Throughput kvs. Mga Detalye ng Control Valve

Nominal diameter ng reinforcement. Ang halagang ito ay nagpapahiwatig ng malinaw na diameter ng reinforcement at tinatawag na nominal diameter. Isa sa mga pangunahing parameter ng mga control valve. Ang halaga ng kvs ng reinforcement ay direktang nakasalalay sa parameter na ito. Kadalasan, ang nominal diameter ay mas mababa kaysa sa diameter ng pipeline, na ginagawang posible na makatipid ng pera, gayunpaman, kapag kinakalkula ang control valve, tandaan ang tungkol sa mga pagkalugi sa confuser at diffuser, na nangyayari bago at pagkatapos ng balbula, ayon sa pagkakabanggit. . Sa Russian Federation, gayundin sa mga bansa ang dating USSR sa kasalukuyan, maaari mo ring mahanap ang pagtatalaga ng nominal diameter bilang DN (nominal diameter). Ang nominal diameter ay itinalaga ng mga titik DN o DN na may pagdaragdag ng nominal na laki sa millimeters: halimbawa, ang nominal na diameter ng 150 mm ay itinalagang DN 150 (DN150).

Pag-uugali sa regulasyon ay ang ratio sa pagitan ng pinakamataas na rate ng daloy at pinakamaliit na rate ng daloy. Sa pagsasagawa, ito ang ratio sa pagitan ng pinakamataas at pinakamababang kinokontrol na mga rate ng daloy (kung hindi man, sa ilalim ng parehong mga kondisyon).

Pinakamataas na pagtagas sarado ay tumutukoy din sa mga parameter ng katangian ng balbula. Para sa mga control valve binigay na halaga madalas na ipinahayag bilang isang porsyento ng pinakamataas na rate ng daloy (Kvs, Avs, Cvs), at ang mga kondisyon ng pagsubok ay malinaw na tinukoy sa pamantayan ng IEC 534-4-1982. Kung ang halaga ng pagtagas ay ipinahiwatig, halimbawa, bilang 0.01% Kvs, nangangahulugan ito na ang maximum na isang daan ng isang porsyento ng Kvs (i.e. 0.01 Kvs) ng pansubok na likido ay dadaloy sa balbula na ito kapag sarado sa ilalim ng mga kondisyon ng pagsubok. Kung ang halagang ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagpapatakbo ng kagamitan, dapat kang makipag-ugnayan sa tagagawa para sa impormasyon sa mga kondisyon ng pagsubok nito o humiling ng mas mataas na density kung pinapayagan ang mga teknikal na kakayahan ng ganitong uri ng balbula.

(Technical University)

Kagawaran ng APHP

Proyekto ng kurso

"Pagkalkula at disenyo ng isang control valve"

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

Pinuno: Syagaev N.A.

Saint Petersburg 2003

1. Throttle regulating body

Para sa pagdadala ng mga likido at gas teknolohikal na proseso bilang panuntunan, 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 pinakamataas na rate ng 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 pagbabago ng rate ng daloy sa pipeline ng proseso ay maaaring isagawa sa dalawang paraan:

throttling - isang pagbabago sa hydraulic resistance ng choke na naka-install sa pipeline (Fig.1a)

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

Ang pagpili kung paano baguhin ang rate 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 magdulot ng pinsala sa pump o piping.

Para sa mga reciprocating 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 choke na ginamit upang ayusin ang mga teknolohikal na parameter - " katawan ng regulasyon ».

Ang pangunahing static na katangian ng regulating body ay ang pag-asa ng daloy sa pamamagitan nito sa antas ng pagbubukas:

kung saan q = Q / Q max - relatibong rate ng daloy

h = H / H max - kamag-anak na paglalakbay ng gate ng regulating body

Ang addiction na ito ay tinatawag katangian ng daloy katawan ng regulasyon. kasi ang regulator ay isang bahagi ng network ng pipeline, na kinabibilangan ng mga seksyon ng pipeline, valve, pipe bends at bends, pataas at pababang mga seksyon, ang katangian ng daloy nito ay talagang sumasalamin sa pag-uugali ng hydraulic system na "regulator + pipeline network". Samakatuwid, ang mga katangian ng daloy ng dalawang magkatulad na katawan na nagre-regulate na naka-install sa mga pipeline na may iba't ibang haba ay makabuluhang magkakaiba sa bawat isa.

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

kung saan: s = K v / K vy - relative throughput

Ang iba pang mga tagapagpahiwatig na ginagamit upang pumili ng isang katawan na nagre-regulate ay: ang diameter ng mga nagkokonektang flanges nito DN, ang maximum na pinapayagang presyon PN, temperatura T at mga katangian ng sangkap. Ang "y" index ay nagpapahiwatig ng kondisyon na halaga ng mga tagapagpahiwatig, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng imposibilidad ng pagtiyak ng kanilang eksaktong pagtalima para sa mga serial regulatory body. Dahil ang katangian ng daloy ng regulating body ay nakasalalay sa hydraulic resistance ng pipeline network kung saan ito naka-install, kinakailangan upang maitama ang katangiang ito. Pinahihintulutan ng mga awtoridad sa regulasyon ang naturang pagsasaayos - " control valves". Mayroon silang solid o hollow cylindrical plunger na nagpapahintulot sa pagbabago sa profile upang makuha ang kinakailangang katangian ng daloy. iba't ibang uri mga katangian ng throughput: linear at pantay na porsyento.

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

kung saan: a - koepisyent ng proporsyonalidad.

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

ds = a * K v * dh (4)

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga katangian ng daloy at daloy ay mas malaki, mas malaki ang haydroliko na pagtutol ng network ng pipeline. Ang 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 mga katangian ng linear na daloy ay nagiging hindi magagamit dahil sa pagkakaiba-iba ng proporsyonal na kadahilanan a sa buong pagliko. 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 Дт ay karaniwang pinipili na may margin, 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, gumagawa ang mga planta ng pagmamanupaktura ng mga balbula na naiiba lamang sa diameter ng upuan ng Ds.

2. Takdang-aralin para sa proyekto ng kurso

Opsyon numero 7

3.pagkalkula ng mga control valve

1. Pagpapasiya ng Reynolds number

, saan

- rate ng daloy sa pinakamataas na rate ng 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 network ng pipeline sa pinakamataas na rate ng daloy

, saan

, x Mvent = 4.4, x Mkalen = 1.05 [tab. 4]

3. Pagpapasiya ng differential pressure sa buong control valve sa pinakamataas na rate ng daloy

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

, kung saan ang h = 1.25 ay ang safety factor

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

pumili double-seated cast iron control valve 25 h30nzhM

nominal na presyon 1.6 Mpa

conditional pass 50 mm

conditional throughput 40 m3 / oras

katangian ng daloy linear, pantay na porsyento

uri ng pagkilos PERO

materyal kulay abong cast iron

temperatura ng kinokontrol na daluyan mula -15 hanggang +300

6. Pagpapasiya ng throughput 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 ng lugar ng daloy ng upuan ng balbula na may kaugnayan sa lugar ng daloy ng mga flanges K = 0.6 [talahanayan. 1]

4.profiling control valve plunger

Ang kinakailangang katangian ng daloy ng control valve ay sinisiguro ng paggawa ng isang espesyal na hugis ng ibabaw ng bintana. Ang pinakamainam na profile ng plug ay nakukuha sa pamamagitan ng pagkalkula ng flow resistance ng throttle pair (plug-seat) bilang isang function ng relative opening ng control valve.

8. Pagpapasiya ng koepisyent ng haydroliko na pagtutol ng balbula

, saan

, B = 2 para sa dalawang-upuan na balbula

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

, kung saan ang h = 0.1, 0.2, ..., 1.0,

x dr - koepisyent ng haydroliko na pagtutol ng pares ng throttle ng balbula x 0 = 2.4 [talahanayan. 5]

10. Ayon sa graph sa [Fig. 5] ang halaga ng a k ay tinutukoy para sa relatibong seksyon ng pares ng throttle

Ang halaga ng m ay tinukoy ng 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%.

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 pagpapalagay na ang kabuuang daloy sa port AB ay independiyente sa stroke at palaging pare-pareho. Sa katunayan, ang daloy sa pamamagitan ng karaniwang port AB ay nagbabago depende sa stroke ng stem, at ang amplitude ng pagbabagu-bago ay nakasalalay sa awtoridad ng three-way valve sa regulated section at ang katangian ng daloy nito.

Paraan para sa pagkalkula ng isang three-way valve

Pagkalkula ng isang three-way valve gumanap sa sumusunod na pagkakasunud-sunod:

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

Pagpili ng katangian ng daloy

Ang pag-asa ng daloy sa pamamagitan ng balbula sa stroke ng stem ay tinatawag na katangian ng daloy. Tinutukoy ng uri ng katangian ng daloy ang hugis ng plug at valve seat. Dahil ang isang three-way valve ay may dalawang gate at dalawang upuan - mayroon din itong dalawang katangian ng daloy, ang una ay tumutukoy sa pasulong na katangian - (A-AB), at ang pangalawa sa kahabaan ng patayo - (B-AB).

Linear / linear... Ang kabuuang daloy sa pamamagitan ng branch pipe AB ay pare-pareho lamang kapag ang awtoridad ng balbula ay katumbas ng 1, na halos imposibleng matiyak. Ang pagpapatakbo ng isang three-way valve na may awtoridad na katumbas ng 0.1 ay hahantong sa mga pagbabagu-bago sa kabuuang rate ng daloy kapag inililipat ang stem, sa saklaw 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 port AB sa mga three-way valve na may katangian ng logarithmic / logarithmic flow ay sinusunod na may awtoridad na balbula na 0.2. Kasabay nito, ang pagbaba ng awtoridad na nauugnay sa tinukoy na halaga ay tumataas, at ang pagtaas ay bumababa sa kabuuang daloy sa pamamagitan ng pipe ng sangay ng AB. Ang pagbabagu-bago sa rate ng daloy sa hanay ng mga 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 regulasyon ayon sa iba't ibang batas ay kinakailangan sa mga circulation ring na dumadaan sa A-AB at B-AB na mga koneksyon. Ang pagpapapanatag ng rate ng daloy sa panahon ng paggalaw ng valve stem ay nangyayari sa isang awtoridad na katumbas ng 0.4. Ang pagbabagu-bago ng kabuuang daloy sa pamamagitan ng branch pipe AB sa hanay ng mga 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 para sa mga sistema ng pag-init at mga heat exchanger.

Pagkalkula ng awtoridad

Tatlong-daan na awtoridad ng balbula ay katumbas ng ratio ng pagkawala ng presyon sa kabuuan ng balbula sa pagkawala ng presyon sa kabuuan ng balbula at ng regulated na seksyon. Tinutukoy ng authority value para sa 3-way valves ang hanay ng variation sa kabuuang daloy sa port AB.

Ang 10% na paglihis ng agarang daloy ng daloy sa port AB sa panahon ng paggalaw ng stem ay nakakamit gamit ang 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 logarithmic / logarithmic na katangian.

Pagkalkula ng bandwidth

Ang pag-asa ng pagkawala ng ulo sa balbula sa daloy sa pamamagitan nito ay nailalarawan sa pamamagitan ng koepisyent ng Kvs. Ang Kvs-value ay ayon sa bilang na katumbas ng daloy sa m³ / h sa isang ganap na bukas na balbula, kung saan ang pagbaba ng presyon sa kabuuan ng balbula ay 1 bar. Bilang isang tuntunin, ang halaga ng Kvs ng isang three-way valve ay pareho para sa A-AB at B-AB stroke, ngunit may mga valve na may iba't ibang kapasidad para sa bawat isa sa mga stroke.

Alam na kapag ang daloy ng rate ay nagbabago ng "n" na mga beses, ang pagkawala ng ulo sa kabuuan ng 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 ulo sa equation. Mula sa nomenclature, ang isang three-way valve ay pinili na may pinakamalapit na halaga ng capacity factor sa halagang nakuha bilang resulta ng pagkalkula.

Pagpili ng electric drive

Ang electric actuator 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 katangian ng balbula, habang binibigyang pansin ang:

Ang mga joints sa pagitan ng actuator at valve ay dapat magkatugma.
Ang actuator stem travel ay dapat na hindi bababa sa valve stem travel.
Depende sa inertia ng kinokontrol na system, ang mga drive na may iba't ibang bilis ng pagpapatakbo ay dapat gamitin.
Tinutukoy ng pagsasara ng puwersa ng actuator ang pinakamataas na pagbaba ng presyon sa buong balbula kung saan maaaring isara ito ng actuator.
Ang isa at ang parehong electric actuator ay nagbibigay ng shut-off ng isang three-way mixing at flow-sharing valve sa iba't ibang pagbaba ng presyon.
Ang supply boltahe at control signal ng actuator ay dapat tumugma sa supply boltahe at control signal ng controller.
Ang mga three-way na rotary valve ay ginagamit sa mga rotary actuator, at mga globe valve na may linear electric actuator.

Pagkalkula para sa posibilidad ng cavitation

Cavitation - ang pagbuo ng mga bula ng singaw sa daloy ng tubig, na nagpapakita ng sarili kapag ang presyon sa loob nito ay bumaba sa ibaba ng saturation pressure ng singaw ng tubig. Inilalarawan ng equation ng Bernoulli ang epekto ng pagtaas ng rate 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 plug at ng three-way valve seat ay ang constriction kung saan ang pressure ay maaaring bumaba sa saturation pressure, at ang lugar kung saan ang cavitation ay malamang na mangyari. Ang mga bula ng singaw ay hindi matatag, lumilitaw ang mga ito nang biglaan at biglang bumagsak, humahantong ito sa pagkain ng mga particle ng metal mula sa plug ng balbula, na hindi maiiwasang magdulot ng maagang pagkasira nito. Bilang karagdagan sa pagsusuot, ang cavitation ay humahantong sa pagtaas ng ingay sa pagpapatakbo ng balbula.

Ang mga pangunahing kadahilanan na nakakaimpluwensya sa paglitaw ng cavitation:

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

Ang presyon ng tubig ay nasa harap ng control valve, mas mataas ito, mas mababa ang posibilidad ng 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 throttled pressure sa buong balbula ay may posibilidad sa magagamit na presyon sa regulated na seksyon.

Ang katangian ng cavitation ng isang three-way valve ay tinutukoy ng mga katangian ng throttling element ng valve. Ang koepisyent ng cavitation ay naiiba para sa iba't ibang uri ng mga control valve at dapat na ipahiwatig sa kanilang mga teknikal na katangian, ngunit dahil ang karamihan sa mga tagagawa ay hindi nagpapahiwatig ng halagang ito, ang algorithm ng pagkalkula ay nagsasama ng isang hanay ng mga pinaka-malamang na coefficient ng cavitation.

Ang pagsubok sa cavitation ay maaaring makagawa ng sumusunod na resulta:

"Hindi" - tiyak na walang cavitation.
"Posible" - posible ang cavitation sa mga balbula ng ilang mga disenyo, inirerekumenda na baguhin ang isa sa inilarawan sa itaas na mga kadahilanan ng impluwensya.
"Oo" - tiyak na magiging cavitation, baguhin ang isa sa mga salik na nakakaapekto sa paglitaw ng cavitation.

Pagkalkula ng pagbuo ng ingay

Ang mataas na rate ng daloy sa pasukan ng isang 3-way na balbula ay maaaring magdulot ng mataas na antas ng 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 isang bilis sa valve inlet pipe na mga 3m / s. Samakatuwid, kapag pumipili ng isang three-way na balbula, hindi inirerekomenda na lumampas sa tinukoy na bilis.

), sa loob kung saan mayroong isang lalagyan ng bellow na puno ng isang gumaganang daluyan (gas, likido, solid) na may mataas na koepisyent ng volumetric expansion. Kapag ang temperatura ng hangin na nakapalibot sa mga bubulusan ay nagbabago, ang gumaganang likido ay lumalawak o kumukontra, na nagpapa-deform sa mga bubulusan, na, naman, ay kumikilos sa balbula na tangkay, binubuksan o isinasara ito ( kanin. 1).

kanin. 1. Scheme ng thermostatic valve

Ang pangunahing haydroliko na katangian ng isang thermostatic valve ay ang kapasidad ng daloy Kv... Ito ang rate ng daloy ng tubig na nagagawa ng balbula sa pamamagitan ng sarili nitong pagbaba ng presyon na 1 bar. Index " V»Ipinapahiwatig na ang koepisyent ay nauugnay sa oras-oras na volumetric na rate ng daloy at sinusukat sa m 3 / h. Alam ang throughput ng balbula at ang daloy ng tubig sa pamamagitan nito, matutukoy mo ang pagkawala ng presyon sa buong balbula sa pamamagitan ng formula:

Δ P k = ( V / K v) 2 · 100, kPa.

Ang mga regulatoring valve, depende sa antas ng pagbubukas, ay may iba't ibang mga kapasidad ng daloy. Ang kapasidad ng isang ganap na bukas na balbula ay ipinahiwatig ng Kvs... Ang pagkawala ng presyon sa isang thermostatic radiator valve sa haydroliko na mga kalkulasyon, bilang panuntunan, ay hindi tinutukoy sa buong pagbubukas, ngunit para sa isang tiyak na proporsyonal na banda - X p.

X Ang p ay ang zone ng pagpapatakbo ng thermostatic valve sa hanay mula sa temperatura ng hangin sa ganap na pagsasara (point S sa control graph) hanggang sa value na itinakda ng user ng pinahihintulutang paglihis ng temperatura. Halimbawa, kung ang coefficient Kv ibinigay sa X p = S- 2, at ang thermoelement ay naka-install sa isang posisyon na sa isang temperatura ng hangin na 22 ˚С ang balbula ay ganap na sarado, kung gayon ang koepisyent na ito ay tumutugma sa posisyon ng balbula sa isang nakapaligid na temperatura ng 20 С.

Kaya, maaari nating tapusin na ang temperatura ng hangin sa silid ay magbabago sa pagitan ng 20 at 22 ˚С. Index Xp nakakaapekto sa katumpakan ng pagpapanatili ng temperatura. Sa Xp = (S- 1) ang saklaw ng pagpapanatili ng panloob na temperatura ng hangin ay nasa loob ng 1 ˚С. Sa Xp = (S- 2) - saklaw 2 ˚С. Sona X p = ( S- max) ay nagpapakilala sa pagpapatakbo ng balbula nang walang elementong thermosensitive.

Alinsunod sa GOST 30494-2011 "Mga tirahan at pampublikong gusali. Mga parameter ng panloob na microclimate ", sa panahon ng malamig na panahon ng taon sa sala ang pinakamabuting kalagayan na temperatura ay nasa hanay mula 20 hanggang 22 ˚С, iyon ay, ang saklaw ng pagpapanatili ng temperatura sa tirahan ng mga gusali ay dapat na 2 ˚С. Kaya, para sa pagkalkula ng mga gusali ng tirahan, kinakailangan na piliin ang mga halaga ng throughput sa Xp = (S – 2).

kanin. 2. Thermostatic valve VT.031

Naka-on kanin. 3 nagpapakita ng mga resulta ng bench test ( kanin. 2) na may thermostatic element na VT.5000 na may set value na "3". Punto S sa graph, ito ang theoretical closing point ng valve. Ito ang temperatura kung saan ang balbula ay may mababang daloy na maaari itong ituring na halos sarado.

kanin. 3. Iskedyul ng pagsasara ng balbula VT.031 gamit ang thermocouple VT.5000 (pos. 3) sa pagbaba ng presyon na 10 kPa

Tulad ng nakikita sa graph, ang balbula ay nagsasara sa 22 ° C. Habang bumababa ang temperatura ng hangin, tumataas ang kapasidad ng balbula. Ipinapakita ng graph ang mga halaga ng daloy ng tubig sa pamamagitan ng balbula sa temperatura na 21 ( S- 1) at 22 ( S- 2) ˚С.

V tab. 1 ang mga halaga ng pasaporte ng throughput ng VT.031 thermostatic valve sa iba't ibang Xp.

Talahanayan 1. Mga halaga ng pasaporte ng throughput ng VT.031 valve

Ang mga balbula ay nasubok sa isang espesyal na bangko na ipinakita sa kanin. 4... Sa panahon ng mga pagsubok, ang patuloy na pagbaba ng presyon sa balbula ay pinananatili sa 10 kPa. Ang temperatura ng hangin ay ginagaya gamit ang isang thermostatic water bath, kung saan ang thermal head ay nahuhulog. Ang temperatura ng tubig sa paliguan ay unti-unting tumataas, habang ang daloy ng tubig sa pamamagitan ng balbula ay naitala hanggang sa ganap itong sarado.

kanin. 4. Bench test ng VT.032 valve para sa throughput alinsunod sa GOST 30815-2002

Bilang karagdagan sa mga halaga ng kapasidad ng daloy, ang mga thermostatic valve ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tagapagpahiwatig bilang ang maximum na pagbaba ng presyon. Ito ay tulad ng isang pagbaba ng presyon sa buong balbula, kung saan pinapanatili nito ang mga katangian ng kontrol ng pasaporte, hindi lumilikha ng ingay, at kung saan ang lahat ng mga elemento ng balbula ay hindi sasailalim sa napaaga na pagsusuot.

Depende sa disenyo, ang mga thermostatic valve ay may iba't ibang maximum na differential pressure. Karamihan sa mga thermostatic radiator valve sa merkado ay may ganitong katangian na 20 kPa. Kasabay nito, ayon sa sugnay 5.2.4 ng GOST 30815-2002, ang temperatura kung saan nagsasara ang balbula, sa pinakamataas na pagbaba ng presyon, ay hindi dapat mag-iba mula sa pagsasara ng temperatura sa isang pagbaba ng presyon ng 10 kPa ng higit sa 1 ˚ С.

Mula sa graph hanggang kanin. 5 makikita na ang balbula ng VT.031 ay nagsasara sa isang pagbaba ng presyon ng 10 kPa at ang setting ng thermoelement na "3" sa 22 ˚С.

kanin. 5. Mga diagram ng pagsasara ng balbula VT.031 na may thermocouple VT.5000 sa isang pagbaba ng presyon na 10 kPa (asul na linya) at 100 kPa (pulang linya)

Sa isang differential pressure na 100 kPa, ang balbula ay nagsasara sa temperatura na 22.8 ° C. Ang impluwensya ng differential pressure ay 0.8 ° C. Kaya, sa totoong mga kondisyon ng pagpapatakbo ng naturang balbula na may presyon ay bumaba mula 0 hanggang 100 kPa, kapag ang thermoelement ay nakatakda sa numerong "3", ang saklaw ng temperatura ng pagsasara ng balbula ay mula 22 hanggang 23 ˚С.

Kung, sa ilalim ng totoong mga kondisyon ng operating, ang pagbaba ng presyon sa balbula ay tumataas nang higit sa maximum, kung gayon ang balbula ay maaaring lumikha ng hindi katanggap-tanggap na ingay, at ang mga katangian nito ay magkakaiba nang malaki mula sa mga pasaporte.

Ano ang sanhi ng pagtaas ng pagbaba ng presyon sa thermostatic valve habang nagpapatakbo? Ang katotohanan ay na sa modernong dalawang-pipe heating system, ang daloy ng rate ng coolant sa system ay patuloy na nagbabago, depende sa kasalukuyang pagkonsumo ng init. Ang ilang mga thermostat ay nagbubukas, ang ilan ay nagsasara. Ang pagbabago sa mga rate ng daloy sa mga seksyon ay humahantong sa isang pagbabago sa pamamahagi ng presyon.

Halimbawa, isaalang-alang ang pinakasimpleng pamamaraan ( kanin. 6) na may dalawang radiator. Ang isang thermostatic valve ay naka-install sa harap ng bawat radiator. Ang isang control valve ay matatagpuan sa karaniwang linya.

kanin. 6. Scheme ng disenyo na may dalawang radiator

Ipagpalagay natin na ang pressure loss sa bawat thermostatic valve ay 10 kPa, ang pressure loss sa kabuuan ng valve ay 90 kPa, ang kabuuang coolant flow rate ay 0.2 m 3 / h at ang coolant flow sa bawat radiator ay 0.1 m 3 / h. Pinapabayaan namin ang pagkawala ng presyon sa mga pipeline. Ang kabuuang pagkawala ng presyon sa sistemang ito ay 100 kPa at pinananatiling pare-pareho. Ang haydrolika ng naturang sistema ay maaaring kinakatawan ng sumusunod na sistema ng mga equation:

saan V o - kabuuang pagkonsumo, m 3 / h, V p ay ang daloy sa pamamagitan ng mga radiator, m 3 / h, kvв - throughput ng balbula, m 3 / h, kv mula noon - throughput ng mga thermostatic valve, m 3 / h, Δ P c - pagbaba ng presyon sa balbula, Pa, Δ P dahil - pagbaba ng presyon sa buong thermostatic valve, Pa.

kanin. 7. Design scheme na may nakadiskonektang radiator

Ipagpalagay na sa silid kung saan naka-install ang itaas na radiator, tumaas ang temperatura, at ganap na hinarangan ng thermostatic valve ang daloy ng coolant sa pamamagitan nito ( kanin. 7). Sa kasong ito, ang buong daloy ay dadaan lamang sa mas mababang radiator. Ang pagbaba ng presyon sa system ay ipinahayag ng sumusunod na formula:

kung saan ang V o ′ ay ang kabuuang rate ng daloy sa system pagkatapos na patayin ang isang thermostatic valve, m 3 / h, ang V p ′ ay ang daloy ng rate ng coolant sa pamamagitan ng radiator, sa kasong ito ay magiging katumbas ito ng kabuuang daloy rate; m 3 / oras.

Kung isasaalang-alang namin na ang pagbaba ng presyon ay pinananatiling pare-pareho (katumbas ng 100 kPa), kung gayon posible na matukoy ang rate ng daloy na itatatag sa system pagkatapos na patayin ang isa sa mga radiator.

Ang pagkawala ng presyon sa buong balbula ay bababa habang ang kabuuang daloy sa pamamagitan ng balbula ay bumaba mula 0.2 hanggang 0.17 m 3 / h. Sa kabaligtaran, ang pagkawala ng presyon sa buong thermostatic valve ay tataas, dahil ang daloy sa pamamagitan nito ay tumaas mula 0.1 hanggang 0.17 m 3 / h. Ang pagkawala ng presyon sa balbula at thermostatic valve ay:

Mula sa mga kalkulasyon sa itaas, maaari itong tapusin na ang pagbaba ng presyon sa thermostatic valve ng lower radiator kapag binubuksan at isinasara ang thermostatic valve ng upper radiator ay mag-iiba mula 10 hanggang 30.8 kPa.

Ngunit ano ang mangyayari kung ang parehong mga balbula ay humaharang sa daloy ng coolant? Sa kasong ito, ang pagkawala ng presyon sa buong balbula ay magiging zero, dahil walang paggalaw ng coolant sa pamamagitan nito. Dahil dito, ang pagkakaiba ng presyon sa upstream ng spool / downstream ng spool sa bawat radiator valve ay magiging katumbas ng magagamit na ulo at magiging 100 kPa.

Kung ang mga balbula na may pinahihintulutang presyon ng pagkakaiba ay mas mababa sa halagang ito ay ginagamit, ang balbula ay maaaring magbukas, bagaman walang tunay na pangangailangan para dito. Samakatuwid, ang pagbaba ng presyon sa regulated na seksyon ng network ay dapat na mas mababa kaysa sa maximum na pinapayagang pagbaba ng presyon sa bawat thermostat.

Ipagpalagay na sa halip na dalawang radiator, isang hanay ng mga radiator ang naka-install sa system. Kung sa isang punto ang lahat ng mga termostat, maliban sa isa, ay magsasara, ang pagkawala ng presyon sa kabuuan ng balbula ay magiging 0, at ang pagbaba ng presyon sa buong bukas na balbula ng thermostatic ay may posibilidad sa magagamit na ulo, ibig sabihin, para sa aming halimbawa, sa 100 kPa.

Sa kasong ito, ang rate ng daloy ng coolant sa pamamagitan ng isang bukas na radiator ay may posibilidad sa halaga:

Iyon ay, sa pinaka-hindi kanais-nais na kaso (kung isa lamang sa maraming mga radiator ang nananatiling bukas), ang daloy ng rate sa isang bukas na radiator ay higit sa triple.

Magkano ang pagbabago ng kapangyarihan ng pampainit sa gayong pagtaas ng pagkonsumo? Pagwawaldas ng init Q Ang sectional radiator ay kinakalkula ng formula:

saan Q n - na-rate na kapangyarihan ng pampainit, W, Δ t Wed - average na temperatura ng heater, ˚С, tв - panloob na temperatura ng hangin, ˚С, V pr ay ang rate ng daloy ng coolant sa pamamagitan ng heater, n- koepisyent ng pag-asa ng paglipat ng init sa average na temperatura ng aparato, p- koepisyent ng pag-asa ng paglipat ng init sa rate ng daloy ng coolant.

Ipagpalagay na ang pampainit ay may nominal na output ng init Q n = 2900 W, ang kinakalkula na mga parameter ng coolant ay 90/70 ˚С. Tinatanggap ang mga koepisyent ng radiator: n= 0.3, p = 0.015. Sa panahon ng disenyo, sa rate ng daloy na 0.1 m 3 / h, ang naturang pampainit ay magkakaroon ng sumusunod na kapangyarihan:

Upang malaman ang kapangyarihan ng aparato sa Vр '' = 0.316 m³⁄h, kinakailangan upang malutas ang sistema ng mga equation:

Sa pamamagitan ng paraan ng sunud-sunod na pagtatantya, nakukuha natin ang solusyon ng sistemang ito ng mga equation:

Samakatuwid, maaari nating tapusin na sa sistema ng pag-init sa ilalim ng pinaka-hindi kanais-nais na mga kondisyon, kapag ang lahat ng mga aparato sa pag-init, maliban sa isa, ay sarado sa lugar, ang pagbaba ng presyon sa buong thermostatic valve ay maaaring tumaas sa magagamit na presyon. Sa ibinigay na halimbawa, na may magagamit na ulo na 100 kPa, ang daloy ng rate ay triple, habang ang kapangyarihan ng aparato ay tataas lamang ng 17%.

Ang pagtaas sa kapangyarihan ng pampainit ay hahantong sa pagtaas ng temperatura ng hangin sa pinainit na silid, na, naman, ay magiging sanhi ng pagsasara ng thermostatic valve. Kaya, ang mga pagbabagu-bago sa differential pressure sa kabuuan ng thermostatic valve sa panahon ng operasyon sa loob ng tinukoy na maximum na halaga ng kaugalian ay katanggap-tanggap at hindi hahantong sa malfunction ng system.

Alinsunod sa GOST 30815-2002, ang maximum na pagbaba ng presyon sa buong thermostatic valve ay tinutukoy ng tagagawa upang makasunod sa mga kinakailangan para sa kawalan ng ingay at pagpapanatili ng mga katangian ng kontrol. Gayunpaman, ang paggawa ng isang balbula na may malawak na hanay ng mga pinahihintulutang pagbaba ng presyon ay nauugnay sa ilang mga paghihirap sa disenyo. Ang mga espesyal na kinakailangan ay ipinapataw din sa katumpakan ng paggawa ng mga bahagi ng balbula.

Karamihan sa mga tagagawa ay gumagawa ng mga balbula na may pinakamataas na presyon ng kaugalian na 20 kPa.

Ang exception ay ang VALTEC VT.031 at VT.032 () valves na may maximum na differential pressure na 100 kPa ( kanin. walo) at Giacomini valves series R401-403 na may pinakamataas na differential pressure na 140 kPa ( kanin. siyam).

kanin. 8. Mga teknikal na katangian ng VT.031, VT.032 radiator valves

kanin. 9. Fragment ng teknikal na paglalarawan ng Giacomin R403 thermostatic valve

kanin. 10. Fragment ng teknikal na paglalarawan ng thermostatic valve

Kapag nag-aaral ng teknikal na dokumentasyon, kailangan mong maging maingat, dahil ang ilang mga tagagawa ay nagpatibay ng kasanayan ng mga banker - upang magpasok ng maliit na teksto sa mga tala.

Naka-on kanin. sampu isang sipi mula sa teknikal na paglalarawan ng isa sa mga uri ng mga thermostatic valve ay ipinakita. Ang pangunahing haligi ay nagpapahiwatig ng halaga ng pinakamataas na pagbaba ng presyon na 0.6 bar (60 kPa). Gayunpaman, mayroong tala sa footnote na ang aktwal na saklaw ng pagpapatakbo ng balbula ay limitado lamang sa 0.2 bar (20 kPa).

kanin. 11. Spool ng thermostatic valve na may axial fastening ng seal

Ang limitasyon ay sanhi ng ingay na nabuo sa balbula sa mga patak ng mataas na presyon. Bilang isang patakaran, nalalapat ito sa mga balbula na may hindi napapanahong disenyo ng spool, kung saan ang sealing goma ay naka-attach lamang sa gitna na may isang rivet o bolt ( kanin. labing-isa).

Sa malalaking pagbaba ng presyon, ang selyo ng naturang balbula ay nagsisimulang mag-vibrate dahil sa hindi kumpletong pagdirikit sa spool plate, na nagiging sanhi ng mga acoustic wave (ingay).

Ang tumaas na pinahihintulutang pagbaba ng presyon sa mga balbula ng VALTEC at Giacomini ay nakakamit dahil sa isang pangunahing naiibang disenyo ng mga spool assemblies. Sa partikular, ang VT.031 valves ay gumagamit ng brass spool plunger na "lined" ng EPDM elastomer ( kanin. 12).

kanin. 12. Tingnan ang spool assembly ng VT.031 valve

Ngayon ang pagbuo ng mga thermostatic valve na may malawak na hanay ng mga operating pressure drop ay isa sa mga priyoridad na gawain ng mga espesyalista sa maraming kumpanya.

Inirerekomenda na matukoy ang koepisyent ng kapasidad ng thermostatic valve batay sa pinahihintulutang hanay ng temperatura ng manned room. Halimbawa, para sa mga sala alinsunod sa GOST 30494-2011, ang pinakamainam na mga parameter ng panloob na hangin ay nasa hanay na 20-22 ˚С. Sa kasong ito, ang halaga ng Kv ay kinukuha sa Xp = S - 2.
Sa mga silid ng kategorya 3a (mga silid na may maraming presensya ng mga tao, kung saan ang mga tao ay higit sa lahat ay nasa posisyong nakaupo na walang damit sa kalye), ang pinakamainam na hanay ng temperatura ay 20–21 ˚С. Para sa mga lugar na ito, ang halaga ng Kv ay inirerekomenda na kunin sa Xp = S - 1.
Dapat na naka-install ang mga device (by-pass valve o differential pressure regulator) sa mga circulation ring ng heating system upang limitahan ang maximum na pagbaba ng presyon upang ang pagbaba ng presyon sa kabuuan ng balbula ay hindi lumampas sa pinakamataas na halaga ng rating.

Narito ang ilang halimbawa ng pagpili at pag-install ng mga device upang limitahan ang pagbaba ng presyon sa lugar na may mga thermostatic valve.

Halimbawa 1. Tinatayang pagkawala ng presyon sa sistema ng pag-init ng apartment ( kanin. 13), kabilang ang mga thermostatic valve, ay 15 kPa. Ang maximum na differential pressure sa mga thermostatic valve ay 20 kPa (0.2 bar). Ang pagkawala ng presyon sa manifold, kabilang ang pagkawala sa mga metro ng init, pagbabalanse ng mga balbula at iba pang mga kabit, ay ipinapalagay na 8 kPa. Bilang resulta, ang pagbaba ng presyon sa manifold ay 23 kPa.

Kung nag-install ka ng differential pressure regulator o bypass valve upstream ng manifold, kung magsara ang lahat ng thermostatic valve sa branch na ito, ang pagkakaiba sa mga ito ay magiging 23 kPa, na lumampas sa halaga ng pasaporte (20 kPa). Kaya, sa sistemang ito, dapat na mai-install ang differential pressure regulator o bypass valve sa bawat labasan sa ibaba ng agos ng manifold, at dapat itakda sa isang differential pressure na 15 kPa.

kanin. 13. Scheme halimbawa 1

Halimbawa. 2... Kung tinatanggap namin hindi ang isang dead-end, ngunit isang radial system ng pagpainit ng apartment ( kanin. labing-apat), kung gayon ang pagkawala ng presyon sa loob nito ay magiging mas mababa. Sa ibinigay na halimbawa ng isang collector-beam system, ang mga pagkalugi sa bawat radiator loop ay 4 kPa. Ang pagkawala ng presyon sa kolektor ng apartment ay ipinapalagay na 3 kPa, at ang pagkawala ng presyon sa kolektor ng palapag ay 8 kPa.

Sa kasong ito, ang differential pressure regulator ay maaaring iposisyon sa harap ng floor manifold at itakda sa isang differential pressure na 15 kPa. Ang ganitong pamamaraan ay nagbibigay-daan upang mabawasan ang bilang ng mga regulator ng presyon ng kaugalian at makabuluhang bawasan ang gastos ng system.

kanin. 14. Scheme halimbawa 2

Halimbawa 3. Sa bersyong ito, ginagamit ang mga ito na may pinakamataas na presyon ng kaugalian na 100 kPa ( kanin. 15). Tulad ng sa unang halimbawa, ipagpalagay natin na ang pagkawala ng presyon sa sistema ng pagpainit ng apartment ay 15 kPa. Ang pagkawala ng presyon sa node ng input ng apartment (istasyon ng apartment) ay 7 kPa. Ang pagbaba ng presyon sa harap ng istasyon ng apartment ay 23 kPa. Sa isang sampung palapag na gusali, ang kabuuang haba ng isang pares ng risers ng heating system ay maaaring kunin sa pagkakasunud-sunod ng 80 m (ang kabuuan ng supply at return pipelines).

kanin. 15. Scheme halimbawa

Sa isang average na linear na pagkawala ng presyon sa riser na 300 Pa / m, ang kabuuang pagkawala ng presyon sa riser ay 24 kPa. Kasunod nito na ang pagbaba ng presyon sa base ng mga risers ay magiging 47 kPa, na mas mababa sa maximum na pinapayagang pagbaba ng presyon sa buong balbula.

Kung itatakda mo ang regulator para sa isang differential pressure sa isang riser at itinakda ito sa isang presyon na 47 kPa, pagkatapos ay kahit na ang lahat ng mga radiator valve na konektado sa riser na ito ay sarado, ang pagbaba ng presyon sa mga ito ay magiging mas mababa sa 100 kPa.

Kaya, posible na makabuluhang bawasan ang gastos ng sistema ng pag-init sa pamamagitan ng pag-install sa halip na sampung mga regulator ng presyon ng kaugalian sa bawat palapag, isang regulator sa base ng mga risers.