Što određuje kapacitet ventila. Značajke proračuna sustava grijanja s termostatskim ventilima

kv vrijednost.

Kontrolni ventil stvara dodatni gubitak tlaka u mreži kako bi ograničio protok vode unutar potrebnih granica. Protok vode ovisi o diferencijalnom tlaku na ventilu:

kv - protok ventila, ρ - gustoća (za vodu ρ = 1.000 kg / m 3 pri temperaturi od 4 ° C, a pri 80 ° C ρ = 970 kg / m 3), q - protok tekućine, m 3 / sat , ∆r – diferencijalni tlak, bar.

Maksimalna vrijednost k v (k vs) postiže se kada je ventil potpuno otvoren. Ova vrijednost odgovara brzini protoka vode, izraženoj u m 3 /h, za diferencijalni tlak od 1 bara. Regulacijski ventil je odabran tako da vrijednost kvs osigurava projektirani protok za dani diferencijalni tlak koji je dostupan kada ventil radi pod danim uvjetima.

Nije lako odrediti vrijednost kvs potrebnu za regulacijski ventil, jer raspoloživi diferencijalni tlak na ventilu ovisi o mnogim čimbenicima:

• Stvarna visina pumpe.
• Gubitak tlaka u cijevima i spojnicama.
• Gubitak tlaka na terminalima.

Gubitak tlaka pak ovisi o točnosti balansiranja.

Pri projektiranju kotlovskih postrojenja izračunavaju se teoretski točne vrijednosti gubitaka tlaka i protoka za različite elemente sustava. Međutim, u praksi su rijetki različiti elementi s točno određenim karakteristikama. Tijekom instalacije, u pravilu, crpke, regulacijski ventili i terminali biraju se prema standardnim karakteristikama.

Regulacijski ventili, na primjer, proizvode se s vrijednostima k prema rastućem u geometrijskom omjeru, nazvanim Reynard serija:

k nasuprot: 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 10 16......

Svaka vrijednost je približno 60% veća od prethodne.

Nije tipično da regulacijski ventil daje točno izračunati gubitak tlaka za danu brzinu protoka. Ako, na primjer, regulacijski ventil treba proizvesti gubitak tlaka od 10 kPa pri određenoj brzini protoka, tada se u praksi može dogoditi da će ventil s malo višom vrijednošću kvs stvoriti gubitak tlaka od samo 4 kPa, dok ventil s nešto nižom kvs vrijednošću osigurat će gubitak tlaka pri 26 kPa za izračunati protok.

∆p (bar), q (m 3 /h)	∆p (kPa), q (l/s)	∆p (mm 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
	kv = 36q/√∆p	k v = 0,1 q/√∆p	kv = 0,01q/√∆p

Neke formule sadrže potrošnju, k v i ∆p (ρ = 1000 kg/m3)

Također, pumpe i terminali često su predimenzionirani iz istog razloga. To znači da regulacijski ventili rade gotovo zatvoreni, pa regulacija ne može biti stabilna. Također je moguće da se povremeno ti ventili otvore do maksimuma, nužno pri pokretanju, što dovodi do prevelikog protoka u ovom sustavu i nedovoljnog protoka u ostalima. Kao rezultat toga, pitanje bi trebalo biti:

Što ako je regulacijski ventil predimenzioniran?

Jasno je da je u pravilu nemoguće točno odabrati potrebni regulacijski ventil.

Razmotrimo slučaj grijača zraka od 2000 W dizajniranog za pad temperature od 20 K. Gubitak tlaka je 6 kPa za projektirani protok od 2000x0,86/20=86 l/h. Ako je raspoloživi diferencijalni tlak 32 kPa, a gubitak tlaka u cijevima i priključcima 4 kPa, razlika od 32 - 6 - 4 = 22 kPa trebala bi biti preko regulacijskog ventila.

Tražena vrijednost k vs bit će 0,183.

Ako je minimalni raspoloživi kvs npr. 0,25, protok umjesto željenih 86 l/h bit će 104 l/h, što je višak od 21%.

U sustavima s promjenjivim protokom, diferencijalni tlak na terminalima je promjenjiv jer gubitak tlaka u cijevima ovisi o protoku. Regulacijski ventili biraju se prema projektnim uvjetima. Kod niskih opterećenja povećava se maksimalni potencijalni protok u svim instalacijama i nema opasnosti od preniskog protoka u jednom pojedinačnom terminalu. Ako je prema projektiranim uvjetima potrebno maksimalno opterećenje, vrlo je važno izbjeći prekomjerni protok.

A. Ograničenje protoka pomoću serijski ugrađenog balans ventila.

Ako je, prema uvjetima projektiranja, protok na otvorenom regulacijskom ventilu veći od potrebne vrijednosti, balansni ventil se može ugraditi u seriju kako bi se ograničio taj protok. Ovo neće promijeniti stvarni regulacijski faktor regulacijskog ventila, već će čak poboljšati njegovu izvedbu (vidi sliku na stranici 51). Balans ventil je također dijagnostički alat i ventil za zatvaranje.

B. Smanjeno maksimalno podizanje ventila.

Kako bi se kompenzirao predimenzionirani regulacijski ventil, stupanj otvaranja ventila može se ograničiti. Ovo se rješenje može uzeti u obzir za ventile s jednakim postotnim karakteristikama, budući da se vrijednost k v može značajno smanjiti, odgovarajući smanjujući stupanj maksimalnog otvaranja ventila. Ako se stupanj otvaranja ventila smanji za 20%, najveća vrijednost kv će se smanjiti za 50%.

U praksi se balansiranje provodi pomoću balans ventila ugrađenih u seriju s potpuno otvorenim regulacijskim ventilom. Balans ventili su podešeni u svakom krugu tako da pri izračunatom protoku gubitak tlaka iznosi 3 kPa.

Stupanj podizanja regulacijskog ventila ograničen je kada se postigne na balansnom ventilu 3 kPa. Budući da je postrojenje uravnoteženo i ostaje uravnoteženo, zahtijevani protok se zapravo postiže u projektnim uvjetima.

C. Smanjenje protoka s ∆p regulacijskim ventilom u skupini.

Diferencijalni tlak preko regulacijskog ventila može se stabilizirati kao što je prikazano na donjoj slici.

STAP regulacijski ventil diferencijalnog tlaka postavljen je na željeni protok za potpuno otvoren regulacijski ventil. U tom slučaju regulacijski ventil mora biti točno dimenzioniran i njegov regulacijski faktor blizak jedinici.

Nekoliko praktičnih pravila

Ako se u terminalima koriste dvosmjerni regulacijski ventili, većina regulacijskih ventila bit će zatvorena ili gotovo zatvorena pri malim opterećenjima. Budući da je protok vode nizak, gubitak tlaka na cijevima i spojnicama bit će zanemariv. Cjelokupni tlak pumpe pada na regulacijski ventil, koji mu mora biti u stanju odoljeti. Ovo povećanje diferencijalnog tlaka otežava regulaciju pri niskim brzinama protoka, jer je stvarni regulacijski faktor β" značajno smanjen.

Pretpostavimo da je regulacijski ventil projektiran za gubitak tlaka od 4% visine pumpe. Ako sustav radi s malim protokom, diferencijalni tlak se zatim množi s 25. Za isti otvor ventila, protok se tada množi s 5 (√25 = 5). Ventil se prisilno pokreće u gotovo zatvorenom položaju. To može dovesti do buke i fluktuacija zadane vrijednosti (pod ovim novim uvjetima rada, ventil je predimenzioniran za faktor pet).

Zato neki autori preporučuju projektiranje sustava na način da proračunski pad tlaka na regulacijskim ventilima bude najmanje 25% visine pumpe. U tom slučaju, pri malim opterećenjima, višak protoka na regulacijskim ventilima neće premašiti faktor 2.

Uvijek je vrlo teško pronaći regulacijski ventil koji može izdržati tako visok diferencijalni tlak bez stvaranja buke. Također je teško pronaći dovoljno male ventile koji zadovoljavaju gore navedene kriterije kada se koriste terminali male snage. Osim toga, varijacije diferencijalnog tlaka u sustavu moraju biti ograničene, na primjer korištenjem sekundarnih pumpi.

Uzimajući u obzir ovaj dodatni koncept, kalibracija dvosmjernog regulacijskog ventila mora zadovoljiti sljedeće uvjete:

• Kada sustav radi u normalnim uvjetima, treba izračunati protok pri potpuno otvorenom ventilu. Ako je protok veći od navedenog, serijski balansni ventil trebao bi ograničiti protok. Tada će za regulator tipa PI biti prihvatljiv regulacijski faktor od 0,30. Ako su kontrolne vrijednosti niže, regulacijski ventil treba zamijeniti manjim ventilom.
• Visina crpke mora biti takva da gubitak tlaka na dvosmjernim regulacijskim ventilima bude najmanje 25% visine pumpe.

Za on-off regulatore koncept regulacijskih parametara nije bitan, budući da je regulacijski ventil ili otvoren ili zatvoren. Stoga njegova karakteristika ne od velike važnosti. U ovom slučaju, protok je malo ograničen serijski ugrađenim balans ventilom.

(Tehničko sveučilište)

Zavod za APCP

predmetni projekt

"Proračun i dizajn regulacijskog ventila"

Završio: student gr. 891 Solntsev P.V.

Voditelj: Syagaev N.A.

Sankt Peterburg 2003

1. Kontrole leptira za gas

Za transport tekućina i plinova u tehnološkim procesima u pravilu se koriste tlačni cjevovodi. U njima se strujanje kreće zahvaljujući tlaku koji stvaraju pumpe (za tekućine) ili kompresori (za plinove). Odabir potrebne pumpe ili kompresora vrši se prema dva parametra: maksimalnom učinku i potrebnom tlaku.

Maksimalni učinak određen je zahtjevima tehnoloških propisa, tlak potreban za osiguranje maksimalnog protoka izračunava se prema zakonima hidraulike, na temelju duljine trase, broja i veličine lokalnih otpora i dopuštenog najveća brzina proizvod u cjevovodu (za tekućine - 2-3 m / s, za plinove - 20-30 m / s).

Promjena protoka u procesnom cjevovodu može se izvršiti na dva načina:

prigušivanje - promjena hidrauličkog otpora prigušnice ugrađene na cjevovod (slika 1a)

zaobilaženje - promjena hidrauličkog otpora prigušnice ugrađene na cjevovod koji povezuje ispusni cjevovod s usisnim cjevovodom (slika 1b)

Odabir načina promjene protoka određen je vrstom pumpe ili kompresora koji se koristi. Za najčešće pumpe i kompresore u industriji mogu se koristiti obje metode kontrole protoka.

Za pumpe s pozitivnim pomakom, kao što su klipne pumpe, dopuštena je samo premosnica tekućine. Prigušivanje protoka za takve pumpe je neprihvatljivo, jer. može dovesti do kvara crpke ili cjevovoda.

Za klipne kompresore koriste se obje metode upravljanja.

Promjena brzine protoka tekućine ili plina zbog prigušnice glavna je radnja upravljanja u sustavima automatskog upravljanja. Prigušnica koja se koristi za regulaciju tehnoloških parametara je " regulatorno tijelo ».

Glavna statička karakteristika regulacijskog tijela je ovisnost protoka kroz njega o stupnju otvorenosti:

gdje je q=Q/Q max - relativni protok

h=H/H max - relativni hod zatvarača regulatora

Ta se ovisnost naziva karakteristika potrošnje regulatorno tijelo. Jer Regulacijsko tijelo je dio mreže cjevovoda, koji uključuje dijelove cjevovoda, ventile, zavoje i zavoje cijevi, uzlazne i silazne dionice, njegova karakteristika protoka odražava stvarno ponašanje hidrauličkog sustava "regulacijsko tijelo + mreža cjevovoda". Stoga će se karakteristike protoka dvaju identičnih regulatornih tijela instaliranih na cjevovodima različitih duljina značajno razlikovati jedna od druge.

Karakteristika regulatornog tijela, neovisno o njegovim vanjskim vezama - " propusna karakteristika". Ova ovisnost o relativnoj propusnosti regulatornog tijela s od njegovog relativnog otvora h, tj.

gdje je: s=K v /K vy relativna propusnost

Ostali pokazatelji koji služe za odabir regulacijskog tijela su: promjer njegovih spojnih prirubnica Du, najveći dopušteni tlak Ru, temperatura T i svojstva tvari. Indeks "y" označava uvjetnu vrijednost indikatora, što se objašnjava nemogućnošću da se osigura njihovo točno poštivanje za serijske regulatore. Budući da je protočna karakteristika regulacijskog tijela ovisna o hidrauličkom otporu cjevovodne mreže u koju je ugrađeno, potrebno je moći korigirati ovu karakteristiku. Regulatorna tijela koja dopuštaju takvu prilagodbu su “ kontrolni ventili". Imaju pune ili šuplje cilindrične klipove koji omogućuju promjenu profila kako bi se dobila potrebna karakteristika protoka.Da bi se olakšalo podešavanje karakteristike protoka, ventili se proizvode s različite vrste karakteristike propusnosti: linearna i jednako postotna.

Za ventile s linearnom karakteristikom, povećanje kapaciteta je proporcionalno hodu čepa, tj.

gdje je: a koeficijent proporcionalnosti.

Za ventile s jednakom postotnom karakteristikom, povećanje kapaciteta je proporcionalno hodu klipa i trenutnoj vrijednosti kapaciteta, tj.

ds=a*K v *dh (4)

Razlika između propusnih i protočnih karakteristika je to veća što je veći hidraulički otpor cjevovodne mreže. Omjer kapaciteta ventila i kapaciteta mreže - hidraulički modul sustava:

n=Kvy/KvT (5)

Za vrijednosti n>1,5 ventili s linearnom karakteristikom protoka postaju neupotrebljivi zbog nedosljednosti faktora proporcionalnosti a kroz cijeli tečaj. Za regulacijske ventile s jednakom postotnom karakteristikom protoka, karakteristika protoka je blizu linearne vrijednosti n od 1,5 do 6. Budući da se promjer procesnog cjevovoda Dt obično bira s marginom, može se pokazati da regulacijski ventil s istim ili sličnim nazivnim promjerom Du ima višak kapaciteta, a time i hidraulički modul. Kako bi se smanjio protok ventila bez promjene njegovih priključnih dimenzija, proizvođači proizvode ventile koji se razlikuju samo po promjeru sjedišta Ds.

2. Zadatak za kolegij

Opcija broj 7

3. proračun regulacijskih ventila

1. Određivanje Reynoldsovog broja

, Gdje - protok pri maksimalnom protoku

r=988,07 kg/m 3 (za vodu na 50 o C) [tablica. 2]

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

Re> 10000, dakle režim strujanja je turbulentan.

2. Određivanje gubitka tlaka u cjevovodnoj mreži pri maksimalnom protoku

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

3. Određivanje pada tlaka preko regulacijskog ventila pri maksimalnom protoku

4. Određivanje izračunate vrijednosti uvjetnog protoka regulacijskog ventila:

, gdje je h=1,25 - faktor sigurnosti

5. Izbor regulacijskog ventila s najbližim većim kapacitetom K Vy (prema K Vz i Du):

izabrati regulacijski ventil od lijevanog željeza s dvostrukim sjedištem 25 h30nzhM

uvjetni pritisak 1,6 MPa

uvjetna propusnica 50 mm

nazivni kapacitet 40 m3/h

propusna karakteristika linearno, jednak postotak

vrsta akcije ALI

materijal sivi lijev

srednje temperature -15 do +300

6. Određivanje kapaciteta cjevovodne mreže

7. Definicija hidrauličkog modula sustava

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

Koeficijent koji pokazuje stupanj smanjenja područja protočnog presjeka sjedišta ventila u odnosu na područje protočnog presjeka prirubnica K=0,6 [tablica. 1]

4. profiliranje klipa regulacijskog ventila

Potrebna propusna karakteristika regulacijskog ventila osigurana je izradom posebnog oblika površine prozora. Optimalni profil klipa dobiva se izračunavanjem hidrauličkog otpora prigušnog para (klip - sjedište) u funkciji relativnog otvaranja regulacijskog ventila.

8. Određivanje koeficijenta hidrauličkog otpora ventila

, Gdje , V=2 za ventil s duplim sjedištem

9. Određivanje koeficijenta hidrauličkog otpora regulacijskog ventila ovisno o relativnom hodu klipa

, gdje je h=0,1, 0,2,…,1,0 ,

x dr - koeficijent hidrauličkog otpora prigušnog para ventila x 0 =2,4 [tab. 5]

10. Prema rasporedu na [sl. 5] vrijednost a k određena je za relativni presjek prigušnog para

Vrijednost m određena je formulom:

.

Određivanje novih vrijednosti m nastavlja se sve dok se nova najveća vrijednost m ne razlikuje od prethodne za manje od 5%.

Kapacitet kontrolnog ventila Kvs- vrijednost koeficijenta Kvs brojčano je jednaka protoku vode kroz ventil u m³ / h pri temperaturi od 20 ° C pri kojoj će gubitak tlaka na njemu biti 1 bar. Možete izračunati protok kontrolnog ventila za određene parametre sustava u odjeljku Izračuni na web stranici.

regulacijski ventil DN- nazivni promjer rupe u spojnim cijevima. DN vrijednost se koristi za unificiranje standardnih veličina cijevnih spojeva. Stvarni promjer rupe može se neznatno razlikovati od nominalnog gore ili dolje. Alternativna oznaka za nazivni promjer DN, uobičajena u postsovjetskim zemljama, bila je nazivni promjer Du regulacijskog ventila. Broj uvjetnih prolaza DN cjevovodne armature reguliran je GOST 28338-89 "Uvjetni prolazi (nominalne veličine)".

PN regulacijski ventil- nazivni tlak - najveći nadtlak radnog medija s temperaturom od 20 ° C, pri kojem je osiguran dugotrajan i siguran rad. Alternativna oznaka za nazivni tlak PN, uobičajena u zemljama post-sovjetskog prostora, bila je uvjetni tlak Ru ventila. Brojni nazivni tlakovi PN cjevovodne armature regulirani su GOST 26349-84 "Nominalni (uvjetni) tlakovi".

Kontrola dinamičkog raspona, je omjer najvećeg kapaciteta potpuno otvorenog regulacijskog ventila (Kvs) prema najmanjem kapacitetu (Kv) pri kojem se održava deklarirana karakteristika protoka. Dinamički raspon regulacije naziva se i regulacijski omjer.

Na primjer, omjer spuštanja ventila od 50:1 pri Kvs 100 znači da ventil može kontrolirati brzinu protoka od 2 m³/h dok zadržava svoje karakteristične karakteristike protoka.

Većina regulacijskih ventila ima omjere od 30:1 i 50:1, ali postoje i vrlo dobri regulacijski ventili s omjerom od 100:1.

Ovlaštenje kontrolnog ventila- karakterizira sposobnost upravljanja ventilom. Brojčano, vrijednost autoriteta jednaka je omjeru gubitaka tlaka u potpuno otvorenom zasunu ventila i gubitaka tlaka u reguliranom dijelu.

Što je niži autoritet regulacijskog ventila, njegova karakteristika protoka više odstupa od idealne i to će promjena protoka biti manje glatka kada se vreteno pomiče. Tako, na primjer, u sustavu kojim upravlja ventil s linearnom karakteristikom protoka i malim autoritetom, zatvaranje protočnog dijela za 50% može smanjiti protok za samo 10%, dok bi s velikim autoritetom zatvaranje za 50% trebalo smanjiti protok kroz ventil za 40-50%.

Prikazuje ovisnost promjene relativnog protoka kroz ventil o promjeni relativnog hoda stabla upravljačkog ventila pri konstantnom padu tlaka na njemu.

Karakteristika linearnog protoka- ista povećanja relativnog hoda šipke uzrokuju ista povećanja relativnog protoka. Regulacijski ventili s linearnom karakteristikom protoka koriste se u sustavima gdje postoji izravna veza između regulirane veličine i brzine protoka medija. Regulacijski ventili s linearnom karakteristikom protoka idealni su za održavanje temperature mješavine medija za grijanje u podstanicama s ovisnim priključkom na toplinsku mrežu.

Jednako postotna karakteristika protoka(logaritamska) - ovisnost relativnog povećanja protoka o relativnom povećanju hoda stapa je logaritamska. Regulacijski ventili s logaritamskom karakteristikom protoka koriste se u sustavima gdje je regulirana veličina nelinearno ovisna o protoku kroz regulacijski ventil. Tako se, na primjer, regulacijski ventili s jednakom postotnom karakteristikom protoka preporučuju za upotrebu u sustavima grijanja za kontrolu prijenosa topline uređaja za grijanje, što nelinearno ovisi o brzini protoka rashladnog sredstva. Regulacijski ventili s logaritamskom karakteristikom protoka savršeno reguliraju prijenos topline brzih izmjenjivača topline s niskom temperaturnom razlikom rashladnog sredstva. Preporuča se koristiti ventile s jednakom postotnom karakteristikom protoka u sustavima gdje je potrebna linearna karakteristika protoka, a nije moguće održati visok autoritet na regulacijskom ventilu. U ovom slučaju, smanjeni autoritet iskrivljuje karakteristiku jednakog postotka ventila, približavajući je linearnoj. Ova se značajka primjećuje kada autoriteti regulacijskih ventila nisu niži od 0,3.

Karakteristika paraboličnog strujanja- ovisnost relativnog povećanja protoka o relativnom hodu štapa pokorava se kvadratnom zakonu (prolazi duž parabole). Regulacijski ventili s paraboličnim karakteristikama protoka koriste se kao kompromis između linearnih i jednakopostotnih ventila.

Specifičnosti proračuna dvosmjernog ventila

dano:

okolina - voda, 115C,

∆pac = 40 kPa (0,4 bara), ∆ppipe = 7 kPa (0,07 bara),

∆izmjena topline = 15 kPa (0,15 bar), nazivni protok Qnom = 3,5 m3/h,

minimalni protok Qmin = 0,4 m3/h

Izračun:

∆paccess = ∆pventil + ∆ppcijev + ∆izmjena topline =
∆pventil = ∆paccess - ∆ppipe - ∆izmjena topline = 40-7-15 = 18 kPa (0,18 bara)

Sigurnosni dodatak za radnu toleranciju (pod uvjetom da protok Q nije precijenjen):

Kvs = (1,1 do 1,3). Kv = (1,1 do 1,3) x 8,25 = 9,1 do 10,7 m3/h
Iz serijski proizvedenog niza Kv vrijednosti biramo najbližu Kvs vrijednost, tj. Kvs = 10 m3/h. Ova vrijednost odgovara svijetlom promjeru DN 25. Odaberemo li ventil s navojnim priključkom PN 16 od sivog lijeva, dobivamo broj (narudžbeni broj) tipa:
RV 111 R 2331 16/150-25/T
i odgovarajući pogon.

Određivanje hidrauličkog gubitka odabranog i proračunatog regulacijskog ventila pri punom otvaranju i zadanom protoku.

Stvarni hidraulički gubitak regulacijskog ventila izračunat na ovaj način mora se odraziti u hidrauličkom proračunu mreže.

gdje a mora biti najmanje 0,3. Provjerom je utvrđeno: izbor ventila odgovara uvjetima.

Upozorenje: Izračun autoriteta dvosmjernog regulacijskog ventila provodi se u odnosu na diferencijalni tlak na ventilu u zatvorenom stanju, tj. raspoloživi tlak grane ∆paccess pri nultom protoku, a nikada u odnosu na tlak crpke ∆ppump, zbog utjecaja gubitaka tlaka u mrežnom cjevovodu do mjesta spajanja regulirane grane. U ovom slučaju, radi praktičnosti, pretpostavljamo

Kontrola regulatornog stava

Provedimo isti izračun za minimalni protok Qmin = 0,4 m3/h. Minimalni protok odgovara padu tlaka , , .

Potreban kontrolni omjer

mora biti manji od zadanog regulacijskog omjera ventila r = 50. Proračun zadovoljava ove uvjete.

Tipični raspored regulacijske petlje s dvosmjernim regulacijskim ventilom.

Specifičnosti proračuna troputnog miješajućeg ventila

dano:

okolina - voda, 90C,

statički tlak na spojnoj točki 600 kPa (6 bara),

∆pppump2 = 35 kPa (0,35 bar), ∆ppipe = 10 kPa (0,1 bar),

∆izmjena topline = 20 kPa (0,2), nazivni protok Qnom = 12 m3/h

Izračun:

Sigurnosni dodatak za radnu toleranciju (pod uvjetom da protok Q nije precijenjen):
Kvs = (1,1-1,3)xKv = (1,1-1,3)x53,67 = 59,1 do 69,8 m3/h
Iz serijski proizvedenog niza Kv vrijednosti biramo najbližu Kvs vrijednost, tj. Kvs = 63 m3/h. Ova vrijednost odgovara čistom promjeru DN65. Odaberemo li prirubnički ventil od nodularnog lijeva, dobivamo tip br.
RV 113 M 6331-16/150-65

Zatim odabiremo odgovarajući pogon prema zahtjevima.

Određivanje stvarnog hidrauličkog gubitka odabranog ventila pri punom otvaranju

Stoga se izračunati stvarni hidraulički gubitak regulacijskih ventila mora odraziti u hidrauličkom proračunu mreže.

Upozorenje: Kod trosmjernih ventila najvažniji uvjet za nesmetan rad je minimalni diferencijalni tlak
na priključcima A i B. Troputni ventili mogu se nositi sa značajnom razlikom tlaka između priključaka A i B, ali po cijenu deformacije regulacijske karakteristike, a time i pogoršanja regulacijskog kapaciteta. Stoga, ako postoji i najmanja sumnja u razliku tlaka između dva priključka (na primjer, ako je troputni ventil bez tlačnog odjeljka izravno spojen na primarnu mrežu), preporučujemo korištenje dvosmjernog ventila u spoju s tvrdim krugom za dobru kontrolu.

Tipični raspored regulacijske linije s troputnim miješajućim ventilom.

Postoji mišljenje da izbor trosmjernog ventila ne zahtijeva preliminarne izračune. Ovo mišljenje temelji se na pretpostavci da ukupni protok kroz ogranak AB - ne ovisi o hodu šipke i da je uvijek konstantan. Zapravo, protok kroz zajednički otvor AB varira ovisno o hodu vretena, a amplituda oscilacija ovisi o autoritetu trosmjernog ventila u reguliranom području i njegovim karakteristikama protoka.

Metoda proračuna trosmjernog ventila

Proračun troputnog ventila izvesti u sljedećem redoslijedu:

• 1. Odabir optimalnih karakteristika strujanja.
• 2. Određivanje regulacijskog kapaciteta (autoriteta ventila).
• 3. Određivanje propusne moći i nazivnog promjera.
• 4. Izbor elektropogona regulacijskog ventila.
• 5. Provjerite buku i kavitaciju.

Izbor karakteristika protoka

Ovisnost protoka kroz ventil o hodu vretena naziva se karakteristika protoka. Vrsta karakteristike protoka određuje oblik čepa i sjedišta ventila. Budući da trokraki ventil ima dvije zasune i dva sjedišta, on ima i dvije karakteristike protoka, prva je karakteristika duž ravnog hoda - (A-AB), a druga duž okomite - (B-AB).

Linearno/linearno. Ukupni protok kroz ogranak AB konstantan je samo kada je autoritet ventila jednak 1, što je praktički nemoguće osigurati. Rad s trosmjernim ventilom s autoritetom od 0,1 rezultirat će fluktuacijama u ukupnom protoku tijekom pomicanja vretena, u rasponu od 100% do 180%. Stoga se ventili s linearnom/linearnom karakteristikom koriste u sustavima koji su neosjetljivi na fluktuacije protoka ili u sustavima s autoritetom ventila od najmanje 0,8.

logaritamski/logaritamski. Minimalne fluktuacije u ukupnom protoku kroz granu cijevi AB u trosmjernim ventilima s logaritamskom / logaritamskom karakteristikom protoka uočavaju se pri autoritetu ventila od 0,2. Istovremeno, smanjenje autoriteta, u odnosu na navedenu vrijednost, se povećava, a povećanje - smanjuje ukupni protok kroz granu cijevi AB. Fluktuacija protoka u rasponu autoriteta od 0,1 do 1 je od +15% do -55%.

log/linearno. Trosmjerni ventili s logaritamskom/linearnom karakteristikom protoka koriste se ako cirkulacijski prstenovi koji prolaze kroz priključke A-AB i B-AB zahtijevaju regulaciju prema različitim zakonima. Stabilizacija protoka tijekom kretanja stabla ventila događa se pri autoritetu jednakom 0,4. Kolebanje ukupnog protoka kroz ogranak AB u rasponu autoriteta od 0,1 do 1 je od +50% do -30%. Regulacijski ventili s logaritamskom / linearnom karakteristikom protoka naširoko se koriste u regulacijskim jedinicama za sustave grijanja i izmjenjivače topline.

Izračun autoriteta

Autoritet trosmjernog ventila jednaka je omjeru gubitka tlaka na ventilu i gubitka tlaka na ventilu i reguliranom presjeku. Vrijednost autoriteta za trosmjerne ventile određuje raspon fluktuacije ukupnog protoka kroz priključak AB.

Odstupanje od 10% trenutne brzine protoka kroz otvor AB tijekom takta osigurano je pri sljedećim mjerodavnim vrijednostima:

• A+ = (0,8-1,0) - za linearni / linearni ventil.
• A+ = (0,3-0,5) - za ventil s logaritamskom / linearnom karakteristikom.
• A+ = (0,1-0,2) - za ventil s logaritamskom / logaritamskom karakteristikom.

Izračun propusnosti

Ovisnost gubitka tlaka na ventilu od protoka kroz njega karakterizira Kvs faktor kapaciteta. Vrijednost Kvs brojčano je jednaka protoku u m³/h kroz potpuno otvoren ventil, pri čemu je gubitak tlaka na njemu 1 bar. U pravilu, vrijednost Kvs trosmjernog ventila je ista za A-AB i B-AB takt, ali postoje ventili s različitim kapacitetima za svaki od taktova.

Znajući da kada se brzina protoka promijeni za "n" puta, gubitak tlaka na ventilu se mijenja za "n²" puta, nije teško odrediti potrebni Kvs regulacijskog ventila zamjenom izračunatog protoka i gubitka tlaka u jednadžba. Iz nomenklature odabire se trosmjerni ventil s najbližom vrijednošću koeficijenta protoka vrijednosti dobivenoj kao rezultat izračuna.

Izbor električnog pogona

Električni pogon se usklađuje s prethodno odabranim troputnim ventilom. Električne aktuatore preporuča se odabrati s popisa kompatibilnih uređaja navedenih u specifikacijama ventila, pritom pazeći na:

• Sučelja aktuatora i ventila moraju biti kompatibilna.
• Hod električnog aktuatora mora biti najmanje hod stabla ventila.
• Ovisno o tromosti reguliranog sustava, treba koristiti pogone s različitim brzinama djelovanja.
• Sila zatvaranja aktuatora određuje maksimalni diferencijalni tlak na ventilu pri kojem ga pogon može zatvoriti.
• Jedan te isti električni pogon osigurava zatvaranje trosmjernog ventila koji radi za miješanje i odvajanje protoka, pri različitim padovima tlaka.
• Napon napajanja i upravljački signal pogona moraju odgovarati naponu napajanja i upravljačkom signalu regulatora.
• Rotacijski trosmjerni ventili koriste se s rotacijskim, a sedlasti ventili s linearnim električnim pogonima.

Proračun mogućnosti kavitacije

Kavitacija je stvaranje mjehurića pare u struji vode, koja se manifestira kada se tlak u njoj smanji ispod tlaka zasićenja vodene pare. Bernoullijeva jednadžba opisuje učinak povećanja brzine protoka i smanjenja tlaka u njemu, što se događa kada se dionica protoka sužava. Područje protoka između zatvarača i sjedišta trosmjernog ventila je samo suženje u kojem tlak može pasti do tlaka zasićenja i mjesto gdje se najvjerojatnije javlja kavitacija. Mjehurići pare su nestabilni, pojavljuju se oštro i također se oštro kolabiraju, što dovodi do izjedanja metalnih čestica iz zatvarača ventila, što će neizbježno uzrokovati prerano trošenje. Osim trošenja, kavitacija dovodi do povećane buke tijekom rada ventila.

Glavni čimbenici koji utječu na pojavu kavitacije:

• Temperatura vode - što je viša, veća je vjerojatnost kavitacije.


• Tlak vode - ispred regulacijskog ventila, što je veći, manja je vjerojatnost da će izazvati kavitaciju.


• Dopušteni gubici tlaka - što su veći, to je veća vjerojatnost kavitacije. Ovdje treba napomenuti da u položaju ventila blizu zatvaranja, prigušeni tlak na ventilu teži raspoloživom tlaku u reguliranom području.


• Karakteristika kavitacije trosmjernog ventila određena je karakteristikama prigušnog elementa ventila. Koeficijent kavitacije je različit za različite tipove regulacijskih ventila i treba ga navesti u njihovim tehničkim karakteristikama, ali budući da većina proizvođača ne navodi ovu vrijednost, algoritam izračuna uključuje niz najvjerojatnijih koeficijenata kavitacije.

Kao rezultat testa kavitacije može se dobiti sljedeći rezultat:

• "Ne" - sigurno neće biti kavitacije.
• "Moguće" - može doći do kavitacije na ventilima nekih izvedbi, preporuča se promijeniti jedan od gore opisanih faktora utjecaja.
• "Da" - kavitacije će sigurno biti, promijenite jedan od čimbenika koji utječu na pojavu kavitacije.

Proračun buke

Visok protok na ulazu trosmjernog ventila može uzrokovati visoke razine buke. Za većinu prostorija u kojima su ugrađeni regulacijski ventili dopuštena razina buke je 35-40 dB(A) što odgovara brzini na ulazu ventila od oko 3m/s. Stoga se pri odabiru trosmjernog ventila ne preporučuje prekoračenje navedene brzine.