa (0,15 bar), vazão nominal Qnom = 3,5 m3/h,

fluxo mínimo Qmin = 0,4 m3/h

Cálculo:

∆paccess = ∆pválvula + ∆pipe + ∆troca de trigo =
∆pvalve = ∆paccess - ∆ppipe - ∆troca de fato = 40-7-15 = 18 kPa (0,18 bar)

Subsídio de segurança para tolerância de trabalho (desde que a vazão Q não tenha sido superestimada):

Kvs = (1,1 a 1,3). Kv = (1,1 a 1,3) x 8,25 = 9,1 a 10,7 m3/h
Da série de valores Kv produzidos em série, escolhemos o valor Kvs mais próximo, ou seja, Kvs = 10 m3/h. Este valor corresponde ao diâmetro livre DN 25. Se selecionarmos uma válvula com conexão roscada PN 16 em ferro fundido cinzento, obtemos o número (número de pedido) do tipo:
RV 111 R 2331 16/150-25/T
e acionamento correspondente.

Determinação da perda hidráulica de uma válvula de controle selecionada e calculada na abertura total e uma determinada vazão.

A perda hidráulica real da válvula de controle calculada desta forma deve ser refletida no cálculo hidráulico da rede.

onde a deve ser pelo menos 0,3. A verificação estabelecida: a seleção da válvula corresponde às condições.

Atenção: O cálculo da autoridade de uma válvula de controle de duas vias é realizado em relação à pressão diferencial através da válvula no estado fechado, ou seja, pressão de ramal disponível ∆pacesso a vazão zero, e nunca em relação à pressão da bomba ∆ppump, devido à influência das perdas de pressão na tubulação da rede até o ponto de conexão do ramal regulado. Neste caso, por conveniência, assumimos

Controle de atitude regulatória

Vamos realizar o mesmo cálculo para a vazão mínima Qmin = 0,4 m3/h. A vazão mínima corresponde às quedas de pressão , , .

Relação de controle necessária

deve ser menor que a relação de controle ajustada da válvula r = 50. O cálculo satisfaz essas condições.

Layout típico de uma malha de controle usando uma válvula de controle de duas vias.

Especificidades do cálculo de uma válvula misturadora de três vias

Dado:

ambiente - água, 90C,

pressão estática no ponto de conexão 600 kPa (6 bar),

∆ppump2 = 35 kPa (0,35 bar), ∆ppipe = 10 kPa (0,1 bar),

∆troca de calor = 20 kPa (0,2), vazão nominal Qnom = 12 m3/h

Cálculo:

Subsídio de segurança para tolerância de trabalho (desde que a vazão Q não tenha sido superestimada):
Kvs = (1,1-1,3)xKv = (1,1-1,3)x53,67 = 59,1 a 69,8 m3/h
De uma série de valores Kv produzidos em série, escolhemos o valor Kvs mais próximo, ou seja, Kvs = 63 m3/h. Este valor corresponde ao diâmetro claro DN65. Se escolhermos válvula de ferro dúctil flangeada, obtemos o tipo no.
RV 113 M 6331-16/150-65

Em seguida, selecionamos a unidade apropriada de acordo com os requisitos.

Determinação da perda hidráulica real da válvula selecionada na abertura total

Assim, a perda hidráulica real calculada das válvulas de controle deve ser refletida no cálculo hidráulico da rede.

Aviso: Com válvulas de três vias, a condição mais importante para uma operação sem erros é a pressão diferencial mínima
nas portas A e B. As válvulas de três vias são capazes de lidar com uma pressão diferencial significativa entre as portas A e B, mas ao custo de uma deformação da característica de controle e, portanto, uma deterioração na capacidade de controle. Portanto, se houver a menor dúvida sobre a diferença de pressão entre as duas conexões (por exemplo, se uma válvula de três vias sem compartimento de pressão estiver conectada diretamente à rede primária), recomendamos o uso de uma válvula de duas vias na conexão com um circuito rígido para um bom controle.

Layout de linha de controle típico usando uma válvula misturadora de três vias.

Depois de escolher o método de controle e o tipo de válvula de controle: duas vias ou três vias, deve ser calculado e selecionado corretamente. O cálculo e a seleção da válvula de controle dependem do método de controle escolhido. Com o controle on-off (com acionamento eletrotérmico), uma válvula de controle com um diâmetro mínimo é selecionada em um determinado fluxo de água para que a queda de pressão através dela não exceda as perdas máximas de 25 kPa durante o resfriamento e 15 kPa durante o aquecimento. Esses valores podem ser especificados pelo fabricante. A seleção é realizada de acordo com o nomograma para a válvula termostática correspondente de acordo com os dados do fabricante, um exemplo de tal nomograma para uma válvula de controle de três vias da Cazzaniga é mostrado na fig. 4.16. O diagrama também inclui linhas pontilhadas para determinar a perda de pressão na linha de desvio. Exemplo de cálculo: Dado: Fluxo de água através do trocador de calor ventiloconvector (7=0,47 m 3 /hora. Perda de pressão no trocador de calor 14,4 kPa. Aceitamos uma válvula com diâmetro de 15 mm (1/2") com K v = 2 m 3 / hora Perda de pressão no curso de avanço AP=4,7 kPa, no bypass - AP=8,0 kPa Para válvulas de controle com regulagem suave (com controle remoto e termostato ou com servo acionamento), a qualidade do A regulagem, determinada pela conformidade do curso da válvula, depende da válvula de controle da válvula selecionada corretamente e de um certo fluxo de água necessário através da válvula. princípios gerais não importa onde a válvula esteja instalada: no ventiloconvector, no resfriador de ar ou no aquecedor de ar central.

O funcionamento da válvula de controle é caracterizado pelo valor da vazão K v , m 3 /hora e vazão. O coeficiente de capacidade condicional é igual à vazão de líquido através da válvula em m 3 /hora com uma densidade de 1000 kg/m 3, com uma queda de pressão de 0,1 MPa (1 bar). O coeficiente de rendimento condicional é determinado pela fórmula:

(3) onde q é a vazão volumétrica de líquido através da válvula, m3/hora; Ψ - coeficiente levando em consideração a influência da viscosidade do líquido, determinada em função do número de Reynolds:

(4) conforme cronograma 4.17;
p é a densidade do líquido, kg/m 3;
v é a viscosidade cinemática do líquido, que varia em função da temperatura e concentração da substância dissolvida para soluções aquosas, cm 2 /s; d - diâmetro nominal da válvula, mm; AP - perda de pressão na válvula de controle na vazão máxima através dela, MPa.

Característica do rendimento - dependência do rendimento relativo do movimento relativo do obturador da válvula, onde K v , K vy - coeficientes de rendimento real e condicional, m 3 / h, S, S y - curso real e condicional do obturador, mm. Às vezes é referido como a característica ideal de uma válvula de controle. Na maioria das vezes, as válvulas de controle são produzidas com uma característica de fluxo linear: (5)

Menos frequentemente porcentagem igual:

imagem real A variação do fluxo do fluido através da válvula difere do ideal e é caracterizada pela característica de funcionamento da válvula, que expressa a dependência do fluxo relativo do fluido no curso da válvula. É influenciado pelos parâmetros da seção regulada. A seção regulada é entendida como uma seção da rede, incluindo um elemento de controle tecnológico (permutador de calor ventiloconvector, resfriador de ar, aquecedor de ar), tubulações, conexões, uma válvula de controle, cuja queda de pressão permanece constante durante o processo de controle ou flutua dentro de limites relativamente pequenos / 10%. A queda de pressão na seção regulada é a soma da queda de pressão na válvula de controle e a queda de pressão no restante da rede tecnológica. O esquema da seção regulada e a distribuição de pressão ao instalar uma válvula de duas vias é mostrado na Fig. 4.12, ao instalar uma válvula de três vias na Fig. 4.11. A relação da queda de pressão através da válvula e a queda de pressão na seção regulada tem um impacto significativo no tipo de característica de fluxo, esse valor é chamado de forma diferente na literatura estrangeira e nacional: coeficiente de controle, resistência relativa da válvula.

AP Vamos designar a relação -- = n É possível construir várias características de desempenho da rede dependendo da relação n, um exemplo de tal construção é mostrado na fig. 4.18 e para uma válvula de controle com característica de vazão linear, na fig. 4.18 b para uma válvula de controle com característica de vazão de porcentagem igual (logarítmica). Quando a válvula de controle está fechada, o fluxo real de fluido através da válvula é maior que o teórico, e esse desvio é tanto maior quanto mais valor resistência relativa da válvula A característica ideal corresponde a n = 1, quando a queda de pressão na rede é infinitamente pequena, neste caso as características de vazão e ideais coincidem. As características de fluxo operacional têm o menor desvio da forma ideal em n>0,5. Assim, a queda de pressão na válvula de controle deve ser maior ou igual à metade da queda de pressão total na seção regulada, ou maior ou igual à queda de pressão nos elementos da rede tecnológica:

Uma válvula selecionada corretamente é considerada aquela que está totalmente aberta no volume máximo de água corrente e para a qual essas relações são cumpridas. Uma válvula de controle de água fornecida sem cálculo pode ser visualmente identificada no sistema após sua instalação. A seção transversal de tal válvula geralmente coincide com a seção transversal da tubulação na seção regulada (válvula de controle no resfriador de ar ou aquecedor de ar do condicionador de ar central). Uma válvula selecionada corretamente tem uma seção menor que a seção da tubulação.-

Arroz. 4.18. Gráficos de características de fluxo de operação de válvulas de controle com características de fluxo linear (a) e igual percentual (b)

A seleção da válvula de controle é realizada de acordo com o coeficiente de vazão usando um nomograma para a válvula de controle do fabricante correspondente. Um exemplo de tal nomograma para uma válvula de controle de três vias com sede VRG3 da Danfoss é mostrado na fig. 4.19.

Exemplo de cálculo. Dado: Carga de resfriamento por fancoil Q x = 0,85 kW. Fluxo de massa de água através do trocador de calor ventiloconvector

onde Qx é a carga fria, kW. Δt - a diferença de temperatura do refrigerante na entrada e na saída do ventiloconvector é assumida como 5°C.

Fluxo volumétrico de água q = G / p = 146,2 / 1000 = 0,146 m 3 / hora A queda de pressão no trocador de calor é determinada a partir da tabela para o ventiloconvector Delonghi FC10

Selecionamos uma válvula de controle de três vias de acordo com o nomograma para que a queda de pressão na válvula de controle seja maior que a queda de pressão no trocador de calor, levando em consideração a margem de perdas em tubulações, válvulas de corte: em G = 146,2 kg / h de acordo com o nomograma da Fig. 4.19. determinamos Kvs \u003d 0,4 m3 / h da válvula de controle com um diâmetro de R 1/2 "(15 mm) e a perda de pressão na válvula A p \u003d 15 kPa. Em Kvs \u003d 0,63 m 3 / hora, a perda de pressão na válvula Ap \u003d 5, 8 kPa e a relação de pressão será menor que 1. Portanto, aceitamos uma válvula com K vs = 0,4.

Arroz. 4.19. Nomograma para seleção da válvula de controle de três vias Danfoss VRG3 (modulando)

(Universidade Técnica)

Departamento da ACP

projeto de curso

"Cálculo e projeto de uma válvula de controle"

Completo: aluno gr. 891 Solntsev P.V.

Diretor: Syagaev N.A.

São Petersburgo 2003

1. Controles do acelerador

Para o transporte de líquidos e gases em processos tecnológicos geralmente usado em tubulações de pressão. Neles, o fluxo se move devido à pressão criada por bombas (para líquidos) ou compressores (para gases). A escolha da bomba ou compressor necessário é feita de acordo com dois parâmetros: desempenho máximo e pressão necessária.

O desempenho máximo é determinado pelos requisitos dos regulamentos tecnológicos, a pressão necessária para garantir o fluxo máximo é calculada de acordo com as leis da hidráulica, com base no comprimento da rota, no número e na magnitude das resistências locais e na velocidade máxima permitida de o produto na tubulação (para líquidos - 2-3 m / s, para gases - 20 -30 m/s).

A alteração da vazão na tubulação do processo pode ser feita de duas maneiras:

estrangulamento - uma mudança na resistência hidráulica do acelerador instalado na tubulação (Fig. 1a)

bypass - alterando a resistência hidráulica do acelerador instalado na tubulação conectando a linha de descarga com a linha de sucção (Fig. 1b)

A escolha de como alterar a vazão é determinada pelo tipo de bomba ou compressor utilizado. Para as bombas e compressores mais comuns da indústria, ambos os métodos de controle de vazão podem ser usados.

Para bombas de deslocamento positivo, como bombas de pistão, somente o desvio de líquido é permitido. Estrangular o fluxo para essas bombas é inaceitável, porque. pode levar à falha da bomba ou da tubulação.

Para compressores alternativos, ambos os métodos de controle são usados.

Alterar a vazão de líquido ou gás devido ao estrangulamento é a principal ação de controle em sistemas de controle automático. O acelerador usado para regular os parâmetros tecnológicos é " órgão regulador ».

A principal característica estática do corpo regulador é a dependência do fluxo através do grau de abertura:

onde q=Q/Q max - fluxo relativo

h=H/H max - o curso relativo do obturador do regulador

Essa dependência é chamada característica de consumoórgão regulador. Porque O corpo regulador é uma parte da rede de dutos, que inclui seções de dutos, válvulas, curvas e curvas de tubos, trechos ascendentes e descendentes, sua característica de fluxo reflete o comportamento real do sistema hidráulico "corpo regulador + rede de dutos". Portanto, as características de fluxo de dois órgãos reguladores idênticos instalados em dutos de diferentes comprimentos serão significativamente diferentes um do outro.

Característica do órgão regulador, independente de suas conexões externas - " característica de rendimento". Essa dependência do rendimento relativo do órgão regulador s desde a sua abertura relativa h, ou seja

onde: s=K v /K vy é a taxa de transferência relativa

Outros indicadores que servem para selecionar um órgão regulador são: o diâmetro de seus flanges de conexão Du, a pressão máxima permitida Ru, a temperatura T e as propriedades da substância. O índice "y" indica o valor condicional dos indicadores, o que se explica pela incapacidade de garantir sua exata observância por reguladores seriais. Como a característica de vazão do corpo regulador depende da resistência hidráulica da rede de dutos em que está instalado, é necessário poder corrigir essa característica. Os órgãos reguladores que permitem tal ajuste são “ válvulas de controle". Possuem êmbolos cilíndricos maciços ou ocos que permitem alterar o perfil para obter a característica de vazão desejada.Para facilitar o ajuste da característica de vazão, as válvulas são produzidas com Vários tipos características de rendimento: percentual linear e igual.

Para válvulas com característica linear, o aumento da capacidade é proporcional ao curso do obturador, ou seja,

onde: a é o coeficiente de proporcionalidade.

Para válvulas com uma característica de porcentagem igual, o aumento da capacidade é proporcional ao curso do pistão e ao valor atual da capacidade, ou seja,

ds=a*K v *dh (4)

A diferença entre as características de vazão e vazão é tanto maior quanto maior for a resistência hidráulica da rede de dutos. A relação entre a capacidade da válvula e a capacidade da rede - o módulo hidráulico do sistema:

n=Kvy/KvT (5)

Para valores n>1,5 válvulas com característica de fluxo linear tornam-se inutilizáveis devido à inconsistência do fator de proporcionalidade uma ao longo do curso. Para válvulas de controle com uma característica de vazão de porcentagem igual, a característica de vazão é quase linear em valores n de 1,5 a 6. Como o diâmetro da tubulação de processo Dt é geralmente escolhido com uma margem, pode acontecer que uma válvula de controle com diâmetro nominal igual ou similar Du tenha excesso de capacidade e, consequentemente, o módulo hidráulico. Para reduzir o rendimento da válvula sem alterar suas dimensões de conexão, os fabricantes produzem válvulas que diferem apenas no diâmetro da sede Ds.

2. Tarefa para um projeto de curso

Opção número 7

3. cálculo de válvulas de controle

1. Determinação do número de Reynolds

, Onde

- taxa de fluxo no fluxo máximo

r=988,07 kg/m3 (para água a 50 o C) [tabela. 2]

m=551*10-6 Pa*s [tabela. 3]

Re> 10000, portanto, o regime de escoamento é turbulento.

2. Determinação da perda de pressão na rede de dutos na vazão máxima

, Onde

, x Mvent = 4,4, x Mcolen = 1,05 [tab. 4]

3. Determinação da queda de pressão através de uma válvula de controle na vazão máxima

4. Determinação do valor calculado da vazão condicional da válvula de controle:

, onde h=1,25 - fator de segurança

5. Seleção de uma válvula de controle com a maior capacidade K Vy mais próxima (de acordo com K Vz e Du):

escolher válvula de controle de ferro fundido de sede dupla 25h30nzhM

pressão condicional 1,6 MPa

passe condicional 50 milímetros

capacidade nominal 40 m3/h

característica de rendimento linear, igual porcentagem

tipo de ação MAS

material ferro fundido cinzento

temperatura média -15 a +300

6. Determinação da capacidade da rede de dutos

7. Definição do módulo hidráulico do sistema

<1.5, следовательно выбираем регулирующий клапан с линейной пропускной характеристикой (ds=a*dh)

Coeficiente que mostra o grau de redução na área da seção de fluxo da sede da válvula em relação à área da seção de fluxo dos flanges K=0,6 [tabela. 1]

4. perfilando o êmbolo da válvula de controle

A característica de vazão necessária da válvula de controle é garantida pela fabricação de uma forma especial da superfície da janela. O perfil ideal do êmbolo é obtido calculando a resistência hidráulica do par de borboletas (êmbolo - sede) em função da abertura relativa da válvula de controle.

8. Determinação do coeficiente de resistência hidráulica da válvula