Какое давление в клапанах

Как подобрать типоразмер регулирующего клапана

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

Какое давление в клапанахВот только, что это за значение Kvs 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.

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 «ВТК-Велес».

Определение пропускной способности клапана

Kvs, которая указывается в технической документации регулятора давления, — это пропускная способность полностью открытого клапана. Производители обычно указывают диапазон значений Kvs min- Kvs 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:

, где:

P1 — давление на входе регулятора, бар;

P2 — давление на выходе регулятора, бар;

∆P — перепад давления, бар;

t1 — температура среды на входе, oC;

Q — расход для жидкости, м3/ч;

QN — расход для газов при нормальных условиях, нм3/ч;

G — расход для водяного пара, кг/ч;

ρ — плотность жидкости, кг/м3;

pN — плотность газов при нормальных условиях, кг/нм3.

При расчетах учитывайте, что в формуле используется избыточное давление.

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

, где

w — рекомендуемая скорость потока среды, м/c;

Q — рабочий объемный расход среды м3/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 Kvs.

Условное давление

Этот параметр определяет допустимое рабочее давление для арматуры при нормальной температуре (20oC). 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:

, где

P1 — давление на входе регулятора, бар;

∆P — перепад давления на клапане, бар.

Кавитация возникнет, если условие соблюдается.

Уровень шума

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

, где

w — скорость потока среды, м/c;

Q — рабочий объемный расход среды м3/ч;

d — диаметр трубопровода, м.

Рекомендуемые скорости для всех типов сред приведены в таблице.

Читайте также:  Какой фрукт очищает кишечник понижает кровяное давление

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.

Источник

Справочник химика 21

    Перепад давления в клапане [c.121]

    Если клапан уже существует, то его можно приспособить к насосу, обеспечивая безударную работу регулированием нагрузки клапана. С этой точки зрения можно допустить любую частоту ходов, однако с увеличением нагрузки увеличивается перепад давления в клапане, что влечет за собой ухудшение условий всасывания. Поэтому быстроходные поршневые насосы работают только при повышенном давлении всасывания, создаваемом вспомогательным подпорным насосом. [c.121]

    Изменение давления всасывания и выталкивания (волнистые линии) является следствием двух влияний переменного перепада давления в клапане и пульсаций потока во всасывающей и нагнетательной линиях. В начале открытия всасывающего клапана вследствие малой щели наблюдается значительное снижение давления (до точки М ). В начале выталкивания давление по той же причине, наоборот, повышается (до точки М ). Если клапан полностью открыт, то потери давления в клапане непостоянны потому, что скорость газа в нем изменяется, следуя переменной скорости поршня. Поэтому даже при постоянном давлении во всасывающем и нагнетательных патрубках линии всасывания и выталкивания индикаторной диаграммы отклоняются от горизонтальных прямых. [c.230]

    Для регулирования уровня при высоких давлениях рекомендуется использовать дроссельный напорный поток из регулирующего клапана. Преимущества его следующие обеспечивает безопасность, если клапан по какой-либо причине отключится или закроется снижает перепад давления в клапане, что улучшает его работу и создает возможность для более плотного закрытия исключает повреждение оборудования низкого давления напорного потока, если отключится подача воздуха на нормально открытый клапан. [c.300]

    При такой продувке измеряется сила и перепад давления в клапане при различных пололТечение газа через клапан происходит в автомодельной области, поэтому коэффициент С не зависит от числа Рейнольдса Ке, следовательно, от скорости течения газа через клапан и перепада давления Ар. Но зависит от положения тарелки (пластины), т. е. от текущего значения ее хода. [c.203]

    Растет средняя скорость поршня, вследствие чего увеличивается скорость газа и пропорционально ее квадрату — потери давления в клапанах, а коэффициент давления Ад снижает свое значение. [c.74]

    Изменяется диаграмма движения замыкающего органа клапана и, как правило, в сторону, ухудшающую рабочий процесс в ступени. Например, при исследовании работы полосовых клапанов, хорошо зарекомендовавших себя при частотах вала = = 16,7 с , с изменением частоты до = 56 с- запаздывание посадки всасывающих клапанов достигло 64°, а нагнетательных — 48°. Вследствие этого относительная величина перетечек из-за запаздывания посадки замыкающего органа достигла 0,23, коэффициент подогрева снизился до 0,9. Из-за возрастания потерь давления в клапанах, роста перетечек и подогрева газа изотермный КПД упал с 0,64 до 0,44. [c.74]

    Сделаем следующие допущения для реального процесса многоступенчатого компрессора 1) газ подчиняется законам идеального газа 2) массы утечек /п,. перетечек Шп. конденсации т оя. показатели политроп, относительные потери давления в клапанах и X, не зависят от величины давления, а изменяются скачком от ступени к ступени в соответствии с их порядковыми номерами  [c.94]

    Ряс. 3.7. Изменение относительных потерь давления в клапанах линии всасы вання XI я нагнетания Xt от давления  [c.99]

    Интегрирование уравнения (7.1) не может быть проведено до тех пор, пока отсутствует зависимость перепада давления, входящего в выражение для силы рг, от времени (или угла поворота вала компрессора). В процессе всасывания или нагнетания газа через клапан перепад давления в нем не может оставаться постоянным уже хотя бы потому, что изменяется скорость поршня и, следовательно, скорость течения газа в щели клапана. Но эта скорость зависит еще и от размеров щели, т. е. от текущего значения хода тарелки. Таким образом, движение тарелки зависит от величины перепада давления в клапане, а сам перепад, в свою очередь, является функцией текущего значения хода тарелки. На основании вышеизложенного приходим к выводу, что уравнение движения тарелки клапана необходимо решать совместно с уравнением потери давления в нем. Выведем это уравнение. Для упрощения задачи будем считать, что на входе в ци- [c.203]

Читайте также:  Какое давление r14 зимних шин должно быть

    Получив уравнения для определения потерь давления в клапанах, вернемся к уравнению движения тарелки (7.1). [c.208]

    Расчет затрат энергии на преодоление сопротивлений в клапанах по методу Ленниихиммаша. В инженерной практике при эскизном и техническом проектировании при сопоставлении возможных технических решений часто возникает задача быстрой оценки потерь давления в клапанах и дополнительных затрат энергии на их преодоление. Для выполнения таких оценок М. И. Френкелем в Ленниихиммаше был разработан нетрудоемкий метод, не требующий обращения к ЭВМ [33]. [c.211]

Рис. 7.16. Теоретические (заштриховано вертикальными линиями) и действительные (заштриховано наклонными линиями) потери давления в клапанах

    Правильно действующие клапаны на большей части хода всасывания или нагнетания полностью открыты. Но и при этом условии величина потери давления в клапане непостоянна, так как скорость газа в нем изменяется, следуя переменной скорости поршня. [c.37]

    При увеличении числа ступеней компрессора его теоретический цикл все более приближается к изотермическому, но дополнительная экономия работы, достигаемая введением новой ступени, снижается. Устройство каждой добавочной ступени сопряжено с усложнением конструкции и дополнительными затратами работы вследствие потерь давления в клапанах и в добавочной межступенчатой коммуникации. Выбор оптимального числа ступеней производят с учетом обоих обстоятельств. [c.71]

    В практике проектирования выбор размера узла газового тракта принято производить по допустимой скорости газа в некотором его сечении. Но если проходные сечения в различных участках узла не одинаковы, то для достижения малых потерь давления недостаточно указать допустимую скорость газа в каком-либо одном сечении. Так, при проектировании клапана недостаточно обеспечить умеренную скорость в его щели, так как завышенной может оказаться скорость в седле или в ограничителе подъема, и потеря давления в клапане будет высокой. Причиной повышенной потери давления могут быть также местные завихрения или сулскорости газа с , отнесенной к эквивалентной площади Ф. Вводя в формулу (VI. 1) величину [c.203]

    Во время всасывания переменное по ходу поршня давление р в цилиндре вследствие потери давления в клапане ниже номинального давления Рис- Относительная потеря давления всасывания, которую обозначим через -Пво равна [c.207]

    Отношение давления потока q, действующего на пластину, к потере давления в клапане Ар условимся называть коэффициентом давления потока и обозначим через [c.224]

    Кривые потери давления в клапане представлены на рис. VI.22 в зависимости от хода поршня и ограниченные ими площади показывают потерю работы. [c.238]

    Для определения полноты открытия клапана и начала его закрытия могут служить безразмерные диаграммы потери давления (рис. VI.3). Для этого на них наносится горизонталь, ордината которой определяется относительной величиной минимальной разности давлений в клапане Ар . о, нужной для достижения полного открытия клапана. Эта горизонталь, которую условимся называть границей действия пружины, являясь касательной к кривой некоторого граничного критерия скорости потока Мо, позволяет установить область значений М, в которой при заданной пружине возможно полное открытие клапана. При М действия пружины не пересекается с кривой М и разность давлений, возникающая в потоке, недостаточна для полного открытия. В этом случае пластина будет находиться во взвешенном состоянии между седлом и ограничителем подъема. Нормальное функционирование клапана достигается при УИ М . Клапан тогда открывается полностью, а угол поворота кривошипа ф, соответствующий второй точке пересечения кривой М с границей действия пружины, определяет момент начала его закрывания. [c.365]

    X = — относительная величина потери давления в клапане. [c.370]

    В качестве второго допущения принимаем, что коэффициент давления потока Рр остается постоянным. При этом учитывается, что коэффициент Рр, зависящий, как видно из рис. VI. 13, от высоты подъема пластины, в начале закрывания изменяется мало, поскольку и подъем к изменяется мало, а к концу закрывания, где изменение к протекает быстро, давление потока на пластину, как и потеря давления в клапане, приближается к нулю и величина р не играет роли. [c.371]

    Большие значения допускают при высоких оборотах для клапанов ступеней среднего и высокого давлений. В клапанах с местными пружинами сила предварительного затяга пружин при полностью закрытом клапане находится в пределах 0,1-0,4 указанных значений, причем для всасывающих клапанов I ступени она должна быть не выше 0,5-2,0 кн/м . [c.383]

    На графике рис. Х.35,б, построенном для условия этого примера, кривые / и 2 показывают потерю давления в клапанах одной и двух дополнительных полостей. [c.586]

    Скорости катализаторного потока в рабочем сечении шиберов и клапанов достигают 10-15 м/с, что приводит к их эрозионному износу. Рекомендуется по этой причине поддерживать перепад давления в клапанах и шиберах около 0,35-0,40 МПа. [c.212]

Читайте также:  Когда лучше клюет рыба при каком давлении

    Как только клапан открывается, давление в клапанной коробке резко снижается и клапан дает несколько быстрых колебаний в потоке жидкости при этом он дросселирует поток, вызывая колебания давления в кла-242 [c.242]

    Изменение числа оборотов вала компрессора — наиболее выгодный способ регулирования, если двигатель допускает изменение оборотов. При этом способе с уменьшением числа оборотов удлиняется цикл работы, что ведет к улучшению охлаждения газа, снижению потерь давления в клапанах [c.44]

    Давление, постоянно действующее на большую но размерам диафрагму, создает силу, которая обеспечивает большее приращение величины изменения регулируемого давления по сравнению с аналогичным приращением пружинного клапана. Чем больше неуравновешенная сила, действующая на диафрагму, тем больший перепад давления имеет место в клапане. Для уменьшения этого перепада после клапана можио установить ниппельный дроссель, который должен быть па 10-25% больше, чем агрегат клапа1[а, с тем, чтобы клананможно было использовать в качестве регулирующего элемента. Ниннель уменьшает потери давления в клапане, увеличивает его чувствительность и действует как вторичный регулятор, когда клапан выходит из строя нли но закрывается. [c.304]

    Изменения дав.гения при течении через отарытые клапашл. В 31) рекомендуется использовать уравнение (52) с В- 1,6 для задвижки и Д =2,5 для тройников с шаровым клапаном. В [35] для открытой задвижки — = 0,17 и для открытого шарового клапана = 6,0. Таким образом, для того чтобы рассчитать потери давления в клапанах, необходимо рассчитать Ap a для полного массового расхода в потоке, имеющем свойства жидкости, используя соответствующее значение к в уравнении (67). Потеря давления двухфазного потока получается умножением Арго на Ф,о нз уравнения (52), и подстановкой соответственного значения В. Следует заметить, что Y- можно взять равным pi pg, так как принято, что к имеет постоян1юе значение. [c.195]

    Энергетической характеристикой ступени компрессора является кривая Т1из = fi (П). При вычислении входящей в выражение TiBa индикаторной мощности (2.30) необходимо вычислять отношение давлений П на нерасчетных режимах. Это требует пересчета относительных потерь давления в клапанах, который производится из условия пропорциональности потерь средней скорости поршня за время всасывания (нагнетания). [c.57]

    Наиболее полный расчет заключается в нахождении потерь давления в клапане как функции угла поворота вала и диаграммы движения замыкающего элемента. Часть развернутой по углу поворота индикаторной диаграммы, соответствующая участку всасывания (диаграмма потерь давления), и диаграмма движения замыкающего элемента всасывающего клапана изображены на рис. 7.10. На диаграммах отмечены угол начала открывания клапана фотнр НМТ, угол закрытия фзан и угол запаздывания в закрытии Дфзап- Имея диаграмму потерь давления в клапане, сравнительно легко рассчитать и требуемую дополнительную мощность. Диаграмма движения пластины позволяет судить о полноте открытия клапана, своевременности его закрытия (при сопостав-влении с диаграммой потерь), скоростях соударения пластины с ограничителем и седлом, которые определяют величину динамических (ударных) нагрузок на пластину и тем самым и надежность клапана. [c.201]

    В результате интегрирования системы (7.29) или (7.30) можно получить в функции от угла поворота вала перемещение тарелки, ее скорость потери давления в клапане, а также найти интегральные потери давления, углы запаздывания и т. п. При этом безразмерные величины пересчитыааются в размерные по следующим простым соотношениям  [c.210]

    На диаграммах (рис. 1.4 и 1.5) основная сетка кривых (сплошные линии) выражает потерю давления в клапане, открывающемся в мертвой точке при исходном значении у. — 0. Кривые для всасывания при малых значениях УИ, а для нагнетания и при больших показывают, что с приходом поршня в мертвую точку потеря давления в полностью открытом клапане снижается до нуля. Но во всасываюи 1,см клапане при значениях М > 0,3 [c.211]

    Для кольцевых и дисковых клапанов такая зависимость выражена кривой на рис. VI. 13, построенной по опытным данным автора. Кривая получена продувкой трехкольцевого клапана в продувочной камере с весами (рис. 1.14), где давление потока на пластины клапана, установленного без пружин, уравновешивалось гиревой нагрузкой, а высота подъема пластин определялась мерительным индикатором. Исследования проводились при постоянных нагрузках, но с изменением количества продуваемого воздуха, причем регистрировались высота подъема пластин и потеря давления в клапане. Автоколебательное движение пластин, обнаруженное при эксперименте, было устранено устройством гидравлического демпфера [c.224]

    НИИ р2- В крайнем левом положении поршень снова меняет наиравлсние движения. Прн этом давление в клапанной коробке резко надает ио линии 3-4, нанор-ный кланан ко закрывается и открывается всасывающий клапан к. Диаграмма давлений, называемая индикаторной диаграммой, замыкается. [c.242]

Лабораторный курс гидравлики, насосов и гидропередач (1974) — [ c.347 ]

Источник