Правила подбора регулирующих клапанов по Kv (выбор Kvs)
Подобрать клапан по заданному расходу Kv при доступном или допустимом перепаде давления в зависимости от транспортируемой среды не просто. Для решения такой задачи потребуется много формул и расчетов. Как выбрать подходящее устройство будем разбирать дальше по базовым критериям.
Условный диаметр DN или типоразмер
Типоразмер трубопровода - это диаметр трубопровода, данный параметр стандартизирован ГОСТ и указывается в документации клапанов.Он является одним из ключевых факторов при выборе типоразмера, измеряется в миллиметрах или дюймах и указывается в названии ДУ(DN).
Регулирующая арматура никогда не подбирается по диаметру трубопровода. Однако условный диаметр трубы в местах соединения с клапаном необходимо рассчитывать индивидуально т.к. устройство подбирается по параметру Kvs. Нередко ДУ клапана оказывается меньше ДУ трубы на которую производится монтаж. При большом перепаде на клапане выбирается изделие диаметр которого на 1-2 ступени меньше. Если разница больше, останавливают свой выбор на клапанах с пониженной пропускной способностью Kvs.
w — рекомендуемая скорость потока среды, м/c;
Q — рабочий объемный расход среды м3/ч;
d — диаметр трубопровода, м.
Условное давление - оценка необходимой прочности клапана.
Условное давление клапана, также предельное рабочее давление, в характеристиках устройства указывает на максимальное рабочее давление РУ(PN), которое может выдерживать клапан при определенных условиях эксплуатации.
Если вы выбираете клапан в зависимости от условного давления, следует учитывать следующие параметры:
- Максимальное давление в системе: выберите клапан, предельное рабочее давление которого превышает максимальное давление в системе.
- Вязкость и состав перекачиваемой жидкости: жидкости с высокой вязкостью или определенными химическими свойствами могут требовать использования клапанов с более высоким предельным давлением.
- Температура: при повышенных температурах клапаны могут подвергаться дополнительным нагрузкам, поэтому необходимо выбрать клапаны с достаточным предельным давлением для данной температуры.
- Условия эксплуатации: при высокой скорости потока или перепаде давления в системе может понадобиться более высокое предельное давление клапана.
Важно выбирать клапаны с предельным давлением, соответствующим работе системы, чтобы обеспечить безопасность и эффективность работы гидравлических систем.
Оценка вероятности возникновения кавитации в клапане
Кавитация может привести к разрушению клапана и повреждению системы, в которой он работает. Возникновение кавитации связано с образованием пузырьков пара в жидкой среде, которые затем резко схлопываются и приводят к высоким давлениям и интенсивным потокам жидкости. Чтобы оценить вероятность возникновения кавитации в клапане, необходимо учитывать такие факторы, как:
- Режим работы клапана: высокие скорости жидкости и большие перепады давления могут способствовать возникновению кавитации.
- Физические свойства жидкости: некоторые жидкости более подвержены кавитации, чем другие.
- Конструкция клапана: форма и размеры отверстий в клапане, материал, из которого он изготовлен, могут влиять на вероятность возникновения кавитации.
Для проверки возможности появлении кавитации при больших перепадах давления на клапане применяется следующая формула:
P1 – давление на входе клапана, бар;
∆P – перепад давления на клапане, бар.
Важно также проводить регулярную проверку клапанов на наличие признаков кавитации и заменять их при необходимости.
Риски резонансов
Уровень шума, связанный с движением среды по трубопроводу, может оказывать негативное влияние на здоровье людей и окружающую среду. При этом, кавитация (образование воздушных пузырей в жидкости в результате снижения давления) является одним из наиболее частых и опасных источников шума.
Однако, даже в случае отсутствия кавитации, техническое оборудование может генерировать заметный уровень шума. Это может быть связано с работой двигателей, насосов, вентиляторов и прочих механизмов. Риск возникновения шума без кавитации зависит от типа оборудования, его состояния и режима работы и скорости движения среды.
Кроме того, использование технического оборудования может вызвать резонансные явления. Резонанс происходит, когда частота колебания внешней системы совпадает с частотой свободных колебаний технической системы. В результате этого возникают значительные колебания и шум. Резонансы могут быть вызваны различными факторами, такими как установка оборудования на неровной поверхности или присутствие неисправностей в системе.
Для снижения рисков возникновения шума и резонансов необходимо использовать клапаны специальной конструкции снижающие данный показатель, устанавливая вставки-демпферы шума, гибкие эластичные вставки (виброкомпенсаторы) на участках до и после клапана, изолируя источник шума от трубопровода.
Диапазон регулирования
Диапазон регулирования на клапане указывает на диапазон изменения выходного давления при изменении входного давления в пределах установленных границ. Оно может быть выражено в процентах от начального давления или в давлении (например, 1-10 бар).
Отношение входного давления к выходному, известное как коэффициент пропорциональности, также имеет значение для клапанов регулирования. Оно определяет, какая часть входного давления будет преобразована в выходное давление. Например, если коэффициент пропорциональности равен 2:1 (или 2), то при входном давлении 10 бар выходное давление составит 5 бар.
Допустимый перепад давления на клапане является максимальным разрешенным разницей между входным и выходным давлением и определяет, насколько сильно давление может быть изменено через клапан. Кроме того, это определяет максимальный поток, который может быть получен через клапан, поскольку более высокий перепад давления может привести к более высокой скорости потока и возможным проблемам с шумом и вибрацией.
