वाल्व की क्षमता क्या निर्धारित करती है. थर्मोस्टेटिक वाल्व के साथ हीटिंग सिस्टम की गणना की विशेषताएं

केवी मान.

नियंत्रण वाल्व आवश्यक सीमा के भीतर जल प्रवाह को सीमित करने के लिए नेटवर्क में अतिरिक्त दबाव हानि पैदा करता है। जल प्रवाह वाल्व में अंतर दबाव पर निर्भर करता है:

केवी - वाल्व प्रवाह दर, ρ - घनत्व (पानी के लिए ρ = 1,000 किग्रा / मी 3 4 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, और 80 डिग्री सेल्सियस पर ρ = 970 किग्रा / मी 3), क्यू - तरल प्रवाह दर, एम 3 / घंटा, ∆р - अंतर दबाव, बार।

के वी (के बनाम) का अधिकतम मूल्य तब पहुंच जाता है जब वाल्व पूरी तरह से खुला होता है। यह मान जल प्रवाह दर से मेल खाता है, जिसे 1 बार के अंतर दबाव के लिए एम 3/एच में व्यक्त किया गया है। नियंत्रण वाल्व का चयन इसलिए किया जाता है ताकि केवीएस का मान दिए गए शर्तों के तहत वाल्व संचालित होने पर उपलब्ध दिए गए अंतर दबाव के लिए डिज़ाइन प्रवाह प्रदान कर सके।

नियंत्रण वाल्व के लिए आवश्यक केवीएस का मूल्य निर्धारित करना आसान नहीं है, क्योंकि वाल्व में उपलब्ध अंतर दबाव कई कारकों पर निर्भर करता है:

• वास्तविक पंप हेड.
• पाइप और फिटिंग में दबाव का कम होना।
• टर्मिनलों पर दबाव में कमी.

दबाव में कमी, बदले में, संतुलन सटीकता पर निर्भर करती है।

बॉयलर संयंत्रों को डिजाइन करते समय, सिस्टम के विभिन्न तत्वों के लिए दबाव और प्रवाह हानि के सैद्धांतिक रूप से सही मूल्यों की गणना की जाती है। हालाँकि, व्यवहार में, विभिन्न तत्वों के लिए सटीक रूप से परिभाषित विशेषताओं का होना दुर्लभ है। स्थापना के दौरान, एक नियम के रूप में, मानक विशेषताओं के अनुसार पंप, नियंत्रण वाल्व और टर्मिनलों का चयन किया जाता है।

उदाहरण के लिए, नियंत्रण वाल्व, ज्यामितीय अनुपात में बढ़ते हुए k बनाम के मान के साथ निर्मित होते हैं, जिन्हें रेनार्ड श्रृंखला कहा जाता है:

के बनाम: 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10 16......

प्रत्येक मान पिछले वाले से लगभग 60% बड़ा है।

किसी नियंत्रण वाल्व के लिए किसी दिए गए प्रवाह दर के लिए बिल्कुल परिकलित दबाव हानि प्रदान करना सामान्य बात नहीं है। यदि, उदाहरण के लिए, एक नियंत्रण वाल्व को किसी दिए गए प्रवाह दर पर 10 kPa का दबाव हानि उत्पन्न करना है, तो व्यवहार में यह हो सकता है कि थोड़ा अधिक kv मान वाला वाल्व केवल 4 kPa का दबाव हानि उत्पन्न करेगा, जबकि एक थोड़ा कम केवीएस मान वाला वाल्व दबाव हानि प्रदान करेगा। गणना प्रवाह दर के लिए 26 केपीए पर।

∆पी (बार), क्यू (एम 3 / एच)	∆p (kPa), q (l/s)	∆p (मिमी BC), q (l/h)	∆p (kPa), q (l/h)
		q = 10k v √∆p	q = 100k v √∆p
	∆p = (36q/kv)2	∆p = (0.1q/kv)2	∆p = (0.01q/kv)2
	केवी = 36q/√∆p	k v = 0.1 q/√∆p	केवी = 0.01q/√∆p

कुछ सूत्रों में खपत, kv और ∆p शामिल हैं (ρ = 1,000 kg/m3)

इसके अलावा, पंप और टर्मिनल अक्सर इसी कारण से बड़े आकार के होते हैं। इसका मतलब है कि नियंत्रण वाल्व लगभग बंद होकर काम करते हैं, और परिणामस्वरूप, विनियमन स्थिर नहीं हो सकता है। यह भी संभव है कि समय-समय पर ये वाल्व आवश्यक रूप से स्टार्ट-अप पर अधिकतम तक खुलते हैं, जिससे इस प्रणाली में अत्यधिक प्रवाह होता है और अन्य में अपर्याप्त प्रवाह होता है। परिणामस्वरूप, प्रश्न यह होना चाहिए:

यदि नियंत्रण वाल्व बड़ा हो तो क्या होगा?

यह स्पष्ट है कि, एक नियम के रूप में, वांछित नियंत्रण वाल्व का सटीक चयन करना असंभव है।

20 K के तापमान में गिरावट के लिए डिज़ाइन किए गए 2000 W एयर हीटर के मामले पर विचार करें। 2000x0.86/20=86 l/h की डिज़ाइन प्रवाह दर के लिए दबाव हानि 6 kPa है। यदि उपलब्ध अंतर दबाव 32 केपीए है और पाइप और फिटिंग में दबाव का नुकसान 4 केपीए है, तो नियंत्रण वाल्व में 32 - 6 - 4 = 22 केपीए का अंतर होना चाहिए।

K बनाम का आवश्यक मान 0.183 होगा।

उदाहरण के लिए, यदि न्यूनतम उपलब्ध केवीएस 0.25 है, तो वांछित 86 एल/एच के बजाय प्रवाह दर 104 एल/एच होगी, जो 21% से अधिक है।

परिवर्तनीय प्रवाह प्रणालियों में, टर्मिनलों पर अंतर दबाव परिवर्तनशील होता है क्योंकि पाइपों में दबाव का नुकसान प्रवाह पर निर्भर करता है। डिज़ाइन स्थितियों के अनुसार नियंत्रण वाल्वों का चयन किया जाता है। कम भार पर, सभी प्रतिष्ठानों में अधिकतम संभावित प्रवाह बढ़ जाता है और एक व्यक्तिगत टर्मिनल में अत्यधिक कम प्रवाह का कोई खतरा नहीं होता है। यदि डिज़ाइन शर्तों के तहत अधिकतम भार की आवश्यकता है, तो अतिरिक्त प्रवाह से बचना बहुत महत्वपूर्ण है।

ए. श्रृंखला में स्थापित संतुलन वाल्व के माध्यम से प्रवाह सीमा।

यदि, डिज़ाइन शर्तों के तहत, खुले नियंत्रण वाल्व पर प्रवाह आवश्यक मूल्य से अधिक है, तो इस प्रवाह को सीमित करने के लिए श्रृंखला में एक संतुलन वाल्व स्थापित किया जा सकता है। इससे वास्तविक नियंत्रण वाल्व नियंत्रण कारक नहीं बदलेगा, बल्कि इसके प्रदर्शन में भी सुधार होगा (पेज 51 पर चित्र देखें)। संतुलन वाल्व एक निदान उपकरण और शट-ऑफ वाल्व भी है।

बी. अधिकतम वाल्व लिफ्ट कम हो गई।

बड़े आकार के नियंत्रण वाल्व की भरपाई के लिए, वाल्व के खुलने की डिग्री को सीमित किया जा सकता है। समान प्रतिशत विशेषताओं वाले वाल्वों के लिए इस समाधान पर विचार किया जा सकता है, क्योंकि kv का मान काफी कम किया जा सकता है, तदनुसार वाल्व के अधिकतम उद्घाटन की डिग्री को कम किया जा सकता है। यदि वाल्व खुलने की डिग्री 20% कम हो जाती है, तो kv का अधिकतम मान 50% कम हो जाएगा।

व्यवहार में, नियंत्रण वाल्व पूरी तरह से खुला होने के साथ श्रृंखला में स्थापित संतुलन वाल्वों का उपयोग करके संतुलन बनाया जाता है। प्रत्येक सर्किट में संतुलन वाल्वों को समायोजित किया जाता है ताकि गणना की गई प्रवाह दर पर, दबाव हानि 3 kPa हो।

नियंत्रण वाल्व की लिफ्ट की डिग्री संतुलन वाल्व 3 केपीए पर प्राप्त होने पर सीमित होती है। चूंकि संयंत्र संतुलित है और संतुलित रहता है, आवश्यक प्रवाह दर वास्तव में डिजाइन स्थितियों के तहत प्राप्त की जाती है।

सी. समूह में ∆p विनियमन वाल्व के साथ प्रवाह में कमी।

जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, नियंत्रण वाल्व पर अंतर दबाव को स्थिर किया जा सकता है।

STAP अंतर दबाव नियंत्रण वाल्व पूरी तरह से खुले नियंत्रण वाल्व के लिए वांछित प्रवाह दर पर सेट है। इस मामले में, नियंत्रण वाल्व बिल्कुल आकार का होना चाहिए और इसका नियंत्रण कारक एक के करीब होना चाहिए।

अंगूठे के कुछ नियम

यदि टर्मिनलों में दो-तरफा नियंत्रण वाल्व का उपयोग किया जाता है, तो अधिकांश नियंत्रण वाल्व कम भार पर बंद या लगभग बंद हो जाएंगे। चूँकि पानी का प्रवाह कम है, पाइप और फिटिंग पर दबाव का नुकसान नगण्य होगा। पंप का पूरा दबाव नियंत्रण वाल्व पर पड़ता है, जो इसका प्रतिरोध करने में सक्षम होना चाहिए। अंतर दबाव में यह वृद्धि कम प्रवाह दर पर नियंत्रण करना मुश्किल बना देती है, क्योंकि वास्तविक नियंत्रण कारक β" काफी कम हो जाता है।

मान लें कि नियंत्रण वाल्व पंप हेड के 4% दबाव हानि के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि सिस्टम कम प्रवाह पर चल रहा है, तो अंतर दबाव को 25 से गुणा किया जाता है। समान वाल्व खोलने के लिए, प्रवाह को 5 (√25 = 5) से गुणा किया जाता है। वाल्व को लगभग बंद स्थिति में जबरन संचालित किया जाता है। इससे सेटपॉइंट में शोर और उतार-चढ़ाव हो सकता है (इन नई परिचालन स्थितियों के तहत, वाल्व का आकार पांच गुना बढ़ जाता है)।

यही कारण है कि कुछ लेखक सिस्टम को इस तरह से डिजाइन करने की सलाह देते हैं कि नियंत्रण वाल्वों पर गणना की गई दबाव ड्रॉप पंप हेड का कम से कम 25% हो। इस मामले में, कम भार पर, नियंत्रण वाल्व पर अतिरिक्त प्रवाह 2 के कारक से अधिक नहीं होगा।

ऐसा नियंत्रण वाल्व ढूंढना हमेशा बहुत मुश्किल होता है जो बिना शोर किए इतने उच्च अंतर दबाव का सामना कर सके। कम बिजली वाले टर्मिनलों का उपयोग करते समय उपरोक्त मानदंडों को पूरा करने वाले पर्याप्त छोटे वाल्व ढूंढना भी मुश्किल है। इसके अलावा, सिस्टम में अंतर दबाव भिन्नताएं सीमित होनी चाहिए, उदाहरण के लिए माध्यमिक पंपों का उपयोग करके।

इस अतिरिक्त अवधारणा को ध्यान में रखते हुए, दो-तरफा नियंत्रण वाल्व के अंशांकन को निम्नलिखित शर्तों को पूरा करना होगा:

• जब सिस्टम सामान्य परिस्थितियों में काम कर रहा हो, तो पूरी तरह से खुले वाल्व पर प्रवाह दर की गणना की जानी चाहिए। यदि प्रवाह निर्दिष्ट से अधिक है, तो श्रृंखला में संतुलन वाल्व को प्रवाह को सीमित करना चाहिए। फिर पीआई प्रकार के नियंत्रक के लिए, 0.30 का नियंत्रण कारक स्वीकार्य होगा। यदि नियंत्रण मान कम हैं, तो नियंत्रण वाल्व को छोटे वाल्व से बदला जाना चाहिए।
• पंप हेड ऐसा होना चाहिए कि दो-तरफा नियंत्रण वाल्वों में दबाव का नुकसान पंप हेड का कम से कम 25% हो।

ऑन-ऑफ नियंत्रकों के लिए, नियंत्रण मापदंडों की अवधारणा अप्रासंगिक है, क्योंकि नियंत्रण वाल्व या तो खुला या बंद है। अत: इसकी विशेषता नहीं है काफी महत्व की. इस मामले में, प्रवाह श्रृंखला में स्थापित संतुलन वाल्व द्वारा थोड़ा सीमित है।

(तकनीकी विश्वविद्यालय)

एपीसीपी विभाग

पाठ्यक्रम परियोजना

"नियंत्रण वाल्व की गणना और डिज़ाइन"

पूर्ण: छात्र जीआर. 891 सोलन्त्सेव पी.वी.

प्रमुख: सयागेव एन.ए.

सेंट पीटर्सबर्ग 2003

1. थ्रॉटल नियंत्रण

तकनीकी प्रक्रियाओं में तरल पदार्थ और गैसों के परिवहन के लिए, एक नियम के रूप में, दबाव पाइपलाइनों का उपयोग किया जाता है। उनमें, पंप (तरल पदार्थ के लिए) या कंप्रेसर (गैसों के लिए) द्वारा बनाए गए दबाव के कारण प्रवाह चलता है। आवश्यक पंप या कंप्रेसर का चुनाव दो मापदंडों के अनुसार किया जाता है: अधिकतम प्रदर्शन और आवश्यक दबाव।

अधिकतम प्रदर्शन तकनीकी नियमों की आवश्यकताओं द्वारा निर्धारित किया जाता है, अधिकतम प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक दबाव की गणना मार्ग की लंबाई, स्थानीय प्रतिरोधों की संख्या और परिमाण और स्वीकार्य के आधार पर हाइड्रोलिक्स के नियमों के अनुसार की जाती है। उच्चतम गतिपाइपलाइन में उत्पाद (तरल पदार्थ के लिए - 2-3 मीटर/सेकेंड, गैसों के लिए - 20-30 मीटर/सेकेंड)।

प्रक्रिया पाइपलाइन में प्रवाह दर को बदलना दो तरीकों से किया जा सकता है:

थ्रॉटलिंग - पाइपलाइन पर स्थापित थ्रॉटल के हाइड्रोलिक प्रतिरोध में परिवर्तन (छवि 1 ए)

बाईपासिंग - सक्शन लाइन के साथ डिस्चार्ज लाइन को जोड़ने वाली पाइप लाइन पर स्थापित थ्रॉटल के हाइड्रोलिक प्रतिरोध को बदलना (छवि 1 बी)

प्रवाह दर को कैसे बदलना है इसका विकल्प उपयोग किए गए पंप या कंप्रेसर के प्रकार से निर्धारित होता है। उद्योग में सबसे आम पंप और कंप्रेसर के लिए, दोनों प्रवाह नियंत्रण विधियों का उपयोग किया जा सकता है।

सकारात्मक विस्थापन पंपों, जैसे पिस्टन पंपों के लिए, केवल तरल बाईपास की अनुमति है। ऐसे पंपों के लिए प्रवाह को कम करना अस्वीकार्य है, क्योंकि। इससे पंप या पाइपलाइन की विफलता हो सकती है।

प्रत्यागामी कम्प्रेसर के लिए, दोनों नियंत्रण विधियों का उपयोग किया जाता है।

थ्रॉटलिंग के कारण तरल या गैस की प्रवाह दर को बदलना स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों में मुख्य नियंत्रण क्रिया है। तकनीकी मापदंडों को विनियमित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला थ्रॉटल है " नियामक संस्था ».

नियामक निकाय की मुख्य स्थैतिक विशेषता उद्घाटन की डिग्री पर इसके माध्यम से प्रवाह की निर्भरता है:

जहां q=Q/Q अधिकतम - सापेक्ष प्रवाह

h=H/H अधिकतम - नियामक शटर का सापेक्ष स्ट्रोक

इस निर्भरता को कहा जाता है उपभोग विशेषतानियामक संस्था। क्योंकि रेगुलेटिंग बॉडी पाइपलाइन नेटवर्क का एक हिस्सा है, जिसमें पाइपलाइन के अनुभाग, वाल्व, पाइप के मोड़ और मोड़, आरोही और अवरोही अनुभाग शामिल हैं, इसकी प्रवाह विशेषता हाइड्रोलिक सिस्टम "रेगुलेटिंग बॉडी + पाइपलाइन नेटवर्क" के वास्तविक व्यवहार को दर्शाती है। इसलिए, विभिन्न लंबाई की पाइपलाइनों पर स्थापित दो समान नियामक निकायों की प्रवाह विशेषताएँ एक दूसरे से काफी भिन्न होंगी।

नियामक संस्था की विशेषता, उसके बाहरी संबंधों से स्वतंत्र - " थ्रूपुट विशेषता". नियामक निकाय के सापेक्ष थ्रूपुट की यह निर्भरता एसइसके सापेक्ष उद्घाटन से एच, अर्थात।

जहां: s=K v /K vy सापेक्ष थ्रूपुट है

अन्य संकेतक जो एक नियामक निकाय का चयन करने के लिए काम करते हैं वे हैं: इसके कनेक्टिंग फ्लैंग्स डू का व्यास, अधिकतम स्वीकार्य दबाव आरयू, तापमान टी और पदार्थ के गुण। सूचकांक "y" संकेतकों के सशर्त मूल्य को इंगित करता है, जिसे धारावाहिक नियामकों के लिए उनका सटीक पालन सुनिश्चित करने में असमर्थता से समझाया गया है। चूंकि नियामक निकाय की प्रवाह विशेषता पाइपलाइन नेटवर्क के हाइड्रोलिक प्रतिरोध पर निर्भर करती है जिसमें यह स्थापित है, इस विशेषता को ठीक करने में सक्षम होना आवश्यक है। नियामक निकाय जो इस तरह के समायोजन की अनुमति देते हैं वे हैं " नियंत्रक वाल्व". उनके पास ठोस या खोखले बेलनाकार प्लंजर होते हैं जो आवश्यक प्रवाह विशेषता प्राप्त करने के लिए प्रोफ़ाइल को बदलने की अनुमति देते हैं। प्रवाह विशेषता के समायोजन की सुविधा के लिए, वाल्व का उत्पादन किया जाता है विभिन्न प्रकार केथ्रूपुट विशेषताएँ: रैखिक और समान प्रतिशत।

रैखिक विशेषता वाले वाल्वों के लिए, क्षमता में वृद्धि प्लग के स्ट्रोक के समानुपाती होती है, अर्थात।

जहाँ: a आनुपातिकता का गुणांक है।

समान प्रतिशत विशेषता वाले वाल्वों के लिए, क्षमता में वृद्धि प्लंजर स्ट्रोक और क्षमता के वर्तमान मूल्य के समानुपाती होती है, अर्थात।

ds=a*K v *dh (4)

थ्रूपुट और प्रवाह विशेषताओं के बीच अंतर जितना अधिक होगा, पाइपलाइन नेटवर्क का हाइड्रोलिक प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा। वाल्व क्षमता और नेटवर्क क्षमता का अनुपात - सिस्टम का हाइड्रोलिक मॉड्यूल:

n=Kvy/KvT (5)

मूल्यों के लिए n>1.5आनुपातिकता कारक की असंगतता के कारण रैखिक प्रवाह विशेषता वाले वाल्व अनुपयोगी हो जाते हैं एपूरे पाठ्यक्रम के दौरान. समान प्रतिशत प्रवाह विशेषता वाले नियंत्रण वाल्वों के लिए, प्रवाह विशेषता मूल्यों पर रैखिक के करीब है एन 1.5 से 6 तक। चूंकि प्रक्रिया पाइपलाइन डीटी का व्यास आमतौर पर एक मार्जिन के साथ चुना जाता है, यह पता चल सकता है कि समान या समान नाममात्र व्यास वाले ड्यू के नियंत्रण वाल्व में अतिरिक्त क्षमता है और, तदनुसार, हाइड्रोलिक मॉड्यूल। वाल्व के कनेक्टिंग आयामों को बदले बिना उसके थ्रूपुट को कम करने के लिए, निर्माता वाल्व का उत्पादन करते हैं जो केवल सीट व्यास डीएस में भिन्न होते हैं।

2. एक पाठ्यक्रम परियोजना के लिए असाइनमेंट

विकल्प संख्या 7

3. नियंत्रण वाल्व की गणना

1. रेनॉल्ड्स संख्या का निर्धारण

, कहाँ - अधिकतम प्रवाह पर प्रवाह दर

r=988.07 किग्रा/मीटर 3 (50 डिग्री सेल्सियस पर पानी के लिए) [टेबल। 2]

m=551*10 -6 Pa*s [तालिका। 3]

पुनः>10000, इसलिए, प्रवाह व्यवस्था अशांत है।

2. अधिकतम प्रवाह दर पर पाइपलाइन नेटवर्क में दबाव हानि का निर्धारण

, कहाँ , x एमवेंट =4.4, x मैकोलन =1.05 [टैब। 4]

3. अधिकतम प्रवाह दर पर नियंत्रण वाल्व में दबाव ड्रॉप का निर्धारण

4. नियंत्रण वाल्व के सशर्त थ्रूपुट के परिकलित मूल्य का निर्धारण:

, जहां h=1.25 - सुरक्षा कारक

5. निकटतम उच्च क्षमता K Vy (K Vz और Du के अनुसार) वाले नियंत्रण वाल्व का चयन:

चुनना डबल सीटेड कास्ट आयरन नियंत्रण वाल्व 25 h30nzhM

सशर्त दबाव 1.6 एमपीए

सशर्त पास 50 मिमी

नाममात्र क्षमता 40 एम3/घंटा

थ्रूपुट विशेषता रैखिक, समान प्रतिशत

एक प्रकार की कार्रवाई लेकिन

सामग्री स्लेटी कच्चा लोहा

मध्यम तापमान -15 से +300

6. पाइपलाइन नेटवर्क की क्षमता का निर्धारण

7. सिस्टम के हाइड्रोलिक मॉड्यूल की परिभाषा

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

फ़्लैंज के प्रवाह खंड के क्षेत्र के सापेक्ष वाल्व सीट के प्रवाह खंड के क्षेत्र में कमी की डिग्री दिखाने वाला गुणांक K=0.6 [तालिका। 1]

4. नियंत्रण वाल्व प्लंजर की प्रोफाइलिंग

नियंत्रण वाल्व की आवश्यक थ्रूपुट विशेषता खिड़की की सतह के एक विशेष आकार के निर्माण द्वारा सुनिश्चित की जाती है। नियंत्रण वाल्व के सापेक्ष उद्घाटन के एक फ़ंक्शन के रूप में थ्रॉटल जोड़ी (प्लंजर - सीट) के हाइड्रोलिक प्रतिरोध की गणना करके इष्टतम प्लंजर प्रोफ़ाइल प्राप्त की जाती है।

8. वाल्व के हाइड्रोलिक प्रतिरोध के गुणांक का निर्धारण

, कहाँ , डबल सीटेड वाल्व के लिए V=2

9. प्लंजर के सापेक्ष स्ट्रोक के आधार पर नियंत्रण वाल्व के हाइड्रोलिक प्रतिरोध के गुणांक का निर्धारण

, जहां h=0.1, 0.2,…,1.0 ,

x डॉ - वाल्व के थ्रॉटल जोड़ी के हाइड्रोलिक प्रतिरोध का गुणांक x 0 =2.4 [तालिका। 5]

10. अनुसूची के अनुसार [चित्र। 5] ak का मान थ्रॉटल जोड़ी के सापेक्ष क्रॉस सेक्शन के लिए निर्धारित किया जाता है

एम का मान सूत्र द्वारा निर्दिष्ट है:

.

m के नए मानों का निर्धारण तब तक जारी रहता है जब तक m का नया अधिकतम मान पिछले मान से 5% से कम भिन्न न हो जाए।

नियंत्रण वाल्व क्षमता Kvs- Kvs गुणांक का मान संख्यात्मक रूप से 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर m³ / h में वाल्व के माध्यम से पानी के प्रवाह के बराबर है, जिस पर उस पर दबाव का नुकसान 1 बार होगा। आप वेबसाइट के गणना अनुभाग में विशिष्ट सिस्टम मापदंडों के लिए नियंत्रण वाल्व के थ्रूपुट की गणना कर सकते हैं।

नियंत्रण वाल्व डीएन- कनेक्टिंग पाइप में छेद का नाममात्र व्यास। डीएन मान का उपयोग पाइप फिटिंग के मानक आकार को एकीकृत करने के लिए किया जाता है। छेद का वास्तविक व्यास ऊपर या नीचे नाममात्र व्यास से थोड़ा भिन्न हो सकता है। नाममात्र व्यास डीएन के लिए एक वैकल्पिक पदनाम, जो सोवियत संघ के बाद के देशों में आम था, नियंत्रण वाल्व का नाममात्र व्यास डू था। पाइपलाइन फिटिंग के कई सशर्त मार्ग डीएन को GOST 28338-89 "सशर्त मार्ग (नाममात्र आकार)" द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

पीएन नियंत्रण वाल्व- नाममात्र दबाव - 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान के साथ कामकाजी माध्यम का उच्चतम दबाव, जिस पर दीर्घकालिक और सुरक्षित संचालन सुनिश्चित किया जाता है। नाममात्र दबाव पीएन के लिए एक वैकल्पिक पदनाम, जो सोवियत संघ के बाद के देशों में आम था, वाल्व का सशर्त दबाव आरयू था। पीएन पाइपलाइन फिटिंग के कई नाममात्र दबाव GOST 26349-84 "नाममात्र (सशर्त) दबाव" द्वारा नियंत्रित होते हैं।

गतिशील रेंज नियंत्रण, पूरी तरह से खुले नियंत्रण वाल्व (केवीएस) की उच्चतम क्षमता और सबसे छोटी क्षमता (केवी) का अनुपात है जिस पर घोषित प्रवाह विशेषता बनाए रखी जाती है। नियंत्रण की गतिशील सीमा को नियंत्रण अनुपात भी कहा जाता है।

उदाहरण के लिए, केवीएस 100 पर 50:1 के वाल्व टर्नडाउन अनुपात का मतलब है कि वाल्व अपनी विशिष्ट प्रवाह विशेषताओं को बनाए रखते हुए 2m³/h की प्रवाह दर को नियंत्रित कर सकता है।

अधिकांश नियंत्रण वाल्वों में 30:1 और 50:1 का टर्नडाउन अनुपात होता है, लेकिन 100:1 के टर्नडाउन अनुपात के साथ बहुत अच्छे नियंत्रण वाल्व भी होते हैं।

नियंत्रण वाल्व प्राधिकरण- वाल्व की नियंत्रण क्षमता की विशेषता है। संख्यात्मक रूप से, प्राधिकरण का मूल्य पूरी तरह से खुले वाल्व गेट में दबाव हानि और विनियमित खंड में दबाव हानि के अनुपात के बराबर है।

नियंत्रण वाल्व का अधिकार जितना कम होगा, इसकी प्रवाह विशेषता आदर्श से उतनी ही अधिक विचलित होगी और स्टेम हिलने पर प्रवाह में परिवर्तन उतना ही कम सुचारू होगा। इसलिए, उदाहरण के लिए, एक रैखिक प्रवाह विशेषता और कम अधिकार वाले वाल्व द्वारा नियंत्रित प्रणाली में, प्रवाह खंड को 50% तक बंद करने से प्रवाह केवल 10% कम हो सकता है, जबकि उच्च अधिकार के साथ, 50% बंद होने से प्रवाह कम हो जाना चाहिए वाल्व के माध्यम से 40-50%।

वाल्व के माध्यम से निरंतर दबाव ड्रॉप पर नियंत्रण वाल्व स्टेम के सापेक्ष स्ट्रोक में परिवर्तन पर वाल्व के माध्यम से सापेक्ष प्रवाह में परिवर्तन की निर्भरता प्रदर्शित करता है।

रैखिक प्रवाह विशेषता- रॉड के सापेक्ष स्ट्रोक में समान वृद्धि के कारण सापेक्ष प्रवाह दर में समान वृद्धि होती है। रैखिक प्रवाह विशेषता वाले नियंत्रण वाल्व का उपयोग उन प्रणालियों में किया जाता है जहां नियंत्रित चर और माध्यम की प्रवाह दर के बीच सीधा संबंध होता है। रैखिक प्रवाह विशेषता वाले नियंत्रण वाल्व हीटिंग नेटवर्क पर निर्भर कनेक्शन वाले सबस्टेशनों में हीटिंग माध्यम मिश्रण के तापमान को बनाए रखने के लिए आदर्श होते हैं।

समान प्रतिशत प्रवाह विशेषता(लघुगणक) - छड़ के स्ट्रोक में सापेक्ष वृद्धि पर प्रवाह दर में सापेक्ष वृद्धि की निर्भरता लघुगणक है। लॉगरिदमिक प्रवाह विशेषता वाले नियंत्रण वाल्व का उपयोग उन प्रणालियों में किया जाता है जहां नियंत्रित चर नियंत्रण वाल्व के माध्यम से प्रवाह पर गैर-रैखिक रूप से निर्भर होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, हीटिंग उपकरणों के ताप हस्तांतरण को नियंत्रित करने के लिए हीटिंग सिस्टम में उपयोग के लिए समान प्रतिशत प्रवाह विशेषता वाले नियंत्रण वाल्व की सिफारिश की जाती है, जो शीतलक की प्रवाह दर पर गैर-रैखिक रूप से निर्भर करता है। लॉगरिदमिक प्रवाह विशेषता वाले नियंत्रण वाल्व शीतलक के कम तापमान अंतर के साथ उच्च गति वाले हीट एक्सचेंजर्स के गर्मी हस्तांतरण को पूरी तरह से नियंत्रित करते हैं। उन प्रणालियों में समान प्रतिशत प्रवाह विशेषता वाले वाल्वों का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है जहां एक रैखिक प्रवाह विशेषता की आवश्यकता होती है, और नियंत्रण वाल्व पर उच्च अधिकार बनाए रखना संभव नहीं है। इस मामले में, कम किया गया अधिकार वाल्व की समान प्रतिशत विशेषता को विकृत कर देता है, जिससे यह रैखिक के करीब आ जाता है। यह सुविधा तब देखी जाती है जब नियंत्रण वाल्व के प्राधिकारी 0.3 से कम नहीं होते हैं।

परवलयिक प्रवाह विशेषता- छड़ के सापेक्ष स्ट्रोक पर प्रवाह दर में सापेक्ष वृद्धि की निर्भरता एक द्विघात नियम का पालन करती है (एक परवलय के साथ गुजरती है)। परवलयिक प्रवाह विशेषताओं वाले नियंत्रण वाल्वों का उपयोग रैखिक और समान प्रतिशत वाल्वों के बीच एक समझौते के रूप में किया जाता है।

दो-तरफ़ा वाल्व की गणना की विशिष्टताएँ

दिया गया:

पर्यावरण - जल, 115C,

∆access = 40 kPa (0.4 बार), ∆ppipe = 7 kPa (0.07 बार),

∆फीट एक्सचेंज = 15 kPa (0.15 बार), नाममात्र प्रवाह दर Qnom = 3.5 m3/h,

न्यूनतम प्रवाह क्यूमिन = 0.4 एम3/घंटा

गणना:

∆paccess = ∆pvalve + ∆ppipe + ∆फीट एक्सचेंज =
∆pvalve = ∆paccess - ∆ppipe - ∆फीट एक्सचेंज = 40-7-15 = 18 kPa (0.18 बार)

कार्य सहनशीलता के लिए सुरक्षा भत्ता (बशर्ते कि प्रवाह दर क्यू को अधिक अनुमानित न किया गया हो):

केवीएस = (1.1 से 1.3)। केवी = (1.1 से 1.3) x 8.25 = 9.1 से 10.7 एम3/घंटा
Kv मानों की क्रमिक रूप से निर्मित श्रृंखला से, हम निकटतम Kvs मान चुनते हैं, अर्थात। केवीएस = 10 एम3/घंटा। यह मान स्पष्ट व्यास डीएन 25 से मेल खाता है। यदि हम ग्रे कास्ट आयरन से बने थ्रेडेड कनेक्शन पीएन 16 के साथ एक वाल्व का चयन करते हैं, तो हमें प्रकार की संख्या (ऑर्डर संख्या) मिलती है:
आरवी 111 आर 2331 16/150-25/टी
और संबंधित ड्राइव.

पूर्ण उद्घाटन और दिए गए प्रवाह दर पर चयनित और गणना किए गए नियंत्रण वाल्व के हाइड्रोलिक नुकसान का निर्धारण।

इस तरह से गणना की गई नियंत्रण वाल्व की वास्तविक हाइड्रोलिक हानि नेटवर्क की हाइड्रोलिक गणना में परिलक्षित होनी चाहिए।

जहां a कम से कम 0.3 होना चाहिए। जाँच से स्थापित हुआ: वाल्व का चयन शर्तों के अनुरूप है।

चेतावनी: दो-तरफ़ा नियंत्रण वाल्व के अधिकार की गणना बंद अवस्था में वाल्व में अंतर दबाव के संबंध में की जाती है, अर्थात। विनियमित शाखा के कनेक्शन के बिंदु तक नेटवर्क पाइपलाइन में दबाव हानि के प्रभाव के कारण, शून्य प्रवाह पर उपलब्ध शाखा दबाव ∆पंप, और कभी भी पंप दबाव ∆पीपंप के सापेक्ष नहीं होता है। इस मामले में, सुविधा के लिए, हम मान लेते हैं

नियामक रवैया नियंत्रण

आइए न्यूनतम प्रवाह दर Qmin = 0.4 m3/h के लिए समान गणना करें। न्यूनतम प्रवाह दर दबाव की बूंदों से मेल खाती है, ,।

आवश्यक नियंत्रण अनुपात

वाल्व आर = 50 के निर्धारित नियंत्रण अनुपात से कम होना चाहिए। गणना इन शर्तों को पूरा करती है।

दो-तरफ़ा नियंत्रण वाल्व का उपयोग करके नियंत्रण लूप का विशिष्ट लेआउट।

तीन-तरफ़ा मिश्रण वाल्व की गणना की विशिष्टताएँ

दिया गया:

पर्यावरण - जल, 90C,

कनेक्शन बिंदु पर स्थिर दबाव 600 kPa (6 बार),

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

∆फीट एक्सचेंज = 20 kPa (0.2), नाममात्र प्रवाह Qnom = 12 m3/h

गणना:

कार्य सहनशीलता के लिए सुरक्षा भत्ता (बशर्ते कि प्रवाह दर क्यू को अधिक अनुमानित न किया गया हो):
केवीएस = (1.1-1.3)xकेवी = (1.1-1.3)x53.67 = 59.1 से 69.8 एम3/घंटा
Kv मानों की क्रमिक रूप से निर्मित श्रृंखला से, हम निकटतम Kvs मान चुनते हैं, अर्थात। केवीएस = 63 एम3/घंटा। यह मान स्पष्ट व्यास DN65 से मेल खाता है। यदि हम फ़्लैंज्ड डक्टाइल आयरन वाल्व चुनते हैं, तो हमें टाइप नं. मिलता है।
आरवी 113 एम 6331-16/150-65

फिर हम आवश्यकताओं के अनुसार उपयुक्त ड्राइव का चयन करते हैं।

पूर्ण खुलने पर चयनित वाल्व की वास्तविक हाइड्रोलिक हानि का निर्धारण

इस प्रकार, नियंत्रण वाल्वों की गणना की गई वास्तविक हाइड्रोलिक हानि नेटवर्क की हाइड्रोलिक गणना में परिलक्षित होनी चाहिए।

चेतावनी: तीन-तरफ़ा वाल्वों के साथ, त्रुटि-मुक्त संचालन के लिए सबसे महत्वपूर्ण शर्त न्यूनतम अंतर दबाव है
पोर्ट ए और बी पर तीन-तरफ़ा वाल्व पोर्ट ए और बी के बीच महत्वपूर्ण अंतर दबाव का सामना करने में सक्षम हैं, लेकिन नियंत्रण विशेषता के विरूपण की कीमत पर, और इस प्रकार नियंत्रण क्षमता में गिरावट आती है। इसलिए, यदि दो कनेक्शनों के बीच दबाव अंतर के बारे में थोड़ा सा भी संदेह है (उदाहरण के लिए, यदि दबाव डिब्बे के बिना तीन-तरफ़ा वाल्व सीधे प्राथमिक नेटवर्क से जुड़ा हुआ है), तो हम कनेक्शन में दो-तरफ़ा वाल्व का उपयोग करने की सलाह देते हैं अच्छे नियंत्रण के लिए हार्ड सर्किट के साथ।

तीन-तरफ़ा मिश्रण वाल्व का उपयोग करके विशिष्ट नियंत्रण रेखा लेआउट।

एक राय है कि तीन-तरफ़ा वाल्व के चयन के लिए प्रारंभिक गणना की आवश्यकता नहीं होती है। यह राय इस धारणा पर आधारित है कि शाखा पाइप एबी के माध्यम से कुल प्रवाह - रॉड के स्ट्रोक पर निर्भर नहीं करता है और हमेशा स्थिर रहता है। वास्तव में, सामान्य पोर्ट एबी के माध्यम से प्रवाह स्टेम के स्ट्रोक के आधार पर उतार-चढ़ाव करता है, और दोलन का आयाम विनियमित क्षेत्र में तीन-तरफा वाल्व के अधिकार और इसकी प्रवाह विशेषताओं पर निर्भर करता है।

तीन-तरफ़ा वाल्व की गणना के लिए विधि

तीन-तरफ़ा वाल्व गणनानिम्नलिखित क्रम में कार्य करें:

• 1. इष्टतम प्रवाह विशेषताओं का चयन।
• 2. नियंत्रण क्षमता (वाल्व प्राधिकरण) का निर्धारण।
• 3. थ्रूपुट और नाममात्र व्यास का निर्धारण।
• 4. नियंत्रण वाल्व इलेक्ट्रिक ड्राइव का चयन।
• 5. शोर और गुहिकायन की जाँच करें।

प्रवाह विशेषताओं का चयन

स्टेम के स्ट्रोक पर वाल्व के माध्यम से प्रवाह की निर्भरता को प्रवाह विशेषता कहा जाता है। प्रवाह विशेषता का प्रकार प्लग और वाल्व सीट के आकार को निर्धारित करता है। चूँकि थ्री-वे वाल्व में दो गेट और दो सीटें होती हैं, इसमें दो प्रवाह विशेषताएँ भी होती हैं, पहली सीधे स्ट्रोक के साथ विशेषता है - (ए-एबी), और दूसरी लंबवत के साथ - (बी-एबी)।

रैखिक/रैखिक. शाखा पाइप एबी के माध्यम से कुल प्रवाह केवल तभी स्थिर होता है जब वाल्व प्राधिकरण 1 के बराबर होता है, जिसे सुनिश्चित करना व्यावहारिक रूप से असंभव है। 0.1 के अधिकार के साथ तीन-तरफा वाल्व का संचालन करने से स्टेम आंदोलन के दौरान कुल प्रवाह में 100% से 180% तक उतार-चढ़ाव होगा। इसलिए, रैखिक/रैखिक विशेषता वाले वाल्वों का उपयोग उन प्रणालियों में किया जाता है जो प्रवाह में उतार-चढ़ाव के प्रति असंवेदनशील होते हैं, या कम से कम 0.8 के वाल्व प्राधिकरण वाले सिस्टम में उपयोग किए जाते हैं।

लघुगणक/लघुगणक. लघुगणक/लघुगणकीय प्रवाह विशेषता वाले तीन-तरफा वाल्वों में शाखा पाइप एबी के माध्यम से कुल प्रवाह में न्यूनतम उतार-चढ़ाव 0.2 के वाल्व प्राधिकरण पर देखा जाता है। उसी समय, निर्दिष्ट मूल्य के सापेक्ष प्राधिकरण में कमी बढ़ जाती है, और वृद्धि शाखा पाइप एबी के माध्यम से कुल प्रवाह को कम कर देती है। 0.1 से 1 तक प्राधिकरणों की सीमा में प्रवाह दर का उतार-चढ़ाव +15% से -55% तक है।

लॉग/रैखिक. यदि ए-एबी और बी-एबी कनेक्शन से गुजरने वाले परिसंचरण रिंगों को विभिन्न कानूनों के अनुसार विनियमन की आवश्यकता होती है, तो लॉगरिदमिक/रैखिक प्रवाह विशेषता वाले तीन-तरफा वाल्व का उपयोग किया जाता है। वाल्व स्टेम की गति के दौरान प्रवाह स्थिरीकरण 0.4 के बराबर प्राधिकरण पर होता है। अधिकारियों की सीमा में शाखा पाइप एबी के माध्यम से कुल प्रवाह का उतार-चढ़ाव 0.1 से 1 तक +50% से -30% तक है। लॉगरिदमिक/रैखिक प्रवाह विशेषता वाले नियंत्रण वाल्व हीटिंग सिस्टम और हीट एक्सचेंजर्स के लिए नियंत्रण इकाइयों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

प्राधिकरण गणना

तीन-तरफ़ा वाल्व का अधिकारवाल्व पर दबाव हानि और वाल्व और विनियमित अनुभाग पर दबाव हानि के अनुपात के बराबर है। तीन-तरफा वाल्वों के लिए प्राधिकरण मूल्य पोर्ट एबी के माध्यम से कुल प्रवाह में उतार-चढ़ाव की सीमा निर्धारित करता है।

स्ट्रोक के दौरान पोर्ट एबी के माध्यम से तात्कालिक प्रवाह दर का 10% विचलन निम्नलिखित प्राधिकारी मूल्यों पर प्रदान किया जाता है:

• ए+ = (0.8-1.0) - एक रैखिक/रैखिक वाल्व के लिए।
• ए+ = (0.3-0.5) - लघुगणक/रैखिक विशेषता वाले वाल्व के लिए।
• ए+ = (0.1-0.2) - लघुगणक/लघुगणकीय विशेषता वाले वाल्व के लिए।

बैंडविड्थ गणना

इसके माध्यम से प्रवाह पर वाल्व पर दबाव हानि की निर्भरता केवीएस क्षमता कारक द्वारा विशेषता है। Kvs मान संख्यात्मक रूप से पूरी तरह से खुले वाल्व के माध्यम से m³/h में प्रवाह के बराबर है, जिस पर उस पर दबाव का नुकसान 1 बार है। एक नियम के रूप में, तीन-तरफा वाल्व का केवीएस मान ए-एबी और बी-एबी स्ट्रोक के लिए समान है, लेकिन प्रत्येक स्ट्रोक के लिए अलग-अलग क्षमता वाले वाल्व होते हैं।

यह जानते हुए कि जब प्रवाह दर "n" बार बदलती है, तो वाल्व पर हेड लॉस "n²" गुना बदल जाता है, गणना की गई प्रवाह दर और हेड लॉस को इसमें प्रतिस्थापित करके नियंत्रण वाल्व के आवश्यक Kvs को निर्धारित करना मुश्किल नहीं है। समीकरण. नामकरण से, गणना के परिणामस्वरूप प्राप्त मूल्य के थ्रूपुट गुणांक के निकटतम मूल्य के साथ एक तीन-तरफा वाल्व का चयन किया जाता है।

इलेक्ट्रिक ड्राइव का चयन

इलेक्ट्रिक एक्चुएटर का मिलान पहले से चयनित थ्री-वे वाल्व से किया जाता है। निम्नलिखित पर ध्यान देते हुए, वाल्व विनिर्देशों में दर्शाए गए संगत उपकरणों की सूची से इलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स का चयन करने की अनुशंसा की जाती है:

• एक्चुएटर और वाल्व इंटरफेस संगत होना चाहिए।
• इलेक्ट्रिक एक्चुएटर का स्ट्रोक कम से कम वाल्व स्टेम का स्ट्रोक होना चाहिए।
• विनियमित प्रणाली की जड़ता के आधार पर, कार्रवाई की विभिन्न गति वाले ड्राइव का उपयोग किया जाना चाहिए।
• एक्चुएटर का समापन बल वाल्व पर अधिकतम अंतर दबाव निर्धारित करता है जिस पर एक्चुएटर इसे बंद कर सकता है।
• एक ही इलेक्ट्रिक एक्चुएटर विभिन्न दबाव बूंदों पर मिश्रण और प्रवाह पृथक्करण के लिए काम करने वाले तीन-तरफा वाल्व को बंद करना सुनिश्चित करता है।
• ड्राइव का आपूर्ति वोल्टेज और नियंत्रण सिग्नल नियंत्रक के आपूर्ति वोल्टेज और नियंत्रण सिग्नल से मेल खाना चाहिए।
• रोटरी थ्री-वे वाल्व का उपयोग रोटरी के साथ किया जाता है, और सैडल वाल्व का उपयोग रैखिक इलेक्ट्रिक ड्राइव के साथ किया जाता है।

गुहिकायन की संभावना के लिए गणना

गुहिकायन एक जल धारा में भाप के बुलबुले का निर्माण है, जो तब प्रकट होता है जब इसमें दबाव जल वाष्प के संतृप्ति दबाव से कम हो जाता है। बर्नौली समीकरण प्रवाह वेग को बढ़ाने और उसमें दबाव को कम करने के प्रभाव का वर्णन करता है, जो तब होता है जब प्रवाह खंड संकीर्ण हो जाता है। शटर और थ्री-वे वाल्व सीट के बीच प्रवाह क्षेत्र बहुत संकीर्ण है, जिसमें दबाव संतृप्ति दबाव तक गिर सकता है, और वह स्थान जहां गुहिकायन होने की सबसे अधिक संभावना है। वाष्प के बुलबुले अस्थिर होते हैं, वे तेजी से दिखाई देते हैं और तेजी से ढहते भी हैं, इससे धातु के कण वाल्व शटर से बाहर निकल जाते हैं, जो अनिवार्य रूप से समय से पहले खराब हो जाएगा। घिसाव के अलावा, गुहिकायन के कारण वाल्व संचालन के दौरान शोर बढ़ जाता है।

गुहिकायन की घटना को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक:

• पानी का तापमान - यह जितना अधिक होगा, गुहिकायन की संभावना उतनी ही अधिक होगी।


• पानी का दबाव - नियंत्रण वाल्व के सामने, यह जितना अधिक होगा, गुहिकायन होने की संभावना उतनी ही कम होगी।


• अनुमेय दबाव हानि - वे जितनी अधिक होंगी, गुहिकायन की संभावना उतनी ही अधिक होगी। यहां यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बंद होने के करीब वाल्व की स्थिति में, वाल्व पर थ्रॉटल दबाव विनियमित क्षेत्र में उपलब्ध दबाव की ओर जाता है।


• तीन-तरफा वाल्व की गुहिकायन विशेषता वाल्व के थ्रॉटलिंग तत्व की विशेषताओं से निर्धारित होती है। विभिन्न प्रकार के नियंत्रण वाल्वों के लिए गुहिकायन गुणांक अलग-अलग होता है और इसे उनकी तकनीकी विशेषताओं में निर्दिष्ट किया जाना चाहिए, लेकिन चूंकि अधिकांश निर्माता इस मान को निर्दिष्ट नहीं करते हैं, इसलिए गणना एल्गोरिथ्म में सबसे संभावित गुहिकायन गुणांक की एक श्रृंखला शामिल होती है।

गुहिकायन परीक्षण के परिणामस्वरूप, निम्नलिखित परिणाम उत्पन्न किया जा सकता है:

• "नहीं" - निश्चित रूप से कोई गुहिकायन नहीं होगा।
• "संभव" - कुछ डिज़ाइनों के वाल्वों पर गुहिकायन हो सकता है, ऊपर वर्णित प्रभाव कारकों में से एक को बदलने की सिफारिश की जाती है।
• "हाँ" - गुहिकायन निश्चित रूप से होगा, गुहिकायन की घटना को प्रभावित करने वाले कारकों में से एक को बदल दें।

शोर गणना

थ्री-वे वाल्व के इनलेट पर उच्च प्रवाह दर उच्च शोर स्तर का कारण बन सकती है। अधिकांश कमरों के लिए जहां नियंत्रण वाल्व स्थापित हैं, अनुमेय शोर स्तर 35-40 डीबी (ए) है जो वाल्व इनलेट में लगभग 3 मीटर/सेकेंड के वेग से मेल खाता है। इसलिए, तीन-तरफ़ा वाल्व का चयन करते समय, निर्दिष्ट गति से अधिक की अनुशंसा नहीं की जाती है।