Formula para sa pagkalkula ng kapasidad ng isang control valve. Mga teknikal na katangian ng mga control valve

Ang kapasidad ng control valve Kvs— halaga ng koepisyent bandwidth Ang Kvs ay numerong katumbas ng daloy ng tubig sa pamamagitan ng balbula sa m³/h sa temperatura na 20°C kung saan ang pagkawala ng presyon sa kabuuan nito ay magiging 1 bar. Maaari mong kalkulahin ang kapasidad ng control valve para sa mga partikular na parameter ng system sa seksyong Mga Pagkalkula ng website.

Kontrolin ang balbula DN- nominal diameter ng butas sa pagkonekta ng mga tubo. Ang halaga ng DN ay ginagamit upang pag-isahin ang mga karaniwang sukat ng mga pipeline fitting. Ang aktwal na diameter ng butas ay maaaring bahagyang naiiba mula sa nominal, pataas o pababa. Ang isang alternatibong pagtatalaga para sa nominal diameter DN, karaniwan sa mga bansang post-Soviet, ay ang nominal diameter DN ng control valve. Ang isang bilang ng mga conditional passages DN ng pipeline fittings ay kinokontrol ng GOST 28338-89 "Conventional passages (nominal na sukat)".

Control balbula PN— nominal na presyon - ang pinakamataas na labis na presyon ng gumaganang daluyan na may temperatura na 20°C, kung saan tinitiyak ang pangmatagalan at ligtas na operasyon. Ang isang alternatibong pagtatalaga para sa nominal pressure PN, karaniwan sa mga bansang post-Soviet, ay ang nominal pressure PN ng balbula. Ang isang bilang ng mga nominal pressure PN ng pipeline fittings ay kinokontrol ng GOST 26349-84 "Nominal (conditional) pressures".

Dynamic na hanay ng regulasyon, ito ang ratio ng maximum na kapasidad ng daloy ng control valve na ang balbula ay ganap na nakabukas (Kvs) sa pinakamaliit na kapasidad (Kv) kung saan pinananatili ang ipinahayag na katangian ng daloy. Ang dynamic na hanay ng kontrol ay tinatawag ding control ratio.

Halimbawa, ang dynamic na hanay ng kontrol ng balbula na 50:1 sa Kvs 100 ay nangangahulugang kayang kontrolin ng balbula ang isang rate ng daloy na 2 m³/h, habang pinapanatili ang mga dependency na likas sa katangian ng daloy nito.

Karamihan sa mga control valve ay mayroon mga dynamic na hanay regulasyon 30:1 at 50:1, ngunit mayroon ding mga balbula na may napakahusay na mga katangian ng pagsasaayos, ang saklaw ng kanilang regulasyon ay 100:1.

Awtoridad ng Control Valve- nagpapakilala sa kakayahan sa pagsasaayos ng balbula. Ayon sa numero, ang halaga ng awtoridad ay katumbas ng ratio ng mga pagkawala ng presyon sa isang ganap na bukas na balbula shutter sa mga pagkalugi ng presyon sa regulated na lugar.

Kung mas mababa ang awtoridad ng control valve, mas lumilihis ang katangian ng daloy nito mula sa ideal at hindi gaanong makinis ang pagbabago sa daloy ng rate kapag gumagalaw ang baras. Kaya, halimbawa, sa isang sistema na kinokontrol ng isang balbula na may isang linear na katangian ng daloy at mababang awtoridad, ang pagsasara ng lugar ng daloy ng 50% ay maaaring mabawasan ang daloy ng 10% lamang, ngunit sa isang mataas na awtoridad, ang pagsasara nito ng 50% ay dapat mabawasan ang daloy sa pamamagitan ng balbula sa pamamagitan ng 40-50%.


Ipinapakita ang dependence ng pagbabago sa relatibong daloy sa pamamagitan ng balbula sa pagbabago sa relatibong stroke ng control valve rod sa isang pare-parehong pagbaba ng presyon sa kabuuan nito.

Katangian ng linear na daloy— pantay na pagtaas sa relatibong stroke ng baras ay nagdudulot ng pantay na pagtaas sa relatibong rate ng daloy. Ang mga control valve na may linear flow na katangian ay ginagamit sa mga system kung saan mayroong direktang ugnayan sa pagitan ng kinokontrol na variable at ang daloy ng rate ng daluyan. Ang mga control valve na may linear flow na katangian ay perpekto para sa pagpapanatili ng temperatura ng coolant mixture sa mga heating point na may nakadependeng koneksyon sa heating network.

Katangian ng pantay na porsyento ng daloy(logarithmic) - ang pag-asa ng kamag-anak na pagtaas ng daloy ng rate sa kamag-anak na pagtaas sa stroke ng baras ay logarithmic. Ang mga control valve na may logarithmic flow na katangian ay ginagamit sa mga system kung saan ang kinokontrol na variable ay hindi linear na nakadepende sa daloy sa pamamagitan ng control valve. Halimbawa, ang mga control valve na may pantay na porsyento na katangian ng daloy ay inirerekomenda para sa paggamit sa mga sistema ng pag-init upang i-regulate ang paglipat ng init ng mga heating device, na hindi linear na nakadepende sa daloy ng coolant. Ang mga control valve na may katangian ng logarithmic flow ay perpektong kinokontrol ang paglipat ng init ng mga high-speed heat exchanger na may mababang pagkakaiba sa temperatura ng coolant. Inirerekomenda na gumamit ng mga balbula na may pantay na porsyento na katangian ng daloy sa mga sistema kung saan kinakailangan ang regulasyon ayon sa isang linear na katangian ng daloy, at hindi posible na mapanatili ang isang mataas na awtoridad sa control valve. Sa kasong ito, binabaluktot ng pinababang awtoridad ang pantay na porsyento na katangian ng balbula, na pinalalapit ito sa linear. Ang tampok na ito ay sinusunod kapag ang mga awtoridad ng mga control valve ay hindi mas mababa sa 0.3.

Katangian ng parabolic flow— ang pag-asa ng kamag-anak na pagtaas ng daloy ng daloy sa kamag-anak na stroke ng baras ay sumusunod sa isang parisukat na batas (nagpapasa kasama ng isang parabola). Ang mga control valve na may parabolic flow na katangian ay ginagamit bilang isang kompromiso sa pagitan ng mga valve na may linear at pantay na porsyento na katangian.

May isang opinyon na ang pagpili ng isang three-way na balbula ay hindi nangangailangan ng paunang mga kalkulasyon. Ang opinyon na ito ay batay sa palagay na ang kabuuang daloy sa pamamagitan ng tubo AB ay hindi nakasalalay sa stroke ng baras at palaging pare-pareho. Sa katotohanan, ang daloy sa pamamagitan ng karaniwang pipe AB ay nagbabago depende sa stroke ng baras, at ang amplitude ng pagbabagu-bago ay nakasalalay sa awtoridad ng three-way valve sa regulated area at ang mga katangian ng daloy nito.

Paraan ng pagkalkula para sa isang three-way valve

Pagkalkula ng tatlong-daan na balbula isinagawa sa sumusunod na pagkakasunud-sunod:

  • 1. Pagpili ng pinakamainam na katangian ng daloy.
  • 2. Pagpapasiya ng kakayahan sa pagkontrol (valve authority).
  • 3. Pagpapasiya ng throughput at nominal diameter.
  • 4. Pagpili ng control valve electric drive.
  • 5. Suriin kung may ingay at cavitation.

Pagpili ng katangian ng daloy

Ang pag-asa ng daloy sa pamamagitan ng balbula sa stroke ng baras ay tinatawag na katangian ng daloy. Ang uri ng katangian ng daloy ay tinutukoy ng hugis ng balbula at upuan ng balbula. Dahil ang isang three-way na balbula ay may dalawang gate at dalawang upuan, mayroon din itong dalawang katangian ng daloy, ang una ay ang katangian ng tuwid na stroke - (A-AB), at ang pangalawa ay ang perpendicular stroke - (B-AB).


Linear/linear. Ang kabuuang daloy sa pamamagitan ng AB pipe ay pare-pareho lamang kapag ang awtoridad ng balbula ay katumbas ng 1, na halos imposibleng matiyak. Ang pagpapatakbo ng three-way valve na may awtoridad na 0.1 ay magdudulot ng pabagu-bago ng kabuuang rate ng daloy habang gumagalaw ang stem, mula 100% hanggang 180%. Samakatuwid, ang mga balbula na may linear/linear na katangian ay ginagamit sa mga system na hindi sensitibo sa mga pagbabago sa daloy, o sa mga system na may awtoridad sa balbula na hindi bababa sa 0.8.

Logarithmic/logarithmic. Ang pinakamababang pagbabagu-bago sa kabuuang daloy sa pamamagitan ng AB pipe sa mga three-way valve na may katangian ng logarithmic/logarithmic flow ay sinusunod kapag ang awtoridad ng balbula ay katumbas ng 0.2. Kasabay nito, ang pagbaba ng awtoridad na nauugnay sa tinukoy na halaga ay tumataas, at ang pagtaas ay nagpapababa sa kabuuang rate ng daloy sa pamamagitan ng AB pipe. Ang pagbabagu-bago ng rate ng daloy sa saklaw ng awtoridad mula 0.1 hanggang 1 ay mula +15% hanggang -55%.

Logarithmic/linear. Ang mga three-way valve na may logarithmic/linear flow na katangian ay ginagamit kung ang mga circulation ring na dumadaan sa A-AB at B-AB pipe ay nangangailangan ng regulasyon ayon sa iba't ibang batas. Ang pag-stabilize ng rate ng daloy sa panahon ng paggalaw ng valve stem ay nangyayari sa awtoridad na 0.4. Ang pagbabagu-bago ng kabuuang rate ng daloy sa pamamagitan ng AB pipe sa saklaw ng awtoridad mula 0.1 hanggang 1 ay mula +50% hanggang -30%. Ang mga control valve na may logarithmic/linear flow na katangian ay malawakang ginagamit sa mga control unit ng mga sistema ng pag-init at mga heat exchanger.

Pagkalkula ng awtoridad

Ang awtoridad ng three-way valve ay katumbas ng ratio ng pagkawala ng presyon sa balbula sa pagkawala ng presyon sa balbula at sa regulated na seksyon. Tinutukoy ng halaga ng awtoridad para sa mga three-way valve ang saklaw ng pagbabagu-bago ng kabuuang daloy sa port AB.

Ang 10% na paglihis ng agarang daloy sa port AB sa panahon ng paggalaw ng stem ay ibinibigay sa mga sumusunod na halaga ng awtoridad:

  • A+ = (0.8-1.0) – para sa balbula na may linear/linear na katangian.
  • A+ = (0.3-0.5) - para sa isang balbula na may logarithmic/linear na katangian.
  • A+ = (0.1-0.2) - para sa isang balbula na may katangiang logarithmic/logarithmic.

Pagkalkula ng bandwidth

Ang pag-asa ng pagkawala ng presyon sa balbula sa daloy sa pamamagitan nito ay nailalarawan sa pamamagitan ng koepisyent ng daloy Kvs kakayahan. Ang halaga ng Kvs ay numerong katumbas ng rate ng daloy sa m³/h sa pamamagitan ng isang ganap na bukas na balbula, kung saan ang pagkawala ng presyon sa kabuuan nito ay magiging 1 bar. Bilang isang patakaran, ang halaga ng Kvs ng isang three-way na balbula ay pareho para sa stroke A-AB at B-AB, ngunit mayroon ding mga balbula na may iba't ibang kahulugan throughput para sa bawat galaw.

Alam na kapag ang daloy ng rate ay nagbabago ng "n" na mga beses, ang pagkawala ng presyon sa balbula ay nagbabago ng "n²" na mga beses, hindi mahirap matukoy ang kinakailangang Kvs ng control valve sa pamamagitan ng pagpapalit ng kinakalkula na rate ng daloy at pagkawala ng presyon sa equation. Mula sa nomenclature, pumili ng three-way valve na may pinakamalapit na capacity coefficient value sa value na nakuha bilang resulta ng pagkalkula.

Pagpili ng electric drive

Ang electric drive ay itinugma sa dating napiling three-way valve. Inirerekomenda na pumili ng mga electric actuator mula sa listahan ng mga katugmang device na tinukoy sa mga pagtutukoy ng balbula, na binibigyang pansin ang:

  • Dapat magkatugma ang actuator at valve interface.
  • Ang stroke ng electric actuator rod ay dapat na hindi bababa sa stroke ng valve stem.
  • Depende sa inertia ng kinokontrol na system, ang mga drive na may iba't ibang bilis ng pagpapatakbo ay dapat gamitin.
  • Ang pinakamataas na pagbaba ng presyon sa balbula kung saan maaaring isara ito ng actuator ay depende sa puwersa ng pagsasara ng actuator.
  • Tinitiyak ng parehong electric drive ang shut-off ng isang three-way valve na gumagana para sa paghahalo at paghahati ng daloy, sa iba't ibang pagbaba ng presyon.
  • Ang supply voltage at control signal ng drive ay dapat tumugma sa supply voltage at control signal ng controller.
  • Ang mga rotary three-way valve ay ginagamit na may mga rotary valve, at mga seat valve na may linear electric drive.

Pagkalkula ng posibilidad ng cavitation

Ang cavitation ay ang pagbuo ng mga bula ng singaw sa isang daloy ng tubig, na nagpapakita ng sarili kapag ang presyon sa loob nito ay bumaba sa ibaba ng saturation pressure ng singaw ng tubig. Ang Bernoulli equation ay naglalarawan ng epekto ng pagtaas ng bilis ng daloy at pagbaba ng presyon sa loob nito, na nangyayari kapag ang lugar ng daloy ay makitid. Ang lugar ng daloy sa pagitan ng gate at ng upuan ng isang three-way na balbula ay ang napakaliit kung saan ang presyon ay maaaring bumaba sa saturation pressure, at ang lugar kung saan ang cavitation ay malamang na mabuo. Ang mga bula ng singaw ay hindi matatag, lumilitaw ang mga ito nang biglaan at biglang bumagsak, humahantong ito sa mga particle ng metal na kinakain mula sa seal ng balbula, na hindi maiiwasang magdulot ng maagang pagkasira nito. Bilang karagdagan sa pagsusuot, ang cavitation ay humahantong sa pagtaas ng ingay sa panahon ng operasyon ng balbula.


Ang mga pangunahing kadahilanan na nakakaimpluwensya sa paglitaw ng cavitation:

  • Temperatura ng tubig - mas mataas ito, mas malaki ang posibilidad na mangyari ang cavitation.

  • Ang presyon ng tubig ay nasa harap ng control valve, mas mataas ito, mas maliit ang posibilidad na mangyari ang cavitation.

  • Pinahihintulutang pagkawala ng presyon - mas mataas ang mga ito, mas mataas ang posibilidad ng cavitation. Dapat pansinin dito na sa posisyon ng balbula na malapit sa pagsasara, ang presyon ng throttling sa balbula ay may gawi sa magagamit na presyon sa regulated na lugar.

  • Ang katangian ng cavitation ng isang three-way na balbula ay tinutukoy ng mga katangian ng elemento ng throttling ng balbula. Ang koepisyent ng cavitation ay nag-iiba para sa iba't ibang uri ng mga control valve at dapat na tinukoy sa kanilang mga teknikal na mga detalye, ngunit dahil hindi ipinapahiwatig ng karamihan sa mga tagagawa ang halagang ito, ang algorithm ng pagkalkula ay may kasamang hanay ng mga pinaka-malamang na coefficient ng cavitation.

Ang isang pagsubok sa cavitation ay maaaring magdulot ng sumusunod na resulta:

  • "Hindi" - tiyak na walang cavitation.
  • "Posible" - maaaring mangyari ang cavitation sa mga balbula ng ilang mga disenyo; inirerekomenda na baguhin ang isa sa mga kadahilanan ng impluwensya na inilarawan sa itaas.
  • "Oo" - tiyak na magkakaroon ng cavitation; baguhin ang isa sa mga salik na nakakaimpluwensya sa paglitaw ng cavitation.

Mga kalkulasyon ng ingay

Ang mataas na bilis ng daloy sa three-way valve inlet ay maaaring magdulot mataas na lebel ingay. Para sa karamihan ng mga silid kung saan naka-install ang mga control valve, ang pinahihintulutang antas ng ingay ay 35-40 dB(A), na tumutugma sa bilis sa pumapasok na balbula na humigit-kumulang 3 m/s. Samakatuwid, kapag pumipili ng isang three-way valve, hindi inirerekomenda na lumampas sa tinukoy na bilis.


Mga detalye ng pagkalkula ng two-way valve

Ibinigay:

katamtamang tubig, 115C,

∆paccess = 40 kPa (0.4 bar), ∆ppipe = 7 kPa (0.07 bar),

∆pheat exchange = 15 kPa (0.15 bar), conditional flow Qnom = 3.5 m3/h,

pinakamababang daloy Qmin = 0.4 m3/h

Pagkalkula:

∆paccess = ∆pvalve + ∆ppipe + ∆pheat exchange =
∆pvalve = ∆paccess - ∆ppipe - ∆pheat exchange = 40-7-15 = 18 kPa (0.18 bar)

Allowance sa kaligtasan para sa pagpapaubaya sa pagtatrabaho (sa kondisyon na ang rate ng daloy ng Q ay hindi na-overestimated):

Kvs = (1.1 hanggang 1.3). Kv = (1.1 hanggang 1.3) x 8.25 = 9.1 hanggang 10.7 m3/h
Mula sa komersyal na ginawang serye ng mga halaga ng Kv, pipiliin namin ang pinakamalapit na halaga ng Kv, ibig sabihin. Kvs = 10 m3/h. Ang halagang ito ay tumutugma sa isang malinaw na diameter ng DN 25. Kung pipiliin namin ang isang balbula na may sinulid na koneksyon PN 16 na gawa sa gray na cast iron, makakakuha kami ng isang numero (artikulo ng order) ng uri:
RV 111 R 2331 16/150-25/T
at ang kaukulang drive.

Pagpapasiya ng haydroliko na pagkawala ng isang napili at kinakalkula na control valve sa buong pagbubukas at isang naibigay na rate ng daloy.

Kaya, ang kinakalkula na aktwal na haydroliko na pagkawala ng mga control valve ay dapat na maipakita sa haydroliko na pagkalkula ng network.

at dapat ay hindi bababa sa 0.3. Itinatag ng tseke na ang pagpili ng balbula ay nakakatugon sa mga kundisyon.

Babala: Ang awtoridad ng isang two-way control valve ay kinakalkula na may kaugnayan sa pagbaba ng presyon sa kabuuan ng balbula sa saradong estado, i.e. ang umiiral na branch pressure ∆p access sa zero flow, at hindi kailanman nauugnay sa pump pressure ∆ppump, dahil dahil sa impluwensya ng pressure loss sa network pipeline hanggang sa punto ng koneksyon ng regulated branch. Sa kasong ito, para sa kaginhawahan, ipinapalagay namin

Kontrol sa ugali ng regulasyon

Isagawa natin ang parehong pagkalkula para sa pinakamababang rate ng daloy Qmin = 0.4 m3/h. Ang pinakamababang rate ng daloy ay tumutugma sa mga pagbaba ng presyon , , .

Kinakailangang Regulatory Attitude

ay dapat na mas mababa kaysa sa tinukoy na control ratio ng balbula r = 50. Ang pagkalkula ay natutugunan ang mga kundisyong ito.

Karaniwang layout ng control loop gamit ang isang two-way control valve.


Mga detalye ng pagkalkula ng isang three-way na balbula ng paghahalo

Ibinigay:

katamtamang tubig, 90C,

static na presyon sa punto ng koneksyon 600 kPa (6 bar),

∆ppump2 = 35 kPa (0.35 bar), ∆ppipe = 10 kPa (0.1 bar),

∆pheat exchange = 20 kPa (0.2), nominal flow Qnom = 12 m3/h

Pagkalkula:



Allowance sa kaligtasan para sa pagpapaubaya sa pagtatrabaho (sa kondisyon na ang rate ng daloy ng Q ay hindi na-overestimated):
Kvs = (1.1-1.3)xKv = (1.1-1.3)x53.67 = 59.1 hanggang 69.8 m3/h
Mula sa seryeng ginawang serye ng mga halaga ng Kv, pipiliin namin ang pinakamalapit na halaga ng Kvs, ibig sabihin. Kvs = 63 m3/h. Ang halagang ito ay tumutugma sa isang malinaw na diameter ng DN65. Kung pipili tayo ng flanged valve na gawa sa nodular cast iron, makakakuha tayo ng type No.
RV 113 M 6331 -16/150-65

Pagkatapos ay piliin namin ang naaangkop na drive ayon sa mga kinakailangan.

Pagpapasiya ng aktwal na haydroliko na pagkawala ng napiling balbula kapag ganap na nakabukas

Kaya, ang kinakalkula na aktwal na haydroliko na pagkawala ng mga control valve ay dapat na maipakita sa haydroliko na pagkalkula ng network.

Babala: Sa mga three-way valve, ang pinakamahalagang kondisyon para sa walang error na operasyon ay ang pagpapanatili ng pinakamababang pagkakaiba sa presyon
sa mga koneksyon A at B. Ang mga three-way na balbula ay nakayanan ang makabuluhang pagkakaiba-iba ng presyon sa pagitan ng mga koneksyon A at B, ngunit sa kapinsalaan ng pagpapapangit ng katangian ng kontrol, at sa gayon ay pagkasira ng kakayahang kontrolin. Samakatuwid, kung may kaunting pagdududa tungkol sa pagkakaiba ng presyon sa pagitan ng parehong mga kabit (halimbawa, kung ang isang three-way valve na walang pressure compartment ay direktang konektado sa pangunahing network), inirerekomenda namin ang paggamit ng two-way valve na may kaugnayan sa isang matibay na circuit para sa mataas na kalidad na regulasyon.

Karaniwang layout ng control line gamit ang three-way mixing valve.


Matapos piliin ang paraan ng kontrol at ang uri ng control valve: two-way o three-way, dapat itong wastong kalkulahin at piliin. Ang pagkalkula at pagpili ng control valve ay depende sa napiling paraan ng kontrol. Sa pamamagitan ng dalawang-posisyon na kontrol (na may isang electrothermal drive), ang isang control valve na may pinakamababang diameter sa isang ibinigay na rate ng daloy ng tubig ay pinili upang ang pagbaba ng presyon sa kabuuan nito ay hindi lalampas sa maximum na pagkawala ng 25 kPa para sa paglamig at 15 kPa para sa pagpainit . Ang mga halagang ito ay maaaring tukuyin ng tagagawa. Ang pagpili ay isinasagawa ayon sa nomogram para sa kaukulang thermostatic valve ayon sa tagagawa; ang isang halimbawa ng naturang nomogram para sa isang three-way control valve mula sa Cazzaniga ay ipinapakita sa Fig. 4.16. Ipinapakita rin ng diagram tuldok na mga linya upang matukoy ang pagkawala ng presyon sa linya ng bypass. Halimbawa ng pagkalkula: Ibinigay: Ang daloy ng tubig sa pamamagitan ng fan coil heat exchanger (7 = 0.47 m 3 / oras. Ang pagkawala ng presyon sa heat exchanger ay 14.4 kPa. Tumatanggap kami ng balbula na may diameter na 15 mm (1/2") na may K v = 2 m 3 / oras. Pagkawala ng presyon sa direktang stroke AP = 4.7 kPa, sa bypass - AP = 8.0 kPa. Para sa mga control valve na may maayos na regulasyon (gamit ang remote control at thermostat o may servo drive), ang kalidad ng regulasyon , na tinutukoy ng pagsusulatan ng valve stroke, ay depende sa tamang napiling valve control valve at isang tiyak na kinakailangang daloy ng tubig sa pamamagitan ng valve. Kapag pumipili ng control valve na may modulating control, gamitin pangkalahatang mga prinsipyo hindi alintana kung saan naka-install ang balbula: sa fan coil heat exchanger, sa air cooler o air heater ng central air conditioner.

Ang pagpapatakbo ng control valve ay nailalarawan sa pamamagitan ng halaga ng throughput Kv, m 3 / oras, at ang katangian ng throughput. Ang conditional throughput coefficient ay katumbas ng daloy ng likido sa pamamagitan ng balbula sa m 3 / oras na may density na 1000 kg / m 3, na may pagbaba ng presyon sa kabuuan nito na 0.1 MPa (1 bar). Ang conditional throughput coefficient ay tinutukoy ng formula:

(3) kung saan ang q ay ang volumetric na daloy ng likido sa pamamagitan ng balbula, m 3 / oras; Ang Ψ ay isang koepisyent na isinasaalang-alang ang impluwensya ng lagkit ng likido, na tinutukoy depende sa bilang ng Reynolds:

(4) ayon sa iskedyul 4.17;
p - density ng likido, kg / m3;
v ay ang kinematic viscosity ng likido, na nag-iiba depende sa temperatura at konsentrasyon ng solute para sa mga may tubig na solusyon, cm 2 / s; d - nominal diameter ng balbula, mm; AP - pagkawala ng presyon sa buong control valve sa pinakamataas na daloy ng likido sa pamamagitan nito, MPa.

Ang katangian ng throughput ay ang pag-asa ng kamag-anak na throughput sa kamag-anak na paggalaw ng gate ng balbula, kung saan ang K v, K vy ay ang aktwal at conditional throughput coefficients, m 3 / oras, S, S y ang aktwal at kondisyong stroke ng gate , mm. Minsan ito ay tinatawag na ideal control valve na katangian. Mas madalas, ang mga control valve ay ginawa gamit ang isang linear flow na katangian: (5)

Mas madalas na pantay na porsyento:


Tunay na larawan ang mga pagbabago sa daloy ng likido sa pamamagitan ng balbula ay naiiba sa perpekto at nailalarawan sa pamamagitan ng katangian ng pagpapatakbo ng balbula, na nagpapahayag ng pag-asa ng kamag-anak na daloy ng likido sa stroke ng balbula. Ito ay naiimpluwensyahan ng mga parameter ng kinokontrol na lugar. Ang kinokontrol na seksyon ay nauunawaan bilang isang seksyon ng network na may kasamang teknolohikal na elemento ng kontrol (fan coil heat exchanger, air cooler, air heater), mga pipeline, fitting, control valve, ang pagbaba ng presyon sa kabuuan na nananatiling pare-pareho sa proseso ng kontrol o nagbabago-bago. sa loob ng medyo maliit na limitasyon / 10%. Ang pressure drop sa regulated section ay ang kabuuan ng pressure drop sa control valve at ang pressure drop sa mga natitirang elemento ng process network. Ang diagram ng regulated section at pressure distribution kapag nag-i-install ng two-way valve ay ipinapakita sa Fig. 4.12, kapag nag-install ng three-way valve sa Fig. 4.11. Ang ratio ng pagbaba ng presyon sa kabuuan ng balbula at ang pagbaba ng presyon sa kinokontrol na lugar ay may malaking epekto sa uri ng katangian ng daloy; iba ang tawag sa halagang ito sa dayuhang at domestic na panitikan: control coefficient, relative valve resistance.

AP Tinutukoy namin ang kaugnayan -- = n. Maaari kang bumuo ng ilang mga katangian ng pagpapatakbo ng network depende sa ratio n; ang isang halimbawa ng naturang konstruksiyon ay ipinapakita sa Fig. 4.18 a para sa isang control valve na may linear flow na katangian, sa Fig. 4.18 b para sa isang control valve na may pantay na porsyento (logarithmic) na katangian ng daloy. Kapag nagsara ang control valve, ang aktwal na daloy ng likido sa pamamagitan ng balbula ay lumalabas na mas malaki kaysa sa teoretikal, at ang paglihis na ito ay mas malaki bilang higit na halaga kamag-anak na pagtutol ng balbula Ang perpektong katangian ay tumutugma sa n = 1, kapag ang pagbaba ng presyon sa network ay walang katapusan na maliit, sa kasong ito ang daloy at perpektong katangian ay nag-tutugma. Ang mga katangian ng daloy ng pagpapatakbo ay may pinakamaliit na paglihis mula sa perpektong anyo kapag n>0.5. Kaya, ang pagbaba ng presyon sa control valve ay dapat na mas malaki kaysa sa o katumbas ng kalahati ng kabuuang pagbaba ng presyon sa regulated section, o mas malaki kaysa o katumbas ng pressure drop sa mga elemento ng network ng proseso:

Ang isang wastong napiling balbula ay isa na ganap na nakabukas na may pinakamataas na dami ng umaagos na tubig at kung saan ang mga ratio na ito ay natutugunan. Ang isang water control valve na ibinibigay nang walang kalkulasyon ay maaaring matukoy nang biswal sa system pagkatapos ng pag-install nito. Ang cross-section ng naturang balbula ay karaniwang nag-tutugma sa cross-section ng pipeline sa regulated section (control valve sa isang air cooler o air heater ng isang central air conditioner). Ang isang wastong napiling balbula ay may cross-section na mas maliit kaysa sa cross-section ng pipeline.-


kanin. 4.18. Mga graph ng mga katangian ng operating flow ng mga control valve na may linear (a) at pantay na porsyento (b) na mga katangian ng daloy

Ang pagpili ng isang control valve ay isinasagawa ayon sa throughput coefficient gamit ang nomogram para sa control valve ng kaukulang tagagawa. Ang isang halimbawa ng naturang nomogram para sa isang nakaupo na three-way control valve VRG3 mula sa Danfoss ay ipinapakita sa Fig. 4.19.

Halimbawa ng pagkalkula. Ibinigay: Malamig na pagkarga sa fan coil Q x = 0.85 kW. Mass flow ng tubig sa pamamagitan ng fan coil heat exchanger

kung saan ang Qx ay ang malamig na pagkarga, kW. Δt - ang pagkakaiba sa temperatura ng coolant sa pumapasok at labasan ng fan coil ay ipinapalagay na 5°C.

Volumetric na daloy ng tubig q = G/p = 146.2/1000 = 0.146 m 3 /hour Ang pagbaba ng presyon sa heat exchanger ay tinutukoy ayon sa talahanayan para sa Delonghi FC10 fan coil

Pumili kami ng isang three-way control valve ayon sa nomogram upang ang pagbaba ng presyon sa buong control valve ay mas malaki kaysa sa pagbaba ng presyon sa heat exchanger, na isinasaalang-alang ang margin para sa mga pagkalugi sa mga pipeline at shut-off valve: sa G = 146.2 kg/oras ayon sa nomogram sa Fig. 4.19. tinutukoy namin ang Kvs = 0.4 m3/hour ng control valve na may diameter na R 1/2" (15 mm) at pressure loss sa valve A p = 15 kPa. Sa Kvs = 0.63 m 3 / hour pressure loss sa valve Ap = 5, 8 kPa at ang ratio ng presyon ay mas mababa sa 1. Samakatuwid, tumatanggap kami ng balbula na may K vs = 0.4.


kanin. 4.19. Nomogram para sa pagpili ng three-way control valve VRG3 mula sa Danfoss (modulating control)

(Technical University)

Kagawaran ng APCP

Proyekto ng kurso

"Pagkalkula at disenyo ng isang control valve"

Nakumpleto ni: mag-aaral gr. 891 Solntsev P.V.

Pinuno: Syagaev N.A.

St. Petersburg 2003

1. Mga regulator ng throttle

Para sa pagdadala ng mga likido at gas sa teknolohikal na proseso Bilang isang patakaran, ginagamit ang mga pipeline ng presyon. Sa kanila, ang daloy ay gumagalaw dahil sa presyon na nilikha ng mga bomba (para sa mga likido) o mga compressor (para sa mga gas). Ang pagpili ng kinakailangang pump o compressor ay ginawa ayon sa dalawang mga parameter: maximum na pagganap at kinakailangang presyon.

Ang maximum na produktibo ay tinutukoy ng mga kinakailangan ng mga teknolohikal na regulasyon, ang presyon na kinakailangan upang matiyak na ang maximum na daloy ay kinakalkula ayon sa mga batas ng haydrolika, batay sa haba ng ruta, ang bilang at mga halaga ng mga lokal na pagtutol at ang pinahihintulutang maximum na bilis ng produkto sa pipeline (para sa mga likido - 2-3 m / s, para sa mga gas - 20 -30 m / s).

Ang pagpapalit ng rate ng daloy sa isang pipeline ng proseso ay maaaring gawin sa dalawang paraan:

throttling - pagpapalit ng hydraulic resistance ng throttle na naka-install sa pipeline (Fig. 1a)

bypassing - pagpapalit ng hydraulic resistance ng throttle na naka-mount sa pipeline na kumukonekta sa discharge line sa suction line (Fig. 1b)

Ang pagpili ng paraan para sa pagbabago ng daloy ay tinutukoy ng uri ng bomba o compressor na ginamit. Para sa pinakakaraniwang mga bomba at compressor sa industriya, maaaring gamitin ang parehong paraan ng pagkontrol sa daloy.

Para sa mga positibong displacement pump, tulad ng mga piston pump, tanging liquid bypass ang pinapayagan. Ang throttling ng daloy para sa mga naturang bomba ay hindi katanggap-tanggap, dahil maaari itong humantong sa pagkabigo ng pump o pipeline.

Para sa mga piston compressor, ang parehong mga paraan ng kontrol ay ginagamit.

Ang pagpapalit ng daloy ng rate ng likido o gas dahil sa throttling ay ang pangunahing pagkilos ng kontrol sa mga awtomatikong control system. Ang throttle na ginamit upang i-regulate ang mga parameter ng proseso ay " katawan ng regulasyon ».

Ang pangunahing static na katangian ng nagre-regulate na katawan ay ang pag-asa ng daloy sa pamamagitan nito sa antas ng pagbubukas:

kung saan q=Q/Q max - kamag-anak na daloy

h=H/H max – relatibong shutter stroke ng nagre-regulate na katawan

Ang dependency na ito ay tinatawag katangian ng daloy awtoridad sa regulasyon. kasi ang katawan ng regulasyon ay bahagi ng isang network ng pipeline, na kinabibilangan ng mga seksyon ng pipeline, mga balbula, pagliko at pagliko ng mga tubo, pataas at pababang mga seksyon; ang katangian ng daloy nito ay aktwal na sumasalamin sa pag-uugali ng hydraulic system na "regulating body + pipeline network". Samakatuwid, ang mga katangian ng daloy ng dalawang magkatulad na elemento ng kontrol na naka-install sa mga pipeline na may iba't ibang haba ay makabuluhang magkakaiba sa bawat isa.

Isang katangian ng isang regulatory body na independiyente sa mga panlabas na koneksyon nito - " katangian ng throughput" Ang pag-asa na ito ng kamag-anak na kapasidad ng regulatory body s mula sa kamag-anak na pagtuklas nito h, ibig sabihin.

kung saan: s=K v /K vy – relatibong kapasidad

Ang iba pang mga indicator na ginagamit upang pumili ng isang regulatory body ay: ang diameter ng connecting flanges nito Du, ang maximum na pinapayagang pressure Ru, temperatura T at ang mga katangian ng substance. Ang index na "y" ay nagpapahiwatig ng kondisyon na halaga ng mga tagapagpahiwatig, na ipinaliwanag ng imposibilidad ng pagtiyak ng kanilang eksaktong pagsunod para sa mga serial regulatory body. Dahil ang katangian ng daloy ng regulator ay nakasalalay sa haydroliko na paglaban ng network ng pipeline kung saan ito naka-install, kinakailangan upang ma-adjust ang katangiang ito. Ang mga awtoridad sa regulasyon na nagpapahintulot sa posibilidad ng naturang mga pagsasaayos ay " control valves" Mayroon silang solid o hollow cylindrical plunger na nagpapahintulot sa profile na mabago upang makuha ang mga kinakailangang katangian ng daloy. Upang mapadali ang pagsasaayos ng mga katangian ng daloy, ang mga balbula ay ginawa gamit ang iba't ibang uri mga katangian ng throughput: linear at pantay na porsyento.

Para sa mga balbula na may linear na katangian, ang pagtaas sa kapasidad ng daloy ay proporsyonal sa stroke ng plunger, i.e.

kung saan ang: a ay ang proportionality coefficient.

Para sa mga balbula na may pantay na porsyento na katangian ng daloy, ang pagtaas sa kapasidad ay proporsyonal sa stroke ng plunger at ang kasalukuyang halaga ng kapasidad, i.e.

ds=a*K v *dh (4)

Kung mas malaki ang hydraulic resistance ng network ng pipeline, mas malaki ang pagkakaiba sa pagitan ng throughput at mga katangian ng daloy. Ratio ng kapasidad ng balbula sa kapasidad ng network - hydraulic module ng system:

n=K vy /K vT (5)

Sa mga halaga n>1.5 ang mga balbula na may katangian ng linear na daloy ay nagiging hindi angkop dahil sa pagkakaiba-iba ng koepisyent ng proporsyonalidad a sa buong kurso. Para sa mga control valve na may pantay na porsyento na katangian ng daloy, ang katangian ng daloy ay malapit sa linear sa mga halaga n mula 1.5 hanggang 6. Dahil ang diameter ng pipeline ng proseso Dt ay karaniwang pinipili na may isang reserba, maaaring lumabas na ang isang control valve na may pareho o katulad na nominal diameter Dn ay may labis na kapasidad at, nang naaayon, isang hydraulic module. Upang bawasan ang throughput ng balbula nang hindi binabago ang mga sukat ng pagkonekta nito, ang mga tagagawa ay gumagawa ng mga balbula na naiiba lamang sa diameter ng Dc ng upuan.

2. Takdang-aralin para sa isang proyekto ng kurso

Opsyon Blg. 7

3. pagkalkula ng mga control valve

1. Pagpapasiya ng Reynolds number


, Saan - rate ng daloy sa pinakamataas na daloy

r=988.07 kg/m 3 (para sa tubig sa 50 o C) [talahanayan. 2]

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

Re> 10000, samakatuwid, ang daloy ng rehimen ay magulong.

2. Pagpapasiya ng pagkawala ng presyon sa isang network ng pipeline sa pinakamataas na rate ng daloy

, Saan , x Mvent =4.4, x Mcolen =1.05 [Talahanayan. 4]

3. Pagpapasiya ng pagbaba ng presyon sa buong control valve sa pinakamataas na rate ng daloy

4. Pagpapasiya ng kinakalkula na halaga ng kondisyon na kapasidad ng control valve:

, kung saan h=1.25 - kadahilanan sa kaligtasan

5. Pagpili ng isang control valve na may pinakamalapit na mas mataas na kapasidad K Vy (ayon sa K Vз at DN):

pumili double seat cast iron control valve 25 h30nm

kondisyong presyon 1.6 MPa

conditional pass 50 mm

kondisyon na kapasidad 40 m3/h

katangian ng throughput linear, pantay na porsyento

uri ng aksyon PERO

materyal kulay abong cast iron

temperatura ng kinokontrol na kapaligiran -15 hanggang +300

6. Pagpapasiya ng kapasidad ng network ng pipeline

7. Pagpapasiya ng hydraulic module ng system

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

Ang koepisyent na nagpapakita ng antas ng pagbawas sa lugar ng daloy ng upuan ng balbula na may kaugnayan sa lugar ng daloy ng mga flanges K = 0.6 [Talahanayan. 1]

4. Profiling ng control valve plunger

Ang mga kinakailangang katangian ng daloy ng control valve ay sinisiguro sa pamamagitan ng paggawa ng isang espesyal na hugis na ibabaw ng bintana. Ang pinakamainam na profile ng plunger ay nakuha sa pamamagitan ng pagkalkula ng haydroliko na pagtutol ng pares ng throttle (plunger - upuan) bilang isang function ng kamag-anak na pagbubukas ng control valve.

8. Pagpapasiya ng valve hydraulic resistance coefficient

, Saan , V=2 para sa double-seat valve

9. Pagpapasiya ng koepisyent ng hydraulic resistance ng control valve depende sa kamag-anak na stroke ng plunger

, kung saan h=0.1, 0.2,…,1.0 ,

x dr - koepisyent ng hydraulic resistance ng pares ng throttle valve x 0 =2.4 [Talahanayan. 5]

10. Ayon sa iskedyul sa [Fig. 5] ang halaga a k ay tinutukoy para sa relatibong cross section ng pares ng throttle

Ang halaga ng m ay tinukoy gamit ang formula:

.

Ang pagpapasiya ng mga bagong halaga ng m ay nagpapatuloy hanggang sa ang bagong maximum na halaga ng m ay naiiba mula sa nauna nang mas mababa sa 5%.