Vananın kapasitesini ne belirler. Termostatik vanalı ısıtma sistemlerinin hesaplanmasının özellikleri

kv değeri.

Kontrol vanası, su akışını gerekli sınırlar içinde sınırlamak için şebekede ek bir basınç kaybı oluşturur. Su akışı, vanadaki diferansiyel basınca bağlıdır:

kv - valf akış hızı, ρ - yoğunluk (su için ρ = 1.000 kg / m3, 4 ° C sıcaklıkta ve 80 ° C ρ = 970 kg / m3), q - sıvı akış hızı, m3 / saat , ∆р – fark basınç, bar.

Maksimum k v (k vs) değerine, valf tamamen açıldığında ulaşılır. Bu değer, 1 bar'lık bir diferansiyel basınç için m3/sa olarak ifade edilen bir su akış hızına karşılık gelir. Kontrol vanası, kvs değeri, vana belirli koşullar altında çalıştırıldığında mevcut olan belirli bir diferansiyel basınç için tasarım akışını sağlayacak şekilde seçilir.

Bir kontrol vanası için gereken kvs değerini belirlemek kolay değildir, çünkü vana boyunca mevcut diferansiyel basınç birçok faktöre bağlıdır:

• Gerçek pompa kafası.
• Boru ve bağlantı parçalarında basınç kaybı.
• Terminallerde basınç kaybı.

Basınç kaybı ise dengeleme doğruluğuna bağlıdır.

Kazan tesisleri tasarlanırken, sistemin çeşitli elemanları için teorik olarak doğru basınç ve akış kayıpları hesaplanır. Bununla birlikte, pratikte, farklı elemanların kesin olarak tanımlanmış özelliklere sahip olması nadirdir. Kurulum sırasında, kural olarak pompalar, kontrol vanaları ve terminaller standart özelliklere göre seçilir.

Örneğin kontrol vanaları, Reynard serisi olarak adlandırılan k'ye karşı geometrik oranda artan değerlerle üretilir:

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

Her değer bir öncekinden yaklaşık %60 daha büyüktür.

Bir kontrol vanasının belirli bir akış hızı için tam olarak hesaplanan basınç kaybını sağlaması tipik bir durum değildir. Örneğin, bir kontrol vanası belirli bir akış hızında 10 kPa'lık bir basınç kaybı üretecekse, pratikte kvs değeri biraz daha yüksek olan bir vana yalnızca 4 kPa'lık bir basınç kaybı yaratırken, bir kvs değeri biraz daha düşük olan vana, hesaplanan debi için 26 kPa'da bir basınç kaybı sağlayacaktır.

∆p (bar), q (m 3 /h)	∆p (kPa), q (l/sn)	∆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

Bazı formüller tüketim içerir, k v ve ∆p (ρ = 1.000 kg/m3)

Ayrıca, pompalar ve terminaller genellikle aynı nedenden dolayı büyük boyutludur. Bu, kontrol vanalarının neredeyse kapalı çalıştığı ve sonuç olarak regülasyonun kararlı olamayacağı anlamına gelir. Bu vanaların periyodik olarak, zorunlu olarak başlangıçta maksimuma açılması da mümkündür, bu da bu sistemde aşırı akışa ve diğerlerinde yetersiz akışa yol açar. Sonuç olarak, soru şu olmalıdır:

Ya kontrol vanası büyükse?

Kural olarak, istenen kontrol vanasını doğru bir şekilde seçmenin imkansız olduğu açıktır.

20 K'lik bir sıcaklık düşüşü için tasarlanmış 2000 W'lık bir hava ısıtıcısı durumunu ele alalım. 2000x0,86/20=86 l/h tasarım debisi için basınç kaybı 6 kPa'dır. Mevcut diferansiyel basınç 32 kPa ve boru ve bağlantı parçalarındaki basınç kaybı 4 kPa ise, kontrol vanasında 32 - 6 - 4 = 22 kPa fark olmalıdır.

Gerekli k vs değeri 0,183 olacaktır.

Örneğin, mevcut minimum kvs 0,25 ise, istenen 86 l/h yerine debi 104 l/h olacaktır, bu %21'lik bir fazlalıktır.

Değişken debili sistemlerde, borulardaki basınç kaybı debiye bağlı olduğundan terminallerdeki diferansiyel basınç değişkendir. Kontrol vanaları tasarım koşullarına göre seçilir. Düşük yüklerde, tüm kurulumlardaki maksimum potansiyel akış artar ve tek bir terminalde aşırı düşük akış tehlikesi yoktur. Tasarım koşullarında maksimum yük gerekiyorsa, aşırı akıştan kaçınmak çok önemlidir.

A. Seri olarak monte edilmiş bir dengeleme vanası aracılığıyla akış sınırlaması.

Tasarım koşullarında, açık kontrol vanasındaki akış gerekli değerden yüksekse, bu akışı sınırlamak için seri olarak bir balans vanası takılabilir. Bu, gerçek kontrol valfi kontrol faktörünü değiştirmeyecek, ancak performansını artıracaktır (bkz. sayfa 51'deki şekil). Balans vanası aynı zamanda bir teşhis aracı ve bir kapatma vanasıdır.

B. Azaltılmış maksimum valf kaldırma.

Büyük boyutlu kontrol vanasını telafi etmek için vananın açılma derecesi sınırlandırılabilir. Bu çözüm, eşit yüzde özelliklerine sahip vanalar için düşünülebilir, çünkü kv değeri önemli ölçüde azaltılabilir ve buna bağlı olarak vananın maksimum açılma derecesi azaltılabilir. Valf açılma derecesi %20 azaltılırsa, maksimum k v değeri %50 azaltılacaktır.

Uygulamada dengeleme, kontrol vanası tamamen açıkken seri olarak monte edilen balans vanaları kullanılarak gerçekleştirilir. Dengeleme valfleri, hesaplanan debide basınç kaybı 3 kPa olacak şekilde her devrede ayarlanır.

Kontrol vanasının kaldırma derecesi, dengeleme vanasında 3 kPa elde edildiğinde sınırlıdır. Tesis dengeli olduğundan ve dengeli kaldığından, gerekli debi aslında tasarım koşullarında elde edilir.

C. Gruptaki ∆p ayar vanası ile akış azaltma.

Kontrol vanasındaki diferansiyel basınç, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi stabilize edilebilir.

STAP diferansiyel basınç kontrol vanası, tamamen açık bir kontrol vanası için istenen akış hızına ayarlanmıştır. Bu durumda, kontrol vanası tam olarak boyutlandırılmalı ve kontrol faktörü bire yakın olmalıdır.

Birkaç pratik kural

Terminallerde iki yollu kontrol vanaları kullanılıyorsa, kontrol vanalarının çoğu düşük yüklerde kapalı veya neredeyse kapalı olacaktır. Su debisi az olduğu için boru ve ek parçalarındaki basınç kaybı ihmal edilebilir düzeyde olacaktır. Pompanın tüm basıncı, buna dayanabilmesi gereken kontrol vanasına düşer. Diferansiyel basınçtaki bu artış, gerçek kontrol faktörü β" önemli ölçüde azaldığından, düşük akış hızlarında kontrolü zorlaştırır.

Kontrol vanasının, pompa basma yüksekliğinin %4'ü kadar bir basınç kaybı için tasarlandığını varsayalım. Sistem düşük akışta çalışıyorsa, fark basıncı 25 ile çarpılır. Aynı vana açıklığı için akış 5 ile çarpılır (√25 = 5). Valf, neredeyse kapalı bir konumda zorla çalıştırılır. Bu, gürültüye ve ayar noktasında dalgalanmalara neden olabilir (bu yeni çalışma koşullarında, vana beş kat daha büyük boyuttadır).

Bu nedenle bazı yazarlar, sistemin, kontrol valfleri boyunca hesaplanan basınç düşüşü pompa basma yüksekliğinin en az %25'i olacak şekilde tasarlanmasını önermektedir. Bu durumda, düşük yüklerde, kontrol vanalarındaki fazla akış 2 faktörünü geçmeyecektir.

Bu kadar yüksek fark basıncına ses çıkarmadan dayanabilen bir kontrol vanası bulmak her zaman çok zordur. Düşük güç terminalleri kullanıldığında yukarıdaki kriterleri karşılayan yeterince küçük valfler bulmak da zordur. Ayrıca sistemdeki diferansiyel basınç değişimleri, örneğin ikincil pompalar kullanılarak sınırlanmalıdır.

Bu ek konsept dikkate alındığında, iki yollu bir kontrol vanasının kalibrasyonu aşağıdaki koşulları karşılamalıdır:

• Sistem normal koşullarda çalışırken, tam açık bir vanadaki debi hesaplanmalıdır. Akış belirtilenden yüksekse, seri balans vanası akışı sınırlamalıdır. O zaman PI tipi bir kontrolör için 0,30'luk bir kontrol faktörü kabul edilebilir olacaktır. Kontrol değerleri daha düşük ise kontrol valfi daha küçük bir valf ile değiştirilmelidir.
• Pompa basma yüksekliği, iki yollu kontrol vanalarındaki basınç kaybı pompa basma yüksekliğinin en az %25'i olacak şekilde olmalıdır.

Açma-kapama kontrolörleri için, kontrol valfi açık veya kapalı olduğundan, kontrol parametreleri kavramı önemsizdir. Bu nedenle, özelliği büyük önem. Bu durumda akış, seri olarak kurulan balans vanası tarafından biraz sınırlandırılır.

(Teknik Üniversite)

APCP Departmanı

ders projesi

"Kontrol vanasının hesaplanması ve tasarımı"

Tamamlandı: öğrenci gr. 891 Solntsev P.V.

Başkan: Syagaev N.A.

Petersburg 2003

1. Kısma kontrolleri

Sıvıların ve gazların teknolojik işlemlerde taşınması için kural olarak basınçlı boru hatları kullanılır. İçlerinde, pompalar (sıvılar için) veya kompresörler (gazlar için) tarafından oluşturulan basınç nedeniyle akış hareket eder. Gerekli pompa veya kompresör seçimi iki parametreye göre yapılır: maksimum performans ve gerekli basınç.

Maksimum performans, teknolojik düzenlemelerin gerekliliklerine göre belirlenir, maksimum akışı sağlamak için gereken basınç, güzergahın uzunluğuna, yerel dirençlerin sayısına ve büyüklüğüne ve izin verilen hidrolik yasalarına göre hesaplanır. en yüksek hız boru hattındaki ürün (sıvılar için - 2-3 m/sn, gazlar için - 20-30 m/sn).

Proses boru hattındaki akış hızını değiştirmek iki şekilde yapılabilir:

kısma - boru hattına takılı gaz kelebeğinin hidrolik direncindeki bir değişiklik (Şekil 1a)

baypas - tahliye hattını emme hattına bağlayan boru hattına takılı gaz kelebeğinin hidrolik direncini değiştirmek (Şekil 1b)

Debinin nasıl değiştirileceği seçimi, kullanılan pompa veya kompresör tipine göre belirlenir. Endüstrideki en yaygın pompalar ve kompresörler için her iki akış kontrol yöntemi de kullanılabilir.

Pistonlu pompalar gibi pozitif deplasmanlı pompalar için sadece sıvı baypasına izin verilir. Bu tür pompalar için akışın kısılması kabul edilemez çünkü. pompanın veya boru hattının arızalanmasına neden olabilir.

Pistonlu kompresörler için her iki kontrol yöntemi de kullanılır.

Kısma nedeniyle sıvı veya gazın akış hızının değiştirilmesi, otomatik kontrol sistemlerinde ana kontrol eylemidir. Teknolojik parametreleri düzenlemek için kullanılan kısma " düzenleyici kurum ».

Düzenleyici gövdenin ana statik özelliği, içinden geçen akışın açılma derecesine bağlı olmasıdır:

burada q=Q/Q maks - bağıl akış

h=H/H maks - regülatör kapağının ilgili stroku

Bu bağımlılığa denir tüketim özelliği düzenleyici kurum. Çünkü Düzenleyici gövde, boru hattının bölümlerini, vanaları, boruların dönüşlerini ve kıvrımlarını, yükselen ve alçalan bölümleri içeren boru hattı ağının bir parçasıdır, akış özelliği, "düzenleyici gövde + boru hattı ağı" hidrolik sisteminin gerçek davranışını yansıtır. Bu nedenle, farklı uzunluklardaki boru hatlarına döşenen iki özdeş düzenleyici kurumun akış özellikleri birbirinden önemli ölçüde farklı olacaktır.

Dış bağlantılarından bağımsız olarak düzenleyici kurumun özelliği - " verim özelliği". Düzenleyici kurumun göreli iş hacminin bu bağımlılığı S göreceli açılışından H, yani

burada: s=K v /K vy göreli verimdir

Bir düzenleyici kurum seçmeye yarayan diğer göstergeler şunlardır: bağlantı flanşlarının çapı Du, izin verilen maksimum basınç Ru, sıcaklık T ve maddenin özellikleri. "Y" endeksi, seri düzenleyicilere tam olarak uyulmasını sağlayamama ile açıklanan göstergelerin koşullu değerini gösterir. Düzenleyici gövdenin akış özelliği, monte edildiği boru hattı şebekesinin hidrolik direncine bağlı olduğundan, bu özelliğin düzeltilebilmesi gerekir. Böyle bir düzenlemeye izin veren düzenleyici kurumlar “ kontrol vanaları". İstenilen akış karakteristiğini elde etmek için profilin değiştirilmesine olanak sağlayan dolu veya içi boş silindirik pistonlara sahiptirler.Akış karakteristiğinin ayarlanmasını kolaylaştırmak için vanalar çeşitli tipler verim özellikleri: doğrusal ve eşit yüzde.

Doğrusal karakteristiğe sahip vanalar için kapasitedeki artış tapanın strokuyla orantılıdır, yani

burada: a orantılılık katsayısıdır.

Eşit yüzde karakteristiğine sahip vanalar için kapasitedeki artış, piston stroku ve kapasitenin mevcut değeri ile orantılıdır, yani;

ds=a*K v *dh (4)

Verim ve akış özellikleri arasındaki fark ne kadar büyükse, boru hattı ağının hidrolik direnci de o kadar fazladır. Valf kapasitesinin ağ kapasitesine oranı - sistemin hidrolik modülü:

n=Kvy/KvT (5)

değerler için n>1.5 doğrusal akış karakteristiğine sahip vanalar, orantısallık faktörünün tutarsızlığı nedeniyle kullanılamaz hale gelir A kurs boyunca. Eşit yüzde akış karakteristiğine sahip kontrol vanaları için, akış karakteristiği değerlerde doğrusala yakındır. N 1,5 ila 6. Proses boru hattı Dt'nin çapı genellikle bir marjla seçildiğinden, aynı veya benzer Du anma çapına sahip bir kontrol vanasının aşırı kapasiteye ve buna bağlı olarak hidrolik modüle sahip olduğu ortaya çıkabilir. Üreticiler, bağlantı boyutlarını değiştirmeden vananın verimini azaltmak için, yalnızca yatak çapı Ds bakımından farklılık gösteren vanalar üretir.

2. Bir ders projesi için ödev

Seçenek numarası 7

3. kontrol vanalarının hesaplanması

1. Reynolds sayısının belirlenmesi

, Nerede - maksimum akışta akış hızı

r=988,07 kg/m 3 (50 o C'deki su için) [tablo. 2]

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

Re> 10000, bu nedenle akış rejimi türbülanslıdır.

2. Maksimum debide boru hattı şebekesindeki basınç kaybının belirlenmesi

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

3. Maksimum akış hızında bir kontrol vanasındaki basınç düşüşünün belirlenmesi

4. Kontrol vanasının koşullu çıkışının hesaplanan değerinin belirlenmesi:

, burada h=1,25 - güvenlik faktörü

5. En yakın yüksek kapasiteli K Vy'ye (K Vz ve Du'ya göre) sahip bir kontrol vanasının seçimi:

seçmek çift ​​oturmalı dökme demir kontrol vanası 25 h30nzhM

koşullu basınç 1,6 MPa

şartlı geçiş 50 mm

Nominal kapasite 40 m3/saat

verim özelliği doğrusal, eşit yüzde

eylem türü ANCAK

malzeme gri dökme demir

orta sıcaklık -15 ila +300

6. Boru hattı ağının kapasitesinin belirlenmesi

7. Sistemin hidrolik modülünün tanımı

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

K = 0.6 [tablo. 1]

4. kontrol valfi pistonunun profilinin çıkarılması

Kontrol vanasının gerekli verim özelliği, pencere yüzeyinin özel bir şeklinin üretilmesiyle sağlanır. Optimum piston profili, kısma çiftinin (piston - yatak) hidrolik direncinin kontrol valfinin ilgili açıklığının bir fonksiyonu olarak hesaplanmasıyla elde edilir.

8. Valfin hidrolik direnç katsayısının belirlenmesi

, Nerede , V=2, çift yuvalı vana için

9. Pistonun ilgili strokuna bağlı olarak kontrol valfinin hidrolik direnç katsayısının belirlenmesi

, burada h=0.1, 0.2,…,1.0 ,

x dr - vananın gaz kelebeği çiftinin hidrolik direnç katsayısı x 0 =2,4 [tablo. 5]

10. [Şek. 5] gaz kelebeği çiftinin ilgili enine kesiti için a k değeri belirlenir

m'nin değeri aşağıdaki formülle belirtilir:

.

Yeni m değerlerinin belirlenmesi, m'nin yeni maksimum değeri öncekinden %5'ten daha az farklı olana kadar devam eder.

Kontrol valfi kapasitesi Kvs- Kvs katsayısının değeri, üzerindeki basınç kaybının 1 bar olacağı 20 ° C sıcaklıkta m³ / h cinsinden vanadan geçen su akışına sayısal olarak eşittir. Web sitesinin Hesaplamalar bölümünde belirli sistem parametreleri için bir kontrol vanasının verimini hesaplayabilirsiniz.

kontrol vanası DN- bağlantı borularındaki deliğin nominal çapı. DN değeri, standart boru bağlantı parçaları boyutlarını birleştirmek için kullanılır. Deliğin gerçek çapı, yukarı veya aşağı nominal olandan biraz farklı olabilir. Sovyet sonrası ülkelerde yaygın olan DN nominal çapı için alternatif bir tanımlama, kontrol vanasının nominal çapı Du idi. Bir dizi koşullu geçiş DN boru bağlantı parçaları GOST 28338-89 "Koşullu geçişler (nominal boyutlar)" tarafından düzenlenir.

PN kontrol vanası- nominal basınç - uzun süreli ve güvenli çalışmanın sağlandığı 20 ° C sıcaklıkta çalışma ortamının en yüksek aşırı basıncı. Sovyet sonrası uzay ülkelerinde yaygın olan PN nominal basıncı için alternatif bir tanım, valfin koşullu basıncı Ru idi. Bir dizi nominal basınç PN boru bağlantı parçaları GOST 26349-84 "Nominal (koşullu) basınçlar" tarafından düzenlenir.

Dinamik aralık kontrolü, tamamen açık bir kontrol vanasının en yüksek kapasitesinin (Kvs), beyan edilen akış özelliğinin korunduğu en küçük kapasiteye (Kv) oranıdır. Dinamik kontrol aralığı aynı zamanda kontrol oranı olarak da adlandırılır.

Örneğin, Kvs 100'de 50:1'lik bir valf kısma oranı, valfin karakteristik akış özelliklerini korurken 2m³/s'lik bir akış hızını kontrol edebileceği anlamına gelir.

Çoğu kontrol vanasının kısma oranı 30:1 ve 50:1'dir, ancak kısma oranı 100:1 olan çok iyi kontrol vanaları da vardır.

Kontrol vanası yetkisi- vananın kontrol kabiliyetini karakterize eder. Sayısal olarak otorite değeri, tamamen açık valf geçidindeki basınç kayıplarının, düzenlenmiş bölümdeki basınç kayıplarına oranına eşittir.

Kontrol vanasının otoritesi ne kadar düşükse, akış özelliği idealden o kadar fazla sapar ve gövde hareket ettiğinde akıştaki değişiklik o kadar az düzgün olur. Yani örneğin lineer akış karakteristiğine ve düşük otoriteye sahip bir vana ile kontrol edilen bir sistemde akış bölümünün %50 oranında kapatılması akışı sadece %10 azaltabilirken, yüksek otorite ile %50 oranında kapatılması akışı azaltmalıdır. valf aracılığıyla %40-50 oranında.

Valfin içinden geçen bağıl akıştaki değişikliğin, üzerinde sabit bir basınç düşüşünde kontrol vanası gövdesinin göreli strokundaki değişikliğe bağımlılığını gösterir.

Doğrusal akış karakteristiği- çubuğun ilgili strokundaki aynı artışlar, bağıl akış hızında aynı artışlara neden olur. Doğrusal akış karakteristiğine sahip kontrol vanaları, kontrol edilen değişken ile ortamın akış hızı arasında doğrudan bir ilişkinin olduğu sistemlerde kullanılır. Doğrusal akış karakteristiğine sahip kontrol vanaları, ısıtma şebekesine bağımlı bağlantılı trafo merkezlerinde ısıtma ortamı karışımının sıcaklığını korumak için idealdir.

Eşit yüzde akış özelliği(logaritmik) - akış hızındaki göreli artışın çubuğun vuruşundaki göreli artışa bağımlılığı logaritmiktir. Logaritmik akış karakteristiğine sahip kontrol vanaları, kontrol edilen değişkenin kontrol vanasından geçen akışa doğrusal olmayan bir şekilde bağlı olduğu sistemlerde kullanılır. Bu nedenle, örneğin, soğutma sıvısının akış hızına doğrusal olmayan bir şekilde bağlı olan ısıtma cihazlarının ısı transferini kontrol etmek için ısıtma sistemlerinde kullanım için eşit akış yüzdesine sahip kontrol vanaları önerilir. Logaritmik akış karakteristiğine sahip kontrol vanaları, soğutma sıvısının düşük sıcaklık farkıyla yüksek hızlı ısı eşanjörlerinin ısı transferini mükemmel bir şekilde düzenler. Doğrusal akış karakteristiğinin gerekli olduğu ve kontrol vanası üzerinde yüksek otorite sağlamanın mümkün olmadığı sistemlerde eşit yüzde akış özelliğine sahip vanaların kullanılması tavsiye edilir. Bu durumda, azaltılmış otorite, valfin eşit yüzde karakteristiğini bozarak onu doğrusala yaklaştırır. Bu özellik, kontrol vanalarının otoriteleri 0,3'ten düşük olmadığında görülür.

Parabolik akış karakteristiği- akış hızındaki nispi artışın çubuğun nispi vuruşuna bağımlılığı, ikinci dereceden bir yasaya uyar (bir parabol boyunca geçer). Parabolik akış özelliklerine sahip kontrol vanaları, doğrusal ve eşit yüzdeli vanalar arasında bir uzlaşma olarak kullanılır.

İki yollu vananın hesaplanmasının özellikleri

verilen:

çevre - su, 115C,

∆paccess = 40 kPa (0,4 bar), ∆ppipe = 7 kPa (0,07 bar),

∆ısı değişimi = 15 kPa (0,15 bar), nominal debi Qnom = 3,5 m3/h,

minimum akış Qmin = 0,4 m3/h

Hesaplama:

∆paccess = ∆pvalve + ∆ppipe + ∆pheat exchange =
∆pvana = ∆paccess - ∆ppipe - ∆pheat değişimi = 40-7-15 = 18 kPa (0,18 bar)

Çalışma toleransı için güvenlik payı (Q akış hızının fazla tahmin edilmemesi koşuluyla):

Kvs = (1,1 ila 1,3). Kv = (1,1 - 1,3) x 8,25 = 9,1 - 10,7 m3/sa
Seri olarak üretilen Kv değerleri serisinden en yakın Kvs değerini seçiyoruz, yani. Kvs = 10 m3/h. Bu değer, DN 25 net çapa karşılık gelir. Gri dökme demirden yapılmış PN 16 dişli bağlantılı bir vana seçersek, şu tipin numarasını (sipariş numarası) alırız:
RV 111 R 2331 16/150-25/T
ve ilgili sürücü.

Seçilen ve hesaplanan bir kontrol vanasının tam açılışta ve belirli bir akış hızında hidrolik kaybının belirlenmesi.

Kontrol vanasının bu şekilde hesaplanan gerçek hidrolik kaybı, şebekenin hidrolik hesabına yansıtılmalıdır.

burada a en az 0.3 olmalıdır. Yapılan kontrol: vana seçimi koşullara karşılık gelir.

Uyarı: İki yollu bir kontrol vanasının yetkisinin hesaplanması, vananın kapalı durumdaki diferansiyel basıncına göre yapılır, örn. mevcut branşman basıncı ∆perişim sıfır akışta ve hiçbir zaman pompa basıncı ∆ppump ile ilişkili değildir, çünkü regüle branşmanın bağlantı noktasına kadar olan şebeke boru hattındaki basınç kayıplarının etkisi vardır. Bu durumda, kolaylık olması açısından,

Düzenleyici tutum kontrolü

Aynı hesabı minimum debi Qmin = 0,4 m3/h için de yapalım. Minimum akış oranı basınç düşüşlerine karşılık gelir , , .

Gerekli kontrol oranı

vana ayar oranı r = 50'den küçük olmalıdır. Hesaplama bu koşulları karşılamaktadır.

İki yollu kontrol vanası kullanan bir kontrol döngüsünün tipik yerleşimi.

Üç yollu karışım vanasının hesaplanmasının özellikleri

verilen:

çevre - su, 90C,

bağlantı noktasındaki statik basınç 600 kPa (6 bar),

∆pppom2 = 35 kPa (0,35 bar), ∆ppipe = 10 kPa (0,1 bar),

∆ısı değişimi = 20 kPa (0,2), nominal akış Qnom = 12 m3/h

Hesaplama:

Çalışma toleransı için güvenlik payı (Q akış hızının fazla tahmin edilmemesi koşuluyla):
Kvs = (1,1-1,3)xKv = (1,1-1,3)x53,67 = 59,1 - 69,8 m3/sa
Seri olarak üretilmiş bir Kv değeri serisinden en yakın Kvs değerini seçiyoruz, örn. Kvs = 63 m3/h. Bu değer, DN65 net çapa karşılık gelir. Flanşlı sünek demir vanayı seçersek, tip no.
RV 113M 6331-16/150-65

Daha sonra gereksinimlere göre uygun sürücüyü seçiyoruz.

Tam açılışta seçilen vananın gerçek hidrolik kaybının belirlenmesi

Bu nedenle, kontrol vanalarının hesaplanan gerçek hidrolik kaybı, şebekenin hidrolik hesabına yansıtılmalıdır.

Uyarı: Üç yollu vanalarda hatasız çalışmanın en önemli koşulu minimum fark basıncıdır.
A ve B bağlantı noktalarında. Üç yollu valfler, A ve B bağlantı noktaları arasındaki önemli fark basıncıyla başa çıkabilir, ancak bu, kontrol karakteristiğinin deformasyonu ve dolayısıyla kontrol kapasitesinde bir bozulma pahasına olur. Bu nedenle, iki bağlantı arasındaki basınç farkı hakkında en ufak bir şüphe varsa (örneğin, basınç bölmesi olmayan üç yollu bir vana doğrudan ana şebekeye bağlıysa), bağlantıda iki yollu bir vana kullanmanızı öneririz. iyi kontrol için sert devre ile.

Üç yollu karışım vanası kullanan tipik kontrol hattı düzeni.

Üç yollu vana seçiminin ön hesaplamalar gerektirmediği kanısındayız. Bu görüş, branşman borusu AB'den geçen toplam akışın - çubuğun strokuna bağlı olmadığı ve her zaman sabit olduğu varsayımına dayanmaktadır. Aslında, AB ortak portundan geçen akış, gövdenin vuruşuna bağlı olarak dalgalanır ve salınımın genliği, düzenlenen alandaki üç yollu vananın yetkisine ve akış özelliklerine bağlıdır.

Üç yollu vana hesaplama yöntemi

Üç yollu vana hesabı aşağıdaki sırayla gerçekleştirin:

• 1. Optimum akış özelliklerinin seçimi.
• 2. Kontrol kapasitesinin belirlenmesi (valf otoritesi).
• 3. Verim ve nominal çapın belirlenmesi.
• 4. Kontrol vanası elektrikli tahrikinin seçimi.
• 5. Gürültü ve kavitasyon olup olmadığını kontrol edin.

Akış özellikleri seçimi

Valften geçen akışın gövdenin vuruşuna bağlılığına akış karakteristiği denir. Akış karakteristiğinin türü, tapanın ve valf yatağının şeklini belirler. Üç yollu vananın iki kapısı ve iki yatağı olduğundan, aynı zamanda iki akış özelliğine de sahiptir, birincisi düz strok boyunca karakteristiktir - (A-AB) ve ikincisi dik - (B-AB).

Doğrusal/doğrusal. Branşman borusu AB'den geçen toplam akış, yalnızca valf otoritesi 1'e eşit olduğunda sabittir, bu pratikte sağlanması imkansızdır. Üç yollu bir vananın 0,1 otorite ile çalıştırılması, gövde hareketi sırasında toplam akışta %100 ile %180 arasında değişen dalgalanmalara neden olacaktır. Bu nedenle, akış dalgalanmalarına karşı duyarsız sistemlerde veya valf otoritesi en az 0,8 olan sistemlerde lineer/lineer karakteristiğe sahip valfler kullanılır.

logaritmik/logaritmik. Logaritmik / logaritmik akış karakteristiğine sahip üç yollu vanalarda AB branşman borusu boyunca toplam akıştaki minimum dalgalanmalar, 0,2'lik bir vana otoritesinde gözlenir. Aynı zamanda, belirtilen değere göre otoritedeki bir azalma artar ve bir artış - AB branşman borusundan geçen toplam akışı azaltır. 0,1'den 1'e kadar olan yetki aralığındaki akış hızının dalgalanması +%15 ile -%55 arasındadır.

günlük/doğrusal. A-AB ve B-AB bağlantılarından geçen sirkülasyon halkalarının farklı kanunlara göre düzenlenmesi gerekiyorsa, logaritmik/lineer akış karakteristiğine sahip üç yollu vanalar kullanılır. Valf gövdesinin hareketi sırasında akış stabilizasyonu, 0,4'e eşit bir otoritede gerçekleşir. Branşman AB borusundan geçen toplam akışın 0,1 ile 1 arasındaki otorite aralığındaki dalgalanması +%50 ile -%30 arasındadır. Logaritmik / doğrusal akış karakteristiğine sahip kontrol vanaları, ısıtma sistemleri ve ısı eşanjörleri için kontrol ünitelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

yetki hesaplama

Üç yollu vananın yetkisi vanadaki basınç kaybının vana ve regüle edilen bölümdeki basınç kaybına oranına eşittir. Üç yollu vanalar için yetki değeri, AB portundan geçen toplam akıştaki dalgalanma aralığını belirler.

Strok sırasında AB bağlantı noktasından geçen anlık akış hızında %10'luk bir sapma, aşağıdaki otorite değerlerinde sağlanır:

• A+ = (0.8-1.0) - doğrusal/doğrusal valf için.
• A+ = (0,3-0,5) - logaritmik / lineer karakteristikli bir valf için.
• A+ = (0.1-0.2) - logaritmik / logaritmik karakteristiğe sahip bir valf için.

bant genişliği hesaplama

Valfteki basınç kaybının, içinden geçen akışa bağlılığı, Kvs kapasite faktörü ile karakterize edilir. Kvs değeri, üzerindeki basınç kaybının 1 bar olduğu tamamen açık bir vanadan geçen m³/h cinsinden akışa sayısal olarak eşittir. Kural olarak, üç yollu bir vananın Kvs değeri A-AB ve B-AB strokları için aynıdır, ancak her strok için farklı kapasitelere sahip vanalar vardır.

Debi “n” kat değiştiğinde, vanadaki yük kaybının “n²” kat değiştiği bilindiğinde, hesaplanan debi ve yük kaybını, denklem. Terminolojiden, verim katsayısının hesaplama sonucunda elde edilen değere en yakın değerine sahip üç yollu bir vana seçilir.

Elektrikli tahrik seçimi

Elektrikli aktüatör, daha önce seçilen üç yollu vanaya uyarlanmıştır. Elektrikli aktüatörlerin, aşağıdakilere dikkat edilerek, vana teknik özelliklerinde belirtilen uyumlu cihazlar listesinden seçilmesi önerilir:

• Aktüatör ve vana arayüzleri uyumlu olmalıdır.
• Elektrikli aktüatörün stroku en az valf gövdesinin stroku kadar olmalıdır.
• Düzenlenen sistemin ataletine bağlı olarak, farklı hareket hızlarına sahip sürücüler kullanılmalıdır.
• Aktüatörün kapatma kuvveti, aktüatörün vanayı kapatabileceği maksimum basınç farkını belirler.
• Bir ve aynı elektrikli aktüatör, farklı basınç düşüşlerinde karıştırma ve akış ayrımı için çalışan üç yollu bir vananın kapanmasını sağlar.
• Sürücünün besleme gerilimi ve kontrol sinyali, kontrolörün besleme gerilimi ve kontrol sinyali ile eşleşmelidir.
• Döner üç yollu vanalar, döner ve lineer elektrik tahrikli eyer vanalarla birlikte kullanılır.

Kavitasyon olasılığının hesaplanması

Kavitasyon, bir su akışında, içindeki basınç su buharının doyma basıncının altına düştüğünde kendini gösteren buhar kabarcıklarının oluşumudur. Bernoulli denklemi, akış bölümü daraldığında ortaya çıkan akış hızını artırmanın ve içindeki basıncı azaltmanın etkisini açıklar. Kapak ile üç yollu vana yatağı arasındaki akış alanı, basıncın doyma basıncına düşebileceği ve kavitasyonun meydana gelme olasılığının en yüksek olduğu çok daralan bölgedir. Buhar kabarcıkları kararsızdır, keskin bir şekilde görünürler ve aynı zamanda keskin bir şekilde çökerler, bu da valf kapağından metal parçacıkların yenmesine yol açar ve bu da kaçınılmaz olarak erken aşınmaya neden olur. Aşınmaya ek olarak kavitasyon, vananın çalışması sırasında gürültünün artmasına neden olur.

Kavitasyon oluşumunu etkileyen ana faktörler:

• Su sıcaklığı - ne kadar yüksekse, kavitasyon olasılığı o kadar yüksektir.


• Su basıncı - kontrol vanasının önünde ne kadar yüksekse, kavitasyona neden olma olasılığı o kadar düşüktür.


• İzin verilen basınç kayıpları - ne kadar yüksekse, kavitasyon olasılığı o kadar yüksektir. Burada, kapanmaya yakın valf konumunda, valf üzerindeki kısılmış basıncın ayarlanan alandaki mevcut basınca yöneldiği not edilmelidir.


• Üç yollu bir vananın kavitasyon karakteristiği, vananın kısma elemanının özellikleri tarafından belirlenir. Kavitasyon katsayısı, farklı tipteki kontrol vanaları için farklıdır ve teknik özelliklerinde belirtilmelidir, ancak çoğu üretici bu değeri belirtmediğinden, hesaplama algoritması en olası kavitasyon katsayılarının bir aralığını içerir.

Kavitasyon testi sonucunda aşağıdaki sonuç elde edilebilir:

• "Hayır" - kesinlikle kavitasyon olmayacak.
• "Mümkün" - bazı tasarımların vanalarında kavitasyon meydana gelebilir, yukarıda açıklanan etki faktörlerinden birinin değiştirilmesi önerilir.
• "Evet" - kavitasyon kesinlikle olacaktır, kavitasyon oluşumunu etkileyen faktörlerden birini değiştirin.

gürültü hesaplama

Üç yollu vananın girişindeki yüksek akış hızı, yüksek gürültü seviyelerine neden olabilir. Kontrol vanalarının kurulu olduğu çoğu oda için izin verilen gürültü seviyesi 35-40 dB(A) olup, vana girişindeki yaklaşık 3m/s'lik bir hıza karşılık gelir. Bu nedenle, üç yollu vana seçerken belirtilen hızın aşılması önerilmez.