Как найти диаметр клапана (4 видео)

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.

Содержание

Условный диаметр регулирующего клапана
Проверка клапана на кавитацию
Инструкция
Как найти диаметр клапана
Приложение Г. Методика расчета и выбора диаметров клапана и отводящего трубопровода
🔍 Видео

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.

Читайте также: Клапан для насоса для резиновой лодки

Для определения возможности возникновения кавитации на клапане проверяется условие: dP >= 0,6P1.

Видео:Парадокс сужающейся трубыСкачать

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».

Видео:КЛАПАНА двигателя. Как отличить ВПУСКИНЫЕ и ВЫПУСКНЫЕ. Как найти ПОДДЕЛКУ клапанов двигателяСкачать

Как найти диаметр клапана

Клапаны сердца предназначены для обеспечения беспрепятственного тока крови через сердце по малому и большому кругу кровообращения к органам и тканям.

Высота митрального клапана сердца в норме составляет 23.0-37.0 (мм), ширина — 17.0-33.0 (мм), диаметр трикуспидального клапана равен 2.7-4.8 (мм).

Сердце человека состоит из 4-х камер: двух предсердий и двух желудочков. Их входы и выходы снабжены клапанами, которые обеспечивают ток крови только в одном направлении.

Клапан в месте выхода крови в большой системный круг называется аортальным. На выходе в легкие находится пульмональный клапан, а между предсердиями и желудочками в левой части сердца — митральный клапан, в правой — трикуспидальный.

Митральный (двустворчатый) клапан представлен двумя соединительнотканными пластинками, которые во время систолы (сокращения) левого желудочка предотвращают обратный ток крови в левое предсердие.

Нормальными показателями митрального клапана сердца здорового взрослого человека являются:

высота (H): от 23.0 (мм) до 37.0 (мм);
ширина (В): от 17.0 (мм) до 33.0 (мм);
площадь (S): от 4 (см2) до 6 (см2).

Трикуспидальный (трехстворчачтый) клапан по форме напоминает неплоский эллипс. Он представлен тремя соединительнотканными пластинками, которые во время систолы правого желудочка предотвращают обратный ток крови в правое предсердие.

Размеры трикуспидального клапана следующие:

длина окружности (С): от 8.5 (мм) до 15.0 (мм);
диаметр (D): от 2.7 (мм) до 4.8 (мм);
площадь (S): от 5.7 (см2) до 18.9 (см2).

Важно: трехстворчатый клапан является наиболее удаленным из всех клапанов и в тоже время имеет наибольшее отверстие.

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

Приложение Г. Методика расчета и выбора диаметров клапана и отводящего трубопровода

Г.1. Исходные данные для расчета

Наименование рабочей среды

агрегатное состояние рабочей среды: газ, газожидкостная смесь (определяют по параметрам Р₁ и Т₁).

Г.2.Клапаны, работающие на жидких средах

Г.2.1.Рассчитать эффективную площадь F₂,мм 2 , по формуле

(Г.1)

где α₂ — коэффициент расхода,

Г.2.2.Выбрать клапан с таким условным диаметром DN, у которого эффективная площадь будет не меньше эффективной площади F₂, рассчитанной по формуле (Г.1), и не превышать ее более чем на 30 %.

Кроме того, для двухпозиционного клапана во избежание его неустойчивой работы эффективная площадь не должна превышать расчетную эффективную площадь более чем на 10 %.

Г.3.Клапаны, работающие на газе и водяном паре

Г.3.1. Расчет и выбор клапана при отсутствии отводящего трубопровода

Г.3.1.1.Рассчитать плотность газа до клапана ρ₁,кг/м 3 , если она не указана в исходных данных, по формуле,

где В₄ — коэффициент сжимаемости реального газа. Значения В₄ приведены в ГОСТ12.2.085.

(Г.2)

Для водяного пара плотность до клапана определяют по значениям Р₁ и Т₁ из справочников.

Г.3.1.2.Рассчитать отношение давлений β по формуле

(Г.3)

Г.3.1.3.Рассчитать критическое отношение давлений β_кр по формуле

(Г.4)

Г.3.1.4.Рассчитать коэффициенты В₁и В₃ по формулам, а В₂ определить по таблице Г.1.

(Г.5)

β	Значения В₂ при k, равном
β	1,100	1,135	1,310	1,400
0,500	1,000	1,000	1,000	1,000
0,528	1,000	1,000	1,000	1,000
0,545	1,000	1,000	1,000	0,990
0,577	1,000	1,000	0,990	0,990
0,586	1,000	0,980	0,990	0,990
0,600	0,990	0,957	0,975	0,990
0,700	0,965	0,955	0,945	0,930
0,800	0,855	0,850	0,830	0,820
0,900	0,655	0,650	0,628	0,620

При β ≤ β_кр (Г.6)

При β > β_кр (Г.7)

Г.3.1.5.Рассчитать эффективную площадь клапана F₁,мм 2 , по формуле

(Г.8)

(Г.9)

Г.3.1.6.Рассчитать критическую скорость v_кp,мм 2 , по формуле

(Г.10)

Г.3.1.7.Рассчитать плотность рабочей среды на выходе из клапана ρ_вых, кг/м 3 , по формуле

(Г.11)

Г.3.1.8.Рассчитать площадь выходного патрубка клапана F_вых, мм 2 , по формуле

(Г.12)

Г.3.1.9.Рассчитать диаметр выходного патрубка D_вых,мм, по формуле

(Г.13)

Г.3.1.10.По диаметру выходного патрубка D_вых,рассчитанному по формуле (Г.13), выбрать ближайшее большее значение диаметра выходного патрубка D_вых и соответствующее ему значение номинального диаметра клапана DN_вх (DN входного патрубка).

Г.3.1.11.По значению номинального диаметра клапана DN выбрать клапан, у которого эффективная площадь будет не меньше эффективной площади F₁, рассчитанной по формуле Г.8 или Г.9, и не превышает ее более чем на 30 %.

Г.3.2. Расчет и выбор клапана при наличии отводящего трубопровода

Г.3.2.1.Рассчитать плотность газа до клапана, если она не указана в исходных данных, по формуле Г.2 или определить из справочников.

Г.3.2.2.Рассчитать отношение давлений по формуле Г.3, критическое отношение давлений по формуле Г.4, коэффициент В1 по формуле Г.5 и коэффициент В3 по формуле Г.6 и определить коэффициент В1 по таблице Г.1.

Г.3.2.3.Рассчитать эффективную площадь клапана по формуле Г.8 или Г.9.

Г.3.2.4.Рассчитать критическую скорость на конце отводящего трубопровода v_кр.тр, м/с, по формуле

(Г.14)

Г.3.2.5.Рассчитать плотность газа на конце отводящего трубопровода ρ_вых.тр, кг/м 3 , по формуле

(Г.15)

Плотность водяного пара определить при Р_2вых и T_вых.тр из справочников.

Г.3.2.6.Рассчитать на конце отводящего трубопровода его проходную площадь F_вых.тр, мм 2 , по формуле

(Г.16)

Г.3.2.7.Рассчитать диаметр отводящего трубопровода на его конце D_вых.тр, мм, по формуле

(Г.17)

Если расчетный диаметр на конце трубопровода не совпадает со значением изнормального ряда чисел, то принять его значение, равным ближайшему большемузначению, приведенному в государственных стандартах на трубы.

Г.3.2.8.По диаметру выходного патрубка Dвых.тр, рассчитанному поформуле (Г.17), выбрать ближайшее большее значение диаметра выходного патрубка DNвых и соответствующее ему значение номинальногодиаметра клапана DNвх (DN входного патрубка).

Г.3.2.9.По значению номинального диаметра клапана DNвыбрать клапан, у которого эффективная площадь будет не меньше эффективнойплощади F1, рассчитаннойпо формуле Г.8 или Г.9, и не превышает ееболее чем на 30 %.

Г.3.2.10.Рассчитать критическую скорость на выходе из клапана по формуле Г.10.

Г.3.2.11.Рассчитать плотность рабочей среды на выходе из клапана ρвых, кг/м3, по формуле

Если расчетный диаметр на конце трубопровода не совпадает со значением из нормального ряда чисел, то принять его значение, равным ближайшему большему значению, приведенному в государственных стандартах на трубы.

Г.3.2.8.По диаметру выходного патрубка Dвых.тр, рассчитанному по формуле (Г.17), выбрать ближайшее большее значение диаметра выходного патрубка DNвых и соответствующее ему значение номинального диаметра клапана DNвх (DN входного патрубка).

Г.3.2.9.По значению номинального диаметра клапана DNвыбрать клапан, у которого эффективная площадь будет не меньше эффективной площади F1, рассчитанной по формуле Г.8 или Г.9, и не превышает ее более чем на 30 %.

Г.3.2.10.Рассчитать критическую скорость на выходе из клапана по формуле Г.10.

Г.3.2.11.Рассчитать плотность рабочей среды на выходе из клапана ρ_вых, кг/м3, по формуле

(Г.18)

Г.3.2.12.Рассчитать давление на выходе из клапана для газа Р₂ , МПа, по формуле

(Г.19)

Абсолютное давление на выходе из клапана для водяного пара определяют по справочным таблицам при плотности ρ_вых,рассчитанной по формуле (Г.18), и Т₁.

Г.3.2.13.Сопротивление отводящего трубопровода должно быть таким, чтобы давление на выходе из клапана было не меньше давления, рассчитанного по формуле (Г.19).

Г.3.2.14.Рассчитать суммарный коэффициент сопротивления отводящего трубопровода по формуле

(Г.20)

Г.3.2.15.Во избежание «запирания» рабочей среды по длине тракта отводящего трубопровода обеспечить постоянство массового расхода соблюдением следующего равенства:

где F _тр — площадь трубопровода в i- м сечении

ρ_i _тр — плотность газа или водяного пара в i -м сечении.