Единицы измерения пропускной способности клапана

Kv (Kvs) клапана — характеристика пропускной способности клапана, есть условный объемный расход воды через полностью открытый клапан, м 3 /час при перепаде давлений 1 Бар при нормальных условиях. Указанная величина является основной характеристикой клапана.

Зависимость перепада давлений на клапане, объемного расхода жидкости через регулирующий клапан, и условный объемный расход (Kv) описывается следующим соотношением:

Формулы пересчета Kv для различных размерностей расхода и давления:

При подборе клапана рассчитывается значение Kv, затем округляется в большую сторону до ближайшего значения соответствующего паспортной характеристике (Kv) клапана. Регулирующие клапаны выпускают, как правило, с величинами Kvs, возрастающими в геометрической прогрессии (ряды Рейнарда):

По приведенным выше формулам можно уточнить перепад давления на выбранном клапане.
Для расчета Kv можно также воспользоваться также номограммой «зависимость перепада давления на клапане от Kv и объемного расхода»

Видео:Пропускная способность клапана KvСкачать

Единицы измерения пропускной способности клапана

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 &#60 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 ( &#62 1,0 МПа) – 40 м/с;

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.

Видео:06 Расчет пропускной способности трубопровода в программе ГидросистемаСкачать

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).

Читайте также: Сломался клапан в кондиционере

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».

Видео:Изменение пропускной способности двухходового клапана TRV (замена тарелки)Скачать

Единицы измерения пропускной способности клапана

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.

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.

Видео:Термостатический клапан kvsСкачать

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;

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:

Видео:Преимущества наклонного корпуса клапанов BERMAD серии 700: пропускная способностьСкачать

Cv, Kv и Kvs. Пропускная способность Cv (flow coefficient — «коэффициент расхода») и пропускная способность Kv (flow factor — «фактор расхода»). Разница между Kv и Kvs.

Видео:Критерии выбора регулирующих клапановСкачать

Cv, Kv и Kvs. Пропускная способность Cv (flow coefficient — «коэффициент расхода») и пропускная способность Kv (flow factor — «фактор расхода»). Разница между Kv и Kvs.

Пропускная способность Cv (flow coefficient) и пропускная способность Kv (flow factor) используются обычно в качестве характеристки производительности регулирующих и запорных клапанов, кранов, задвижек, затворов, вентилей и т.п..

C_v — пропускная способность — устаревает, но встречается еще на 2020 год.

• C_v — пропускная способность, определенная в дюймовых (имперских) единицах, как:
  • расход воды через клапан при температуре 60 o F в галлонах США/мин при перепаде давления на клапане 1 фунт/дюйм 2

  Читайте также: Митсубиси паджеро мини гнет ли клапана

  K_v — пропускная способность — мировой стандарт на 2020 год.

  • Это метрический эквивалент C_v , определенный как:
    • K_v это расход воды при температуре 5 — 30 o C через клапан в м 3 /час при перепаде давления на клапане 1 бар.

    Соотношение между C_v и K_v:

    Cv = 1.16 Kv или Kv = 0.853 Cv

    K_v — пропускная способность vs K_vs — пропускная способность — в чем разница?

    • K_vs — пропускная способность полностью открытого клапана = полная пропускная способность единицы трубопроводной арматуры. Традиционно в индустрии, если расчет показал необходимую величину, равную Kv, то выбирают клапан с Kvs=1,3Kv.

    

    Консультации и техническая
    поддержка сайта: Zavarka Team

    Видео:Смысл сопротивления Kvs КМС15 и КМС25 знать обязательноСкачать

    

    Пошаговая методика-инструкция и правила подбора регулирующих клапанов по Kv (выбор Kvs). Методика подбора трубопроводной арматуры по расходным характеристикам от DPVA.ru
    

    Видео:Облегчение и увеличение пропускной способности клапановСкачать

    

    Пошаговая методика-инструкция и правила подбора регулирующих клапанов по Kv (выбор Kvs). Методика подбора трубопроводной арматуры по расходным характеристикам от DPVA.ru

    Далее в обязательном порядке выбираем — проверяем (подробные пояснения даны далее — ниже):

    1. условный диаметр DN = присоединительный размер клапана, (перейти)
    2. условное давление PN = прочностная характеристика клапана, (перейти)
    3. применимость материалов и уплотнений — температурная и химическая, (перейти)
    4. вероятность возникновения кавитации = вероятность локального падения давления внутри клапана ниже уровня давления кипения при данной температуре, (перейти)
    5. уровень шума — комфорт в эксплуатации; (перейти)
    6. диапазон регулирования + допустимые отношения входного давления к выходному или допустимый перепад давления на клапане. (перейти)

    1. Типоразмер — условный диаметр — выбор типоразмера — примитивная оценка минимального диаметра трубопровода

    Нет никакакого смысла выбирать регулирующую арматуру по типоразмеру (диаметру) трубопровода, хотя тип присоединения трубопроводной арматуры может быть важен на практике. При этом, выбор диаметра трубопровода до и после клапана является важной задачей корректной обвязки и комплектации системы, включающей регулинующий клапан. Очень часто условный диаметр DN клапана оказывается меньше условного диаметра трубопровода, на котором он установлен. На практике допустимо выбирать клапан с условным диаметром меньше условного диаметра трубопровода на 1-2 типоразмера, уделяя внимание рискам кавитации, шума и не забывая про прямые участки до и после регулятора.

    2. Оценка необходимой прочности клапана. Условное давление — выбор прочностной характеристики.

    Условное давление (номинальное давление) PN (устаревшее — Ру) является стандартизованным параметром трубопроводной арматуры, определяющим ее прочность. Существуют общепризнанные соответствия между материалом, рабочим давленим и рабочей температурой. Условное давление соответствует допустимому рабочему давлению при температуре 20 о С на воде. Очевидно, что с ростом температуры механические свойства любых конструкционных материалов обычно ухудшаются, поэтому чем выше рабочая температура, тем ниже максимальное рабочее давление при одном и том же значении условного давления.

    Таблицы зависимости максимального рабочего давления PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100. PN400 от температуры для трубопроводной арматуры из чугуна, углеродистой стали и нержавеющей стали. Влияние температуры на максимальное рабочее давление. Давление/Температура/Материал.

    Условное давление трубопроводной арматуры PN — наибольшее избыточное = приборное рабочее давление при температуре 20 °С, при котором обеспечивается заданный срок службы (ресурс) корпусных деталей арматуры. Максимальное рабочее давление — наибольшее избыточное давление, при котором возможна длительная эксплуатация арматуры при рабочей температуре (ГОСТ 24856). Влияние температуры на максимальное рабочее давление кранов, клапанов, задвижек и т.п. представлено в таблицах:

    Читайте также: Клапан дозатор для биг бега

    Таблица 1. Серый чугун, высокопрочный чугун — влияние температуры на максимальное рабочее давление трубопроводной арматуры

    Таблица 2. Углеродистая сталь — влияние температуры на максимальное рабочее давление трубопроводной арматуры

    Таблица 3. Нержавеющая сталь — влияние температуры на максимальное рабочее давление трубопроводной арматуры

    3. Применимость материалов конструкций и уплотнений на данной рабочей среде.

    Как известно, критерием истины является практика. В нашем случае — выбор материала определяет опыт (сын ошибок трубных). По ссылке ниже — наш скромный практический опыт, который предлагаем использовать и Вам. Помните, что лучше всего использовать те комбинации материалов, которые уже зарекомендовали себя на этом применении ранее, а не теоретические знания.

    • Справочно: Подробный обзор: Таблицы применимости материалов. Химическая стойкость. Температурная применимость. Коррозионная стойкость, а именно:
      • Таблица химической стойкости материалов. Применимость основных материалов общепромышленной и промышленной трубопроводной арматуры, насосов, датчиков, соленоидных клапанов и другого технологического оборудования в различных средах.
      • Таблица химической стойкости резин и эластомеров NBR, HNBR, CR, ACM, VMQ, FVMQ, FPM, FFPM, AU, EPDM, PTFE
      • Таблица применимости материалов на антидетонаторах, антидетонационных, октаноповышающих присадках к бензинам. Химическая стойкость пластмассовых (пластиковых) труб из полиэтиленов ПВД = LDPE = ПЭВД и ПНД = HDPE, полипропилена ПП = PP, ПВХ = поливинилхлорида =PVC Выписка из строительных норм СН 550-82
      • Таблица. Температурные пределы применимости пластмасс, полимеров и эластомеров
      • Таблица. Температурные пределы применимости неметаллических материалов Таблица . Применимость эластомеров в различных средах. Химическая стойкость.
      • Таблица. Химическая стойкость эпоксидных и полиэпоксидных смол.
      • Таблица. Химическая стойкость полиэфиров (полиэстеров).
      • Таблица. Химическая стойкость полиэтилена, труб из ПЭ (PE), фасонных деталей ПЭ.
      • Таблица. Химическая стойкость труб и соединительных деталей из меди. Коррозионная стойкость медных труб и фитингов.
      • Таблица. Химическая стойкость труб и соединительных деталей из полипропилена PP-R Таблица. Химическая стойкость поливинилхлорида, труб из ПВХ и НПВХ=непластифицированного (PVC,uPVC), фасонных деталей из ПВХ.
      • Таблица. Коррозионная стойкость металлов и сплавов при нормальных условиях
      • Таблица химической стойкости титана в жидкостях и газах. Коррозионные свойства титана
      • Таблица. Коррозионная стойкость обычных металлических материалов труб, арматуры, насосов, емкостей и т.д. (металлов и сплавов). Углеродистые стали, Чугун, AISI (ANSI, ASTM) 302, 304, 316 и 416 нержавеющие стали, Бронза, Monel, Hasteloy B, Hasteloy C.
      • Таблица. Химическая стойкость терморасширенного графита (ТРГ), изготовленного с использованием азотной кислоты
      • Таблица. Применимость нержавеющих сталей по AISI. Коррозионная стойкость сталей по AISI в различных применениях. Применимость (совместимость) материалов при использовании на озоне O3. Химическая стойкость на озоне. Применимость (совместимость) материалов при использовании на перекиси водорода H2O2. Химическая стойкость на перекиси водорода.
      • Таблица. Температурные пределы применимости и некоторые рекомендации для ASTM литых сталей и сплавов (в трубопроводной арматуре). Защита от воздействия окружающей среды. Коррозия. Климатические исполнения (Таблицы совместимости материалов)
      • Прочее и т.д.

      4. Кавитация как риск, оценка вероятности возникновения кавитации в клапане.

      Кавитация, это явление образования пузырьков = каверн =пустот в жидких средах, с последующим их схлопыванием и высвобождением большого количества энергии и ударных волн, которые сопровождаются шумом и гидравлическими ударами. Кавитационные ударные волны активно разрущают поверхности, образуя классические кавитационные зоны разрушения материала. Фактически, кавитация — это явление вскипания жидкости при локальном (местном) падении давления ниже давления вскипания при данной температуре и последующего схлопыания этих пузырьков. Кавитация сопровождается характерным шумом кавитации, который являет собой собой случайный набор звуковых импульсов от схлопывания отдельных пузырьков. Очень характерный и незабываемый звук.

      Суть проблемы в следующем — кроме полного (невосстановимого) падения давления на руггулирующем клапане, внутри клапана существуют зоны очень сложных неламинарных потоков они же зоны локального = местного (восстановимого) падения давления, см. рисунок слева. В этих зонах падение давления ниже давления вскипания рабочей среды при данной температуре = давления насщенных паров при данной температуре — вполне реально. Что немедленно и запускает процесс кавитации.

      Чем выше полное падение = полный перепад давления на клапане, тем выше этот риск. Естественно, эффект довольно часто проявляется при использовании регуляторов давления, снижающих и поддерживающих давление в системе «после себя» = редукционных клапанов, или при нахождении рабочей точки клапана вблизи начала его регулировочной кривой («в нуле»).

      Для оценки=проверки риска появлении кавитации при больших перепадах давления на клапане применяется следующая формула

      Что означает, что полное падение давления на клапане уж точно не должно превышать 60% от входного!

      • Справочно: Подробный обзор: Давление насыщенных паров, давление вскипания, давление кавитации
      • Справочно: отношение входного давления к выходному или допустимый перепад давления на клапане.

      5. Уровень шума, риски возникновения шума без кавитации. Риски резонансов.

      Шум работающего клапана вызывает резкое ухудшение условий труда и жизни рядом с регулятором. Может передаваться по трубам и рабочей среде на огромное расстояние. Шум это результат обусловленных гидравликой или газодинамикой в клапане колебательных процессов деталей и корпусов регуляторов. При совпадении основной частоты колебаний с собственной частотой колебаний клапана амплитуда колебаний резко возрасти, что приведед к преждевременному усталостному разрушению материалов клапана и/или системы в целом.

      Считается, что за риск вознкновения повышенного шума в основном отвечает скорость рабочей среды в трубопроводе. Примерная фактическая усредненная скорость среды может быть оценена как:

      Таблица: ориентировочные рекомендуемые максимальные скорости различных рабочих сред для снижения риска появления критического шума

      📺 Видео

      Расчет характеристик регулирующего клапана КРСкачать

      

      Как рассчитать регулирующий клапан?Скачать

      

      Основы тюнинга двигателя: Пропускная способность клапан-седло и подъём клапанаСкачать

      

      Диаметры труб: 1/4, 3/8, 1/2, 3/4 и т. д. Дюймы и миллиметрыСкачать

      

      Управление измерителем расхода Kondens Flow. Коэффициенты Kv и Kvs.Скачать

      

      Ручные балансировочные клапаны Danfoss. Гидравлическая балансировка инженерных системСкачать

      

      ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Вид Грубейшего Нарушения ТРЕБОВАНИЙ ТБ при работе на СТАНКАХ.Скачать

      

      Система Multiair - принцип работы и НЕДОСТАТКИ (Гидравлическое управление клапана)Скачать

      

      Парадокс сужающейся трубыСкачать

      

      Типы регулирующих клапановСкачать

      

      Настройка предохранительного клапанаСкачать

      

      Шум в балансировочных клапанах отопления. Что делать? Правило проектирования.Скачать