Apa yang menentukan kapasitas katup. Fitur perhitungan sistem pemanas dengan katup termostatik

nilai kv.

Katup kontrol menciptakan kehilangan tekanan tambahan di jaringan untuk membatasi aliran air dalam batas yang diperlukan. Aliran air tergantung pada tekanan diferensial melintasi katup:

kv - laju aliran katup, ρ - kerapatan (untuk air ρ = 1.000 kg / m 3 pada suhu 4 ° C, dan pada 80 ° C ρ = 970 kg / m 3), q - laju aliran cairan, m 3 / jam , ∆р – tekanan diferensial, bar.

Nilai maksimum k v (k vs) tercapai ketika katup terbuka penuh. Nilai ini sesuai dengan laju aliran air, dinyatakan dalam m 3 / jam, untuk tekanan diferensial 1 bar. Katup kontrol dipilih sehingga nilai kvs memberikan aliran desain untuk tekanan diferensial tertentu yang tersedia saat katup dioperasikan pada kondisi tertentu.

Tidaklah mudah untuk menentukan nilai kvs yang diperlukan untuk sebuah control valve, karena tekanan diferensial yang ada di seluruh valve bergantung pada banyak faktor:

• Kepala pompa yang sebenarnya.
• Kehilangan tekanan pada pipa dan fitting.
• Kehilangan tekanan di terminal.

Kehilangan tekanan, pada gilirannya, bergantung pada akurasi penyeimbangan.

Saat merancang pabrik boiler, nilai tekanan dan kehilangan aliran yang benar secara teoritis dihitung untuk berbagai elemen sistem. Namun, dalam praktiknya, jarang sekali elemen yang berbeda memiliki karakteristik yang terdefinisi dengan tepat. Selama pemasangan, sebagai aturan, pompa, katup kontrol, dan terminal dipilih sesuai dengan karakteristik standar.

Katup kontrol, misalnya, diproduksi dengan nilai k vs peningkatan dalam proporsi geometris, yang disebut deret Reynard:

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

Setiap nilai kira-kira 60% lebih besar dari yang sebelumnya.

Ini bukan tipikal untuk katup kontrol untuk memberikan kehilangan tekanan yang dihitung dengan tepat untuk laju aliran tertentu. Jika, misalnya, katup kontrol menghasilkan kehilangan tekanan 10 kPa pada laju aliran tertentu, maka dalam praktiknya mungkin katup dengan nilai kvs yang sedikit lebih tinggi hanya akan menghasilkan kehilangan tekanan 4 kPa, sementara a valve dengan nilai kvs yang sedikit lebih rendah akan memberikan pressure loss sebesar 26 kPa untuk flow rate yang dihitung.

∆p (bar), q (m 3 / jam)	∆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	kv = 0,1 q/√∆p	kv = 0,01q/√∆p

Beberapa rumus mengandung konsumsi, k v dan ∆p (ρ = 1.000 kg/m3)

Selain itu, pompa dan terminal seringkali terlalu besar karena alasan yang sama. Ini berarti katup kontrol bekerja hampir tertutup, dan akibatnya, pengaturannya tidak stabil. Mungkin juga bahwa secara berkala katup-katup ini terbuka secara maksimal, saat start-up, yang menyebabkan aliran berlebihan dalam sistem ini dan aliran yang tidak mencukupi pada sistem lainnya. Akibatnya, pertanyaannya seharusnya:

Bagaimana jika katup kontrol terlalu besar?

Jelas bahwa, sebagai aturan, tidak mungkin memilih katup kontrol yang diperlukan secara akurat.

Pertimbangkan kasus pemanas udara 2000 W yang dirancang untuk penurunan suhu 20 K. Kehilangan tekanan adalah 6 kPa untuk laju aliran desain 2000x0,86/20=86 l/jam. Jika tekanan diferensial yang tersedia adalah 32 kPa dan kehilangan tekanan pada pipa dan fiting adalah 4 kPa, perbedaan sebesar 32 - 6 - 4 = 22 kPa harus melewati katup kontrol.

Nilai k vs yang diperlukan adalah 0,183.

Jika kvs minimum yang tersedia adalah 0,25, misalnya, laju aliran bukannya 86 l/jam yang diinginkan akan menjadi 104 l/jam, lebih dari 21%.

Dalam sistem aliran variabel, tekanan diferensial pada terminal bervariasi karena kehilangan tekanan dalam pipa bergantung pada aliran. Katup kontrol dipilih untuk kondisi desain. Pada beban rendah, aliran potensial maksimum di semua instalasi meningkat dan tidak ada bahaya aliran terlalu rendah di satu terminal individu. Jika beban maksimum diperlukan dalam kondisi desain, sangat penting untuk menghindari aliran berlebih.

A. Pembatasan aliran melalui katup penyeimbang yang dipasang secara seri.

Jika, dalam kondisi desain, aliran pada katup kontrol terbuka lebih tinggi dari nilai yang dibutuhkan, katup penyeimbang dapat dipasang secara seri untuk membatasi aliran ini. Ini tidak akan mengubah faktor kontrol katup kontrol yang sebenarnya, tetapi bahkan akan meningkatkan kinerjanya (lihat gambar di halaman 51). Katup penyeimbang juga merupakan alat diagnostik dan katup penutup.

B. Mengurangi pengangkatan katup maksimum.

Untuk mengkompensasi katup kontrol yang terlalu besar, tingkat bukaan katup dapat dibatasi. Solusi ini dapat dipertimbangkan untuk katup dengan karakteristik persentase yang sama, karena nilai k v dapat dikurangi secara signifikan, sehingga mengurangi derajat bukaan maksimum katup. Jika derajat bukaan katup dikurangi 20%, nilai maksimum k v akan berkurang 50%.

Dalam praktiknya, penyeimbangan dilakukan dengan menggunakan katup penyeimbang yang dipasang secara seri dengan katup kontrol terbuka penuh. Katup penyeimbang disesuaikan di setiap sirkuit sehingga pada laju aliran yang dihitung, kehilangan tekanan adalah 3 kPa.

Derajat lift dari control valve dibatasi bila didapatkan pada balancing valve 3 kPa. Karena instalasi seimbang dan tetap seimbang, laju aliran yang dibutuhkan sebenarnya diperoleh di bawah kondisi desain.

C. Pengurangan aliran dengan katup pengatur ∆p dalam grup.

Tekanan diferensial melintasi katup kontrol dapat distabilkan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Katup kontrol tekanan diferensial STAP diatur ke laju aliran yang diinginkan untuk katup kontrol terbuka penuh. Dalam hal ini, katup kontrol harus berukuran tepat dan faktor kontrolnya mendekati satu.

Beberapa aturan praktis

Jika katup kontrol dua arah digunakan di terminal, sebagian besar katup kontrol akan tertutup atau hampir tertutup pada beban rendah. Karena aliran air rendah, kehilangan tekanan pada pipa dan sambungan akan diabaikan. Seluruh tekanan pompa jatuh pada katup kontrol, yang harus mampu menahannya. Peningkatan tekanan diferensial ini membuatnya sulit untuk dikontrol pada laju aliran rendah, karena faktor kontrol aktual β" berkurang secara signifikan.

Asumsikan bahwa katup kontrol dirancang untuk kehilangan tekanan sebesar 4% dari kepala pompa. Jika sistem berjalan pada aliran rendah, tekanan diferensial kemudian dikalikan dengan 25. Untuk bukaan katup yang sama, aliran kemudian dikalikan dengan 5 (√25 = 5). Katup dioperasikan secara paksa dalam posisi hampir tertutup. Hal ini dapat menyebabkan kebisingan dan fluktuasi pada setpoint (di bawah kondisi pengoperasian baru ini, ukuran katup terlalu besar dengan faktor lima).

Itulah sebabnya beberapa penulis merekomendasikan untuk merancang sistem sedemikian rupa sehingga penurunan tekanan yang dihitung melintasi katup kontrol setidaknya 25% dari kepala pompa. Dalam hal ini, pada beban rendah, kelebihan aliran pada katup kontrol tidak akan melebihi faktor 2.

Selalu sangat sulit untuk menemukan katup kontrol yang dapat menahan tekanan diferensial setinggi itu tanpa menimbulkan kebisingan. Juga sulit untuk menemukan katup yang cukup kecil yang memenuhi kriteria di atas saat menggunakan terminal berdaya rendah. Selain itu, variasi tekanan diferensial dalam sistem harus dibatasi, misalnya dengan menggunakan pompa sekunder.

Mempertimbangkan konsep tambahan ini, kalibrasi katup kontrol dua arah harus memenuhi kondisi berikut:

• Ketika sistem beroperasi dalam kondisi normal, laju aliran pada katup terbuka penuh harus dihitung. Jika aliran lebih tinggi dari yang ditentukan, katup penyeimbang secara seri harus membatasi aliran. Kemudian untuk pengontrol tipe PI, faktor kontrol 0,30 akan dapat diterima. Jika nilai kontrol lebih rendah, katup kontrol harus diganti dengan katup yang lebih kecil.
• Kepala pompa harus sedemikian rupa sehingga kehilangan tekanan pada katup kontrol dua arah setidaknya 25% dari kepala pompa.

Untuk pengontrol on-off, konsep parameter kontrol tidak relevan, karena katup kontrol terbuka atau tertutup. Oleh karena itu, karakteristiknya tidak sangat penting. Dalam hal ini, aliran sedikit dibatasi oleh katup penyeimbang yang dipasang secara seri.

(Universitas Teknik)

Departemen APCP

proyek kursus

"Perhitungan dan desain katup kontrol"

Selesai: siswa gr. 891 Solntsev P.V.

Ketua: Syagaev N.A.

Petersburg 2003

1. Kontrol throttle

Untuk pengangkutan cairan dan gas dalam proses teknologi, biasanya digunakan pipa bertekanan. Di dalamnya, aliran bergerak karena tekanan yang diciptakan oleh pompa (untuk cairan) atau kompresor (untuk gas). Pilihan pompa atau kompresor yang dibutuhkan dibuat berdasarkan dua parameter: kinerja maksimum dan tekanan yang dibutuhkan.

Kinerja maksimum ditentukan oleh persyaratan peraturan teknologi, tekanan yang diperlukan untuk memastikan aliran maksimum dihitung sesuai dengan hukum hidrolika, berdasarkan panjang rute, jumlah dan besarnya hambatan lokal dan yang diijinkan kecepatan tertinggi produk dalam pipa (untuk cairan - 2-3 m/s, untuk gas - 20-30 m/s).

Mengubah laju aliran dalam pipa proses dapat dilakukan dengan dua cara:

throttling - perubahan tahanan hidrolik dari throttle yang dipasang pada pipa (Gbr. 1a)

melewati - mengubah tahanan hidrolik dari throttle yang dipasang pada jalur pipa yang menghubungkan jalur pembuangan dengan jalur hisap (Gbr. 1b)

Pilihan cara mengubah laju aliran ditentukan oleh jenis pompa atau kompresor yang digunakan. Untuk pompa dan kompresor yang paling umum di industri, kedua metode kontrol aliran dapat digunakan.

Untuk pompa perpindahan positif, seperti pompa piston, hanya bypass cairan yang diperbolehkan. Pembatasan aliran untuk pompa semacam itu tidak dapat diterima, karena. itu dapat menyebabkan kegagalan pompa atau pipa.

Untuk kompresor bolak-balik, kedua metode kontrol digunakan.

Mengubah laju aliran cairan atau gas karena throttling adalah tindakan kontrol utama dalam sistem kontrol otomatis. Throttle yang digunakan untuk mengatur parameter teknologi adalah " badan pengatur ».

Karakteristik statis utama dari badan pengatur adalah ketergantungan aliran melaluinya pada tingkat pembukaan:

dimana q=Q/Q max - aliran relatif

h=H/H maks - langkah relatif rana pengatur

Ketergantungan ini disebut karakteristik konsumsi badan pengatur. Karena Badan pengatur adalah bagian dari jaringan pipa, yang meliputi bagian pipa, katup, belokan dan belokan pipa, bagian naik dan turun, karakteristik alirannya mencerminkan perilaku sebenarnya dari sistem hidrolik "badan pengatur + jaringan pipa". Oleh karena itu, karakteristik aliran dari dua badan pengawas identik yang dipasang pada pipa dengan panjang berbeda akan sangat berbeda satu sama lain.

Karakteristik badan pengawas, terlepas dari koneksi eksternalnya - " karakteristik throughput". Ketergantungan ini dari throughput relatif dari badan pengawas S dari pembukaan relatifnya H, yaitu

di mana: s=K v /K vy adalah throughput relatif

Indikator lain yang berfungsi untuk memilih badan pengatur adalah: diameter flensa penghubung Du, tekanan maksimum yang diijinkan Ru, suhu T dan sifat-sifat zat. Indeks "y" menunjukkan nilai bersyarat dari indikator, yang dijelaskan oleh ketidakmampuan untuk memastikan kepatuhan yang tepat untuk regulator serial. Karena karakteristik aliran dari badan pengatur tergantung pada ketahanan hidrolik dari jaringan pipa di mana ia dipasang, karakteristik ini harus dapat diperbaiki. Badan pengatur yang mengizinkan penyesuaian semacam itu adalah “ katup kontrol". Mereka memiliki pendorong silinder padat atau berongga yang memungkinkan perubahan profil untuk mendapatkan karakteristik aliran yang diperlukan.Untuk memfasilitasi penyesuaian karakteristik aliran, katup diproduksi dengan berbagai jenis karakteristik throughput: persentase linier dan sama.

Untuk katup dengan karakteristik linier, peningkatan kapasitas sebanding dengan langkah steker, mis.

dimana: a adalah koefisien proporsionalitas.

Untuk katup dengan karakteristik persentase yang sama, peningkatan kapasitas sebanding dengan langkah pendorong dan nilai kapasitas saat ini, yaitu.

ds=a*Kv *dh (4)

Perbedaan antara throughput dan karakteristik aliran semakin besar, semakin besar hambatan hidrolik dari jaringan pipa. Rasio kapasitas katup terhadap kapasitas jaringan - modul hidrolik sistem:

n=Kvy/KvT (5)

Untuk nilai n>1,5 katup dengan karakteristik aliran linier menjadi tidak dapat digunakan karena ketidakkonsistenan faktor proporsionalitas A sepanjang kursus. Untuk katup kontrol dengan karakteristik aliran persentase yang sama, karakteristik aliran mendekati nilai linier N dari 1,5 hingga 6. Karena diameter pipa proses Dt biasanya dipilih dengan margin, mungkin ternyata katup kontrol dengan diameter nominal Du yang sama atau serupa memiliki kelebihan kapasitas dan, karenanya, modul hidrolik. Untuk mengurangi throughput katup tanpa mengubah dimensi sambungannya, pabrikan memproduksi katup yang hanya berbeda pada diameter dudukan Ds.

2. Tugas untuk proyek kursus

Opsi nomor 7

3. perhitungan katup kontrol

1. Penentuan bilangan Reynolds

, Di mana - laju aliran pada aliran maksimum

r=988.07 kg/m 3 (untuk air pada 50 o C) [tabel. 2]

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

Re> 10000, oleh karena itu rezim aliran turbulen.

2. Penentuan kehilangan tekanan pada jaringan pipa pada laju aliran maksimum

, Di mana , x Mvent =4.4, x Mcolen =1.05 [tab. 4]

3. Penentuan penurunan tekanan melintasi katup kontrol pada laju aliran maksimum

4. Penentuan nilai yang dihitung dari throughput bersyarat dari katup kontrol:

, di mana h=1,25 - faktor keamanan

5. Pemilihan katup kontrol dengan kapasitas K Vy terdekat yang lebih tinggi (menurut K Vz dan Du):

memilih katup kontrol besi cor duduk ganda 25 jam30nzhM

tekanan bersyarat 1,6 MPa

lulus bersyarat 50 mm

kapasitas nominal 40 m3/jam

karakteristik throughput linier, persentase yang sama

jenis tindakan TETAPI

bahan besi cor kelabu

suhu sedang -15 hingga +300

6. Menentukan kapasitas jaringan pipa

7. Definisi modul hidrolik sistem

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

Koefisien yang menunjukkan tingkat pengurangan luas penampang aliran dudukan katup relatif terhadap luas penampang aliran flensa K=0,6 [tabel. 1]

4. membuat profil pendorong katup kontrol

Karakteristik throughput yang diperlukan dari katup kontrol dipastikan dengan pembuatan bentuk khusus dari permukaan jendela. Profil plunger yang optimal diperoleh dengan menghitung tahanan hidrolik dari pasangan throttle (plunger - seat) sebagai fungsi dari bukaan relatif dari control valve.

8. Penentuan koefisien tahanan hidrolik katup

, Di mana , V=2 untuk katup duduk ganda

9. Penentuan koefisien ketahanan hidrolik katup kontrol tergantung pada langkah relatif pendorong

, di mana h=0.1, 0.2,…,1.0 ,

x dr - koefisien hambatan hidrolik dari pasangan katup throttle x 0 =2,4 [tabel. 5]

10. Menurut jadwal di [Gbr. 5] nilai a k ​​ditentukan untuk penampang relatif dari pasangan throttle

Nilai m ditentukan oleh rumus:

.

Penentuan nilai baru m berlanjut hingga nilai maksimum baru m berbeda dari yang sebelumnya kurang dari 5%.

Kapasitas katup kontrol Kvs- nilai koefisien Kvs secara numerik sama dengan aliran air melalui katup dalam m³ / jam pada suhu 20 ° C dimana kehilangan tekanan di atasnya akan menjadi 1 bar. Anda dapat menghitung throughput katup kontrol untuk parameter sistem tertentu di bagian Perhitungan di situs web.

katup kontrol DN- diameter nominal lubang di pipa penghubung. Nilai DN digunakan untuk menyatukan ukuran standar alat kelengkapan pipa. Diameter lubang sebenarnya mungkin sedikit berbeda dari yang nominal ke atas atau ke bawah. Penunjukan alternatif untuk diameter nominal DN, yang umum di negara-negara pasca-Soviet, adalah diameter nominal Du dari katup kontrol. Sejumlah bagian bersyarat DN dari alat kelengkapan pipa diatur oleh GOST 28338-89 "Bagian bersyarat (ukuran nominal)".

Katup kontrol PN- tekanan nominal - tekanan berlebih tertinggi dari media kerja dengan suhu 20 ° C, di mana operasi jangka panjang dan aman dipastikan. Penunjukan alternatif untuk tekanan nominal PN, yang umum di negara-negara ruang pasca-Soviet, adalah tekanan bersyarat Ru katup. Sejumlah fitting pipa PN tekanan nominal diatur oleh GOST 26349-84 "Tekanan nominal (bersyarat)".

Kontrol rentang dinamis, adalah rasio kapasitas tertinggi dari katup kontrol terbuka penuh (Kvs) dengan kapasitas terkecil (Kv) di mana karakteristik aliran yang dinyatakan dipertahankan. Rentang kontrol dinamis juga disebut rasio kontrol.

Misalnya, rasio perputaran katup 50:1 pada Kvs 100 berarti bahwa katup dapat mengontrol laju aliran 2m³/jam sambil mempertahankan karakteristik alirannya.

Sebagian besar control valve memiliki rasio turndown 30:1 dan 50:1, tetapi ada juga control valve yang sangat bagus dengan rasio turndown 100:1.

Otoritas katup kontrol- mencirikan kemampuan kontrol katup. Secara numerik, nilai otoritas sama dengan rasio kehilangan tekanan di gerbang katup yang terbuka penuh terhadap kehilangan tekanan di bagian yang diatur.

Semakin rendah otoritas katup kontrol, semakin banyak karakteristik alirannya yang menyimpang dari ideal dan semakin tidak mulus perubahan aliran saat batang bergerak. Jadi, misalnya, dalam sistem yang dikendalikan oleh katup dengan karakteristik aliran linier dan otoritas rendah, menutup bagian aliran sebesar 50% dapat mengurangi aliran hanya sebesar 10%, sedangkan dengan otoritas tinggi, menutup sebesar 50% akan mengurangi aliran. melalui katup sebesar 40-50%.

Menampilkan ketergantungan perubahan aliran relatif melalui katup pada perubahan langkah relatif batang katup kontrol pada penurunan tekanan konstan melewatinya.

Karakteristik aliran linier- peningkatan yang sama pada langkah relatif batang menyebabkan peningkatan yang sama pada laju aliran relatif. Katup kontrol dengan karakteristik aliran linier digunakan dalam sistem di mana ada hubungan langsung antara variabel yang dikontrol dan laju aliran media. Katup kontrol dengan karakteristik aliran linier ideal untuk menjaga suhu campuran media pemanas di gardu induk dengan koneksi yang bergantung pada jaringan pemanas.

Karakteristik aliran persentase yang sama(logaritmik) - ketergantungan peningkatan relatif laju aliran pada peningkatan relatif langkah batang adalah logaritmik. Katup kontrol dengan karakteristik aliran logaritmik digunakan dalam sistem di mana variabel yang dikontrol tidak bergantung secara linier pada aliran melalui katup kontrol. Jadi, misalnya, katup kontrol dengan karakteristik aliran persentase yang sama direkomendasikan untuk digunakan dalam sistem pemanas untuk mengontrol perpindahan panas perangkat pemanas, yang bergantung secara nonlinier pada laju aliran pendingin. Katup kontrol dengan karakteristik aliran logaritmik dengan sempurna mengatur perpindahan panas penukar panas berkecepatan tinggi dengan perbedaan suhu cairan pendingin yang rendah. Direkomendasikan untuk menggunakan katup dengan karakteristik aliran persentase yang sama dalam sistem di mana karakteristik aliran linier diperlukan, dan tidak mungkin mempertahankan otoritas tinggi pada katup kontrol. Dalam hal ini, otoritas yang berkurang mendistorsi karakteristik persentase yang sama dari katup, membawanya lebih dekat ke linier. Fitur ini diamati ketika otoritas katup kontrol tidak lebih rendah dari 0,3.

Karakteristik aliran parabola- ketergantungan peningkatan relatif laju aliran pada langkah relatif batang mematuhi hukum kuadrat (melewati parabola). Katup kontrol dengan karakteristik aliran parabola digunakan sebagai kompromi antara katup linier dan persentase yang sama.

Spesifik perhitungan katup dua arah

Diberikan:

lingkungan - air, 115C,

∆pakses = 40 kPa (0,4 bar), ∆pipe = 7 kPa (0,07 bar),

∆pertukaran panas = 15 kPa (0,15 bar), laju aliran nominal Qnom = 3,5 m3/jam,

aliran minimum Qmin = 0,4 m3/jam

Perhitungan:

∆paccess = ∆pvalve + ∆ppipe + ∆pertukaran air =
∆pvalve = ∆paccess - ∆ppipe - ∆pertukaran panas = 40-7-15 = 18 kPa (0,18 bar)

Tunjangan keamanan untuk toleransi kerja (asalkan laju aliran Q tidak dilebih-lebihkan):

Kvs = (1,1 hingga 1,3). Kv = (1,1 hingga 1,3) x 8,25 = 9,1 hingga 10,7 m3/jam
Dari rangkaian nilai Kv yang diproduksi secara serial, kami memilih nilai Kvs terdekat, yaitu Kvs = 10 m3/jam. Nilai ini sesuai dengan diameter bersih DN 25. Jika kita memilih katup dengan sambungan berulir PN 16 yang terbuat dari besi cor kelabu, kita mendapatkan nomor (nomor urut) dari jenis:
RV 111 R 2331 16/150-25/T
dan drive yang sesuai.

Penentuan kerugian hidraulik dari katup kontrol yang dipilih dan dihitung pada pembukaan penuh dan laju aliran tertentu.

Dengan demikian kehilangan hidraulik aktual yang dihitung dari katup kontrol harus tercermin dalam perhitungan hidraulik jaringan.

di mana harus setidaknya 0,3. Pemeriksaan ditetapkan: pemilihan katup sesuai dengan kondisi.

Peringatan: Perhitungan otoritas katup kontrol dua arah dilakukan sehubungan dengan tekanan diferensial melintasi katup dalam keadaan tertutup, yaitu. tekanan cabang yang tersedia ∆pakses pada aliran nol, dan tidak pernah relatif terhadap tekanan pompa ∆ppump, karena pengaruh kehilangan tekanan pada jaringan pipa hingga titik sambungan cabang yang diatur. Dalam hal ini, untuk kenyamanan, kami berasumsi

Kontrol sikap regulasi

Mari kita lakukan perhitungan yang sama untuk laju aliran minimum Qmin = 0,4 m3/jam. Laju aliran minimum sesuai dengan penurunan tekanan , , .

Rasio kontrol yang dibutuhkan

harus kurang dari rasio kontrol katup yang ditetapkan r = 50. Perhitungan memenuhi kondisi ini.

Tata letak khas dari loop kontrol menggunakan katup kontrol dua arah.

Spesifik perhitungan katup pencampur tiga arah

Diberikan:

lingkungan - air, 90C,

tekanan statis pada titik sambungan 600 kPa (6 bar),

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

∆pertukaran panas = 20 kPa (0,2), aliran nominal Qnom = 12 m3/jam

Perhitungan:

Tunjangan keamanan untuk toleransi kerja (asalkan laju aliran Q tidak dilebih-lebihkan):
Kvs = (1,1-1,3)xKv = (1,1-1,3)x53,67 = 59,1 hingga 69,8 m3/jam
Dari rangkaian nilai Kv yang diproduksi secara serial, kami memilih nilai Kvs terdekat, yaitu Kvs = 63 m3/jam. Nilai ini sesuai dengan diameter bening DN65. Jika kita memilih katup besi ulet flens, kita mendapatkan tipe no.
RV 113 M 6331-16/150-65

Kami kemudian memilih drive yang sesuai dengan persyaratan.

Penentuan kehilangan hidrolik sebenarnya dari katup yang dipilih pada pembukaan penuh

Dengan demikian, kerugian hidraulik aktual yang dihitung dari katup kontrol harus tercermin dalam perhitungan hidraulik jaringan.

Peringatan: Dengan katup tiga arah, kondisi terpenting untuk operasi bebas kesalahan adalah tekanan diferensial minimum
pada port A dan B. Katup tiga arah mampu mengatasi perbedaan tekanan yang signifikan antara port A dan B, tetapi dengan biaya deformasi karakteristik kontrol, dan dengan demikian penurunan kapasitas kontrol. Oleh karena itu, jika ada keraguan sekecil apa pun tentang perbedaan tekanan antara dua sambungan (misalnya, jika katup tiga arah tanpa kompartemen tekanan terhubung langsung ke jaringan utama), sebaiknya gunakan katup dua arah dalam sambungan dengan sirkuit keras untuk kontrol yang baik.

Tata letak jalur kontrol tipikal menggunakan katup pencampur tiga arah.

Ada pendapat bahwa pemilihan katup tiga arah tidak memerlukan perhitungan awal. Pendapat ini didasarkan pada asumsi bahwa aliran total melalui cabang pipa AB - tidak bergantung pada kayuhan batang dan selalu konstan. Faktanya, aliran melalui port umum AB berfluktuasi tergantung pada kayuhan batang, dan amplitudo osilasi bergantung pada otoritas katup tiga arah di area yang diatur dan karakteristik alirannya.

Metode untuk menghitung katup tiga arah

Perhitungan katup tiga arah lakukan dengan urutan sebagai berikut:

• 1. Pemilihan karakteristik aliran yang optimal.
• 2. Penentuan kapasitas kontrol (otoritas katup).
• 3. Penentuan throughput dan diameter nominal.
• 4. Pemilihan penggerak listrik katup kontrol.
• 5. Periksa kebisingan dan kavitasi.

Pemilihan karakteristik aliran

Ketergantungan aliran melalui katup pada kayuhan batang disebut karakteristik aliran. Jenis karakteristik aliran menentukan bentuk sumbat dan dudukan katup. Karena katup tiga arah memiliki dua gerbang dan dua dudukan, katup ini juga memiliki dua karakteristik aliran, yang pertama adalah karakteristik di sepanjang langkah lurus - (A-AB), dan yang kedua di sepanjang garis tegak lurus - (B-AB).

Linier/Linear. Aliran total melalui pipa cabang AB konstan hanya jika otoritas katup sama dengan 1, yang secara praktis tidak mungkin dipastikan. Mengoperasikan katup tiga arah dengan otoritas 0,1 akan menghasilkan fluktuasi aliran total selama gerakan batang, mulai dari 100% hingga 180%. Oleh karena itu, katup dengan karakteristik linier/linier digunakan pada sistem yang tidak peka terhadap fluktuasi aliran, atau pada sistem dengan otoritas katup minimal 0,8.

logaritmik/logaritmik. Fluktuasi minimum dalam aliran total melalui pipa cabang AB di katup tiga arah dengan karakteristik aliran logaritmik / logaritmik diamati pada otoritas katup 0,2. Pada saat yang sama, penurunan otoritas, relatif terhadap nilai yang ditentukan, meningkat, dan peningkatan - mengurangi total aliran melalui pipa cabang AB. Fluktuasi laju aliran dalam kisaran otoritas dari 0,1 hingga 1 adalah dari +15% hingga -55%.

log/linier. Katup tiga arah dengan karakteristik aliran logaritmik/linier digunakan jika cincin sirkulasi yang melewati sambungan A-AB dan B-AB memerlukan pengaturan menurut hukum yang berbeda. Stabilisasi aliran selama pergerakan batang katup terjadi pada otoritas sebesar 0,4. Fluktuasi aliran total melalui pipa cabang AB dalam kisaran otoritas dari 0,1 hingga 1 adalah dari +50% hingga -30%. Katup kontrol dengan karakteristik aliran logaritmik / linier banyak digunakan di unit kontrol untuk sistem pemanas dan penukar panas.

Perhitungan otoritas

Otoritas katup tiga arah sama dengan rasio kehilangan tekanan pada katup dengan kehilangan tekanan pada katup dan bagian yang diatur. Nilai otoritas untuk katup tiga arah menentukan rentang fluktuasi aliran total melalui port AB.

Penyimpangan 10% dari laju aliran sesaat melalui port AB selama stroke diberikan pada nilai otoritas berikut:

• A+ = (0.8-1.0) - untuk katup linier/linier.
• A+ = (0,3-0,5) - untuk katup dengan karakteristik logaritmik / linier.
• A+ = (0,1-0,2) - untuk katup dengan karakteristik logaritmik / logaritmik.

perhitungan bandwidth

Ketergantungan kehilangan tekanan pada katup dari aliran yang melewatinya dicirikan oleh faktor kapasitas Kvs. Nilai Kvs secara numerik sama dengan aliran dalam m³/jam melalui katup yang terbuka penuh, di mana kehilangan tekanan di atasnya adalah 1 bar. Sebagai aturan, nilai Kvs dari katup tiga arah sama untuk langkah A-AB dan B-AB, tetapi ada katup dengan kapasitas berbeda untuk masing-masing langkah.

Mengetahui bahwa ketika laju aliran berubah “n” kali, kerugian head pada katup berubah menjadi “n²” kali, tidak sulit untuk menentukan Kvs yang diperlukan dari katup kontrol dengan mensubstitusi laju aliran yang dihitung dan kehilangan head ke dalam persamaan. Dari nomenklatur, katup tiga arah dipilih dengan nilai koefisien throughput terdekat dengan nilai yang diperoleh sebagai hasil perhitungan.

Pemilihan penggerak listrik

Aktuator listrik disesuaikan dengan katup tiga arah yang dipilih sebelumnya. Aktuator listrik direkomendasikan untuk dipilih dari daftar perangkat yang kompatibel yang ditentukan dalam spesifikasi katup, dengan tetap memperhatikan:

• Antarmuka aktuator dan katup harus kompatibel.
• Langkah aktuator listrik setidaknya harus sama dengan langkah batang katup.
• Bergantung pada inersia sistem yang diatur, drive dengan kecepatan aksi berbeda harus digunakan.
• Gaya penutupan aktuator menentukan tekanan diferensial maksimum melintasi katup di mana aktuator dapat menutupnya.
• Satu dan aktuator listrik yang sama memastikan penutupan katup tiga arah yang bekerja untuk pencampuran dan pemisahan aliran, pada penurunan tekanan yang berbeda.
• Tegangan suplai dan sinyal kontrol penggerak harus sesuai dengan tegangan suplai dan sinyal kontrol pengontrol.
• Katup tiga arah putar digunakan dengan katup putar, dan pelana dengan penggerak listrik linier.

Perhitungan untuk kemungkinan kavitasi

Kavitasi adalah pembentukan gelembung uap dalam aliran air, yang memanifestasikan dirinya ketika tekanan di dalamnya menurun di bawah tekanan saturasi uap air. Persamaan Bernoulli menggambarkan pengaruh peningkatan kecepatan aliran dan pengurangan tekanan di dalamnya, yang terjadi ketika bagian aliran menyempit. Area aliran antara rana dan kursi katup tiga arah adalah yang paling menyempit, tekanan di mana tekanan dapat turun ke tekanan saturasi, dan tempat di mana kavitasi paling mungkin terjadi. Gelembung uap tidak stabil, muncul dengan tajam dan juga runtuh dengan tajam, hal ini menyebabkan partikel logam dimakan keluar dari penutup katup, yang pasti akan menyebabkan keausan dini. Selain keausan, kavitasi menyebabkan peningkatan kebisingan selama pengoperasian katup.

Faktor utama yang mempengaruhi terjadinya kavitasi:

• Suhu air - semakin tinggi, semakin besar kemungkinan kavitasi.


• Tekanan air - di depan katup kontrol, semakin tinggi, semakin kecil kemungkinannya menyebabkan kavitasi.


• Kehilangan tekanan yang diizinkan - semakin tinggi, semakin tinggi kemungkinan kavitasi. Perlu diperhatikan di sini bahwa pada posisi katup mendekati penutupan, tekanan throttle pada katup cenderung ke tekanan tersedia di area yang diatur.


• Karakteristik kavitasi katup tiga arah ditentukan oleh karakteristik elemen pelambatan katup. Koefisien kavitasi berbeda untuk jenis katup kontrol yang berbeda dan harus ditentukan dalam karakteristik teknisnya, tetapi karena sebagian besar pabrikan tidak menentukan nilai ini, algoritme perhitungan mencakup kisaran koefisien kavitasi yang paling mungkin.

Sebagai hasil dari uji kavitasi, hasil berikut dapat dihasilkan:

• "Tidak" - pasti tidak akan ada kavitasi.
• "Kemungkinan" - kavitasi dapat terjadi pada katup dari beberapa desain, disarankan untuk mengubah salah satu faktor pengaruh yang dijelaskan di atas.
• "Ya" - kavitasi pasti akan terjadi, ubah salah satu faktor yang mempengaruhi terjadinya kavitasi.

Perhitungan kebisingan

Laju aliran yang tinggi pada saluran masuk katup tiga arah dapat menyebabkan tingkat kebisingan yang tinggi. Untuk sebagian besar ruangan di mana katup kontrol dipasang, tingkat kebisingan yang diizinkan adalah 35-40 dB(A) yang sesuai dengan kecepatan di saluran masuk katup sekitar 3m/dtk. Oleh karena itu, saat memilih katup tiga arah, tidak disarankan untuk melebihi kecepatan yang ditentukan.