Как рассчитать пропускную способность регулирующего 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:Как рассчитать регулирующий клапан?Скачать

Как рассчитать пропускную способность регулирующего 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.

Читайте также: Клапан масла гольф 2

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:Пропускная способность клапана KvСкачать

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:Расчет характеристик регулирующего клапана КРСкачать

Расчет регулирующего клапана

Для выбора диаметра регулирующего клапана вначале необходимо рассчитать Kv — коэффициент пропускной способности по формуле:

где z — коэффициент запаса.
G — максимальный расход жидкости через клапан,
ΔP — перепад давления на открытом клапане,

Коэффициент запаса z устанавливается в диапазоне от 1.1 до 1.2, позволяет при необходимости обеспечить расход воды через систему на 10 — 20% больше расчетного.

Максимальный расход G выбираете вы, согласно ваших требований или технических условий. Зная тепловую нагрузку и температурный график G можно вычислить по этому калькулятору.

Перепад давления ΔP на полностью открытом клапане равен гидравлическим потерям при прохождении потока через клапан. ΔP зависит от диаметра клапана и скорости потока, меняется в диапазоне 0.3 — 0.7 бар, но в большинстве случаев можно принять ∆P = 0,4 бар.

Предлагаем вам воспользоваться калькулятором расчета клапана. Заполните поле с максимальным расходом G. При вводе обращайте внимание на размерность расхода, по умолчанию используются м3/час , не забудьте её изменить, если вы применяете другую размерность. Остальные величины можно оставить по умолчанию или заменить на ваши.

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

Как подобрать типоразмер регулирующего клапана

Встречали в описании регуляторов давлений следующую рекомендацию: «Не следует подбирать типоразмер клапана по диаметру трубопровода, используйте значение K_vs»? Эта надпись есть практически в любой технической документации на регулирующие клапаны, а также сайтах компаний, занимающихся их продажей.

Вот только, что это за значение K_vs и достаточно ли его для подбора регулятора, практически никто не объясняет. Эта статья поможет вам разобраться, как правильно рассчитать типоразмер любого регулирующего клапана.

В большинстве случаев подобрать регулятор давления под конкретное применение можно без привлечения специалистов. Точный расчет параметров арматуры потребуется для систем, где необходимо высокое качество регулирования или есть особые требования к ее работе, например, ограничения по уровню шума.

Читайте также: Снял клапан продувки адсорбера

Основным параметром, по которому выбирается регулятор давления, является его пропускная способность или то самое значение Kvs. Как его рассчитать и что еще нужно учесть при выборе регулирующего клапана расскажет Андрей Шахтарин, директор компании «КВиП».

Видео:KVCalc - расчет пропускной способности регулирующих органовСкачать

Определение пропускной способности клапана

K_vs, которая указывается в технической документации регулятора давления, — это пропускная способность полностью открытого клапана. Производители обычно указывают диапазон значений K_{vs min}— K_{vs max}, в котором работает устройство. Ваша задача определить необходимую пропускную способность клапана, при которой на заданном расходе будет обеспечено необходимое понижение давления пара, газа или жидкости при его прохождении.

Для каждого типа теплоносителя используется своя формула, учитывающая физические характеристики рабочей среды и перепад давления на входе и выходе:

P₁ — давление на входе регулятора, бар;

P₂ — давление на выходе регулятора, бар;

t₁ — температура среды на входе, oC;

Q — расход для жидкости, м 3 /ч;

Q_N — расход для газов при нормальных условиях, нм 3 /ч;

G — расход для водяного пара, кг/ч;

ρ — плотность жидкости, кг/м 3 ;

p_N — плотность газов при нормальных условиях, кг/нм 3 .

При расчетах учитывайте, что в формуле используется избыточное давление.

Расчетная K_v не учитывает все факторы, влияющие на работу устройства, так что про запас к полученному значению рекомендуется добавить 30%. Поэтому K_v умножаем на коэффициент 1,3 и только после этого подбираем клапан с самым близким значением K_{vs max}.

Однако на этом подбор регулятора давления не заканчивается. Рекомендуется учесть еще несколько показателей, если вы хотите, чтобы:

технологические процессы регулировались более точно;

клапан во время работы не шумел и не «хлопал»;

при эксплуатации регулятора не было особых проблем с кавитацией и, как следствие, эрозионным износом его элементов;

повысилась безопасность производственных процессов;

сократились расходы на техобслуживание системы.

Для нормальной эксплуатации регулирующего клапана важны следующие факторы.

Условный диаметр клапана

Помните рекомендацию в начале статьи? Она рабочая — регуляторы давления действительно никогда не подбираются по диаметру трубопровода. Однако придется рассчитать условные параметры подводящей линии. Особенно это касается редукционного клапана, который обязательно устанавливается с обвязкой (об этом мы писали в этой статье). Для определения диаметра используем следующую формулу:

w — рекомендуемая скорость потока среды, м/c;

Q — рабочий объемный расход среды м 3 /ч;

d — диаметр трубопровода, м.

Регулятор может иметь диаметр на одну-две ступени меньше полученного значения. Если подобрать подходящий регулирующий клапан нет возможности, допустимо выбрать модель с более низкой пропускной способностью K_vs.

Условное давление

Этот параметр определяет допустимое рабочее давление для арматуры при нормальной температуре (20 o C). При нагреве механические свойства и эксплуатационные характеристики конструкционных материалов снижаются. Поэтому реальное допустимое давление для арматуры будет ниже. Насколько измениться значение зависит от материала изготовления клапана. В приведенной таблице приведена зависимость максимального рабочего давления от температуры для серого чугуна, углеродистой и нержавеющей стали.

Риск возникновения кавитации

При больших перепадах давления это одна из самых больших проблем, приводящая к быстрому выходу из строя клапана. Особенно сильно эффект проявляется при использовании регуляторов давления пара после себя. Проверить возможность возникновения кавитации можно по формуле:

P₁ – давление на входе регулятора, бар;

∆P – перепад давления на клапане, бар.

Кавитация возникнет, если условие соблюдается.

Читайте также: Сальники клапанов ваз 2115 артикул

Уровень шума

Регулирующий клапан будет шуметь и хлопать, если скорость среды, проходящей по трубопроводам будет выше рекомендуемой. Рассчитать фактическую скорость можно по формуле:

w – скорость потока среды, м/c;

Q – рабочий объемный расход среды м 3 /ч;

d – диаметр трубопровода, м.

Рекомендуемые скорости для всех типов сред приведены в таблице.

Снизить уровень шума можно, установив клапан в специальном исполнении или смонтировав виброкомпенсаторы на участках до и после регулятора.

Допустимый перепад давления на клапане

Для ряда регуляторов давления пара после себя ограничено отношение входного давления к выходному, так как при превышении перепада давления клапан не сможет закрыться. При выборе такого устройства можно не беспокоиться о кавитации — ограничение по этому параметру ее полностью исключает.

Соблюдение перечисленных рекомендаций поможет вам выбрать оптимальную модель регулирующего клапана, который будет не только эффективно, но и долго работать. Также вы можете обратиться за помощью к нашим специалистам — мы ответим на все ваши вопросы и поможем подобрать подходящий регулятор. Связаться с нами можно любым удобным способом.

Видео:Типы регулирующих клапановСкачать

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.

📸 Видео

Изменение пропускной способности двухходового клапана TRV (замена тарелки)Скачать

Критерии выбора регулирующих клапановСкачать

Как это работает: регулирующий клапан SpiraTrolСкачать

Смысл сопротивления Kvs КМС15 и КМС25 знать обязательноСкачать

Особенности регулирующих клапанов BERMAD Экономический эффектСкачать

Video 20 Т-4 Авторитет регулирующего клапанаСкачать

Как подобрать типоразмер регулирующего клапана в паровую систему (на пар)Скачать

Пружинные предохранительные клапаныСкачать

Преимущества наклонного корпуса клапанов BERMAD серии 700: пропускная способностьСкачать

2, 3 и 4-х ходовые регулирующие клапаныСкачать

Как обслуживать регулирующий клапан с электроприводом?Скачать

Для чего нужны балансировочные (настроечные) клапаны в системе отопления? - ответ от эксперта ValtecСкачать

ЦЕТАН-корректор СНИЖАЕТ СМАЗЫВАЮЩУЮ способность ДТ? Сравнили ПРИСАДКИ для НПЗ и ПРИСАДКИ ПОДПИСЧИКА!Скачать

Регулирующий клапан с пневмоприводомСкачать