Основные характеристики регулирующих клапанов

Для обеспечения нормального процесса регулирования необходимо правильно рассчитать и подобрать регулирующий орган (РО), основными показателями которого являются его условная пропускная способность K_vy и тип пропускной характеристики (линейная, равнопроцентная).

Эти данные обычно приводятся в каталогах на соответствующие регулирующие органы. Методика расчета регулирующих органов приведена в ГОСТ 16443 – 70 «Устройства исполнительные. Методы расчета пропускной способности, выбора - условного прохода и пропускной характеристики».

Пропускная способность регулирующего органа К_y – это величина, численно равная расходу жидкости, м³/ч, с плотностью 1000 кг/м³, пропускаемой регулирующим органом при перепаде давления на нем 0,1 МПа (1кгс/см²). Пропускная способность РО зависит от степени его открытия.

Максимальная пропускная способность при полностью открытом РО, а, следовательно, при максимальном расходе, определяется по формуле

K_{v max}=Q_max (3.1),

 

где Q_max – максимальный объемный расход среды (жидкости), м³/ч;

 

– удельный вес жидкости, г/см³, (H/м³); – перепад давления на регулирующем органе при максимальном расходе среды, кгс/см² (МПа);

 

= ₁- ₂

 

Р₁ и Р₂– абсолютное давление среды до РО и после РО.

Приведенная формула справедлива для жидких сред, а для газа и пара формулы несколько отличаются.

Условная пропускная способность – это номинальное значение пропускной способности регулирующего органа при полном его открытии.

Стандартный ряд диаметров условного прохода в мм (10; 15, 20. 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 150, 200, 250 …). Каждому Ду соответствует К_vy/

 

Отношение

 

K_vy/ K_{v max} =

 

называется коэффициентом запаса.

Согласно ГОСТ 16433 – 70, при выборе регулирующего органа

коэффициент запаса должен быть не менее 1,2.

Пропускная характеристика регулирующего органа – это зависимость пропускной способности от перемещения затвора (плунжера). В зависимости от конструкции плунжера регулирующие органы могут иметь линейные или равнопроцентные пропускные характеристики.

Рис 3.1. Регулируемый участок

 

Очень важным показателем регулирующего органа является распределение перепада давления на регулируемом участке между технологической сетью и регулирующим органом.

 

 

Рис 3.2. Распределение давления по участкам

 

 

Регулируемым участком называется часть гидравлической сети, за пределами которой перепад давления практически считается неизменным при любом положении регулирующего органа.

Перепад давления на регулируемом участке распределяется между сетью и регулирующим органом

_с= _т + _ро

где _с – суммарные потери давления на регулируемом участке;

_т и _ро– потери давления в технологической сети и на регулируемом органе.

 

Технологическая сеть регулируемого участка состоит из трубопроводов, арматуры и оборудования, через которые проходит то же количество среды, что и через регулирующий орган. При перемещении затвора регулирующего органа происходит перераспределение располагаемого перепада давления между сетью и регулирующим органом. По мере открывания регулирующего органа уменьшается его гидравлическое сопротивление, что ведет к уменьшению перепада на нем и, следовательно, к увеличению перепада в сети.

Таким образом, расход среды через регулирующий орган зависит не только от изменения его проходного сечения, но и от изменения давления на нем. В свою очередь, характер и перепад давления на регулирующем органе зависит от соотношения пропускных способностей полностью открытого регулирующего органа и технологической сети, т. е.

q =K_vy/K_vт,

где К_vт – пропускная способность технологической сети, определяемая по формуле (1), но с заменой min на т max.

K_vТ = Q_{max ( )}

 

Подбор клапанов

• 1. Необходимые исходные данные:

• а) расчетный (максимальный) расход воды Q_max, м³/ч.

• б) суммарные потери давления на регулируемом участке ΔP_с, кгс/см² (МПа);

• в) потери давления в технологической сети при расчетном расходе воды

– ΔPт max, кгс/см² (МПа).

• 2. Определяемые параметры:

• а) перепад давления на регулирующем органе при расчетном расходе воды

ΔP_min = ΔP_c- ΔP_тmax;

• б) пропускная способность регулирующего органа, соответствующая расчетному расходу

• в) ближайшее значение условной пропускной способности,соответствующей условию

1.2 K _{v max} < K _vY < 2K_{v max}

 

• г) n - коэффициент запаса

• K_{v Y}/ K_{v max};

• д) предельно допустимая величина потери давления в технологической сети

•

•

• Пример 4.1.

• Дано:

• Нагрузка на систему отопления Q = 14 кВт;

• Перепад температур в системах отопления DT = 20 °C;

• Потери давления на клапане DP_кл = 0,15 бар.

• Решение:

• Расход теплоносителя через клапан:

• G_max = Q/ DT = 14 * 0,86/ 20 = 0,6 м³/ч.

• Пропускная способность полностью открытого клапана:

• К_VS = G_max/ √ DP_КЛ = 0,6/ √0,15 = 1,6 м³/ч.

• Данное значение К_VS можно также найти по диаграмме (рис. 3.4).

• По К_VS = 1,6 м³/ч выбирается клапан VB2 Д_У = 15 мм.

Номенклатура клапана VB2 (фланцевые

Таблица 3.1.

Диаметр условного прохода ДУ	Условная пропускная способность клапана kVS,	Ход штока
мм	м3/ч	мм
VB2 15	0,25
0,4
0,63
1,6
2,5
VB2 20	6,3
VB2 25
VB2 32
VB2 40
VB2 50