Регулирующий клапан — это вид трубопроводной арматуры наиболее часто применяемый для регулирования расхода и давления.
Правильный подбор регулирующего клапана является необходимым условием для обеспечения нормальной работы трубопроводной системы. Подбор регулирующего клапана сводится к определению его пропускной способности, при которой на заданном расходе будет дросселирован заданный избыток напора. Пропускная способность регулирующего клапана характеризуется коэффициентом пропускной способности Kv. Коэффициент Kv равен расходу рабочей среды с плотностью 1000 кг/м 3 через клапан при перепаде давления на нем 0,1 МПа.
Формулы для определения коэффициента Kv различаются для различных типов среды и величин давления, формулы для расчета Kv представлены в таблице 1.
- P1 — давление на входе клапана, бар;
- P2 — давление на выходе клапана, бар;
- dP=Р1 – Р2 — перепад давления на клапане, бар;
- t1 — температура среды на входе, 0 C;
- Q — расход для жидкости, м 3 /ч;
- Qn — расход для газов при Н.У., нм 3 /ч;
- G — расход для водяного пара, кг/ч;
- ρ — плотность кг/м 3 (для газов плотность при Н.У. кг/нм 3 )
Величина Kv умножается на коэффициент запаса k1 (который обычно принимается в диапазоне 1,2-1,3): Kvs=k1*Kv. И получаем величину Kvs – условная пропускная способность клапана.
По рассчитанному значению Kvs, по каталогам производителей, подбирается регулирующий клапан с максимально близким большим значением Kvs c учетом рекомендуемого диаметра.
При подборе регулирующего клапана так же рекомендуется определять условный диаметр клапана и проводить проверку на возникновение кавитации.
Условный диаметр регулирующего клапана
Регулирующая арматура никогда не подбирается по диаметру трубопровода. Однако диаметр необходимо определять для подбора обвязки регулирующих клапанов. Так как регулирующий клапан подбирается по величине Kvs, часто условный диаметр клапана оказывается меньше условного диаметра трубопровода, на котором он установлен. В этом случае допускается выбирать клапан с условным диаметром меньше условного диаметра трубопровода на одну-две ступени.
Определение расчетного диаметра клапана ведется по формуле:
- d — расчетный диаметр клапана в, мм;
- Q — расход среды, м 3 /час;
- V – рекомендуемая скорость потока м/с.
Рекомендуемая скорость потока:
- жидкость – 3 м/с;
- пар насыщенный – 40 м/с;
- газ (при давлении < 0,001 МПа) – 2 м/с;
- газ (0,001 – 0,01 МПа) – 4 м/с;
- газ (0,01 – 0,1 МПа) – 10 м/с;
- газ (0,1 – 1,0 МПа) – 20 м/с;
- газ ( > 1,0 МПа) – 40 м/с;
Читайте также: Основной признак пролапса митрального клапана выбрать верный ответ
По расчетному значению диаметра (d) выбирается ближайший больший условный диаметр клапан Ду.
Проверка клапана на кавитацию
Кавитация — процесс образования и последующего схлопывания пузырьков вакуума в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, что в свою очередь приводит к преждевременному износу элементов регулирующей арматуры.
Для определения возможности возникновения кавитации на клапане проверяется условие: dP >= 0,6P1.
Инструкция
1) Выберите тип транспортируемой по трубопроводу среды (жидкость / газ / пар).
2) Введите величину давления на входе в клапан (Р1) и на выходе клапана (Р2).
Важно! Величину давления необходимо задавать в бар.
3) Введите расход вещества м 3 /час и плотность вещества, кг/м 3 (Для газа и пара плотность газа указать при нормальных условиях).
4) Введите коэффициент запаса для пересчета kv в kvs (рекомендуется коэффициент запаса принимать в пределах 1,2-1,3).
5) Для проведения расчета нажмите кнопку «Расчет».
Важно! Перед выполнением нового расчета нажмите кнопку «Сбросить».
Клапан газовый пропускная способность
Пропускная способность Kvs. Что это такое?
Kvs и пропускная способность синонимы.
Kvs = Пропускная способность.
Выражаясь так…: У некоторого клапана Kvs = 1,5 м3/час равносильно тому, как если бы Вы выразились, что у клапана пропускная способность равна 1,5 м3/час. В некоторых таблицах и паспортах любых гидравлических элементов(клапанов) могут указывать так:
Пропускная способность (Kvs) показывает значение гидравлического сопротивления. Отсюда и его определение.
Kvs – это форма выражения гидравлического сопротивления, которая характеризует пропускную способность. Значение пропускной способности присваивается практически всем элементам, которые участвуют в протекании в них жидкости или газа.
На стадии проектирования, проектанту обязательно необходимо знать пропускную способность любого гидравлического оборудования или клапана. От этого будет зависеть все необходимые расчеты для всей системы цепи, например системы отопления.
В чем измеряется пропускная способность?
Так договорились и присвоили единицу измерения: м3/час. (метр кубический в час). Это значение показывает расход. Например, расход клапана. Но это не просто расход, а расход, при котором на клапане возникает потеря напора равная 1 Bar.
Расход – это протекание определенного объема жидкости или газа в единицу времени. В данном случае расход м3/час. Означает, что будет протекать 1 кубометр жидкости или газа в 1 час времени. То есть за два часа пройдет 2 кубометра жидкости или газа. За половину часа пройдет 0,5 метров кубических = 500 литров.
Например, рассмотрим термостатический клапан Kvs которого равен 1,2 м3/час.
То есть, если мы через клапан пропустим 1,2 м3/час, то потеря составит 1 Bar.
Читайте также: Какого типа клапаны установлены в системе смазки
Насос выдает расход ровно 1,2 м3/час
Манометр 1, показывает 1,4 Bar
Манометр 2, показывает 0,4 Bar
Тогда потеря напора будет равна: 1,4 — 0,4 = 1 Bar.
Конечно, это не означает, что расход в клапане должен быть таким всегда. В большинстве случаев расход очень маленький. И возникают другие задачи:
Как найти потерю напора при малых расходах?
Существует формула перерасчета
Q – фактический, другой расход, м3/час
Kvs – пропускная способность, м3/час при котором потеря напора 1 Bar.
Имеется термостатический клапана пропускной способностью 1,2 м3/час.
Найти потерю напора при расходе 0.18 м3/час.
Ответ: Потеря напора составляет 0,0225 Bar.
В некоторых случаях можно найти аббревиатуры типа Kv. Такой аббревиатурой могут обозначать дополнительные функции пропускных способностей.
Например, некоторые клапаны имеют различные регулировки.
Отдельную регулировку могут обозначить как: Kv
Обычно Kvs показывает значение пропускной способности полностью открытого клапана. А Kv для определенного изменения положения клапана.
К сожалению, эта аббревиатура иностранного происхождения и не известна ее история зарождения.
Предположительно: Kvs — kinematic viscosity или кинематическая вязкость.
Пропускная способность Kvs с точки зрения точной математики присваивается в основном тем элементам, у которых гидравлическое сопротивление образовано только местными сопротивлениями. Подробнее здесь.
Но на практике и в целом в мире это не так, потому что пропускную способность можно присвоить даже котловому оборудованию имеющее в себе участки различных труб. Поэтому перерасчет расходов может быть только приблизительным. Потому что с точки зрения гидравлических расчетов формулы разные для трубопровода и клапанов. Но в целом сопротивления примерно одинаково пропорциональны. Если нужны более точные гидравлические расчеты, то изучайте гидравлику.
Расчет пропускной способности Kv и Kvs для арматуры трубопроводов
Коэффициентом пропускной способности (Kv) характеризуется пропускная способность задвижек, вентилей, регулирующих клапанов и другой арматуры. Этот коэффициент обязательно указывается в технических характеристиках заводом-производителем, он определен по расходу среды м 3 /час, плотностью 1 000 кг/м 3 , при температуре 15 ℃ и перепаде давления 1 Бар.
Реальный коэффициент учитывает много факторов, в той или иной степени влияющих на сложность расчета и работу арматуру. Поэтому для более простого расчета и выбора арматуры по каталогу введено понятие Kvs.
Величина Kvs характеризует расход через арматуру в полностью открытом положении при перепаде давления в 1 Бар.
Величина Kv характеризует расход при любом другом положении. При расчете арматуры определяется коэффициент расхода Kv, а затем с учетом коэффициента 1,3производится подбор по каталогу.
Расчет коэффициента пропускной способности (м 3 /ч) производится по следующей формуле:
Q – расход жидкости м 3 /ч;
Читайте также: Клапан из бронзы или латуни
Ρ – плотность жидкости кг/м 3 ;
p1 – входное давление, Бар абс.;
p2 – выходное давление Бар абс.;
Δp – перепад давления на клапане, Бар.
Величина абсолютного давления отличается от величины относительного на 1 Бар (величина одной атмосферы):
При расчете следует учитывать условие возможного возникновения кавитации и проверить допустимый перепад давления:
Расчет и выбор регулирующих и запорных клапанов (вентилей) по пропускной способности на воде, для жидкости, водяного пара или газа. Выбор регулирующей трубопроводной арматуры по Кv. Формулы для расчета объемного расхода жидкости через Kv.
Расчет и выбор регулирующих и запорных клапанов (вентилей) по пропускной способности на воде, для жидкости, водяного пара или газа. Выбор регулирующей трубопроводной арматуры по Кv. Формулы для расчета объемного расхода жидкости через Kv в различных размерностях
Таблица 2. Формулы для расчета объемного расхода жидкости через Kv в различных размерностях расхода и давления.