Dimensionering av kulsektorventiler och sätesventiler för kontinuerlig reglering

Transkript

1 F 756 S It isn t just Industrial Control alves and Regulators It s the now How! Dimensionering av kulsektorventiler och sätesventiler för kontinuerlig reglering entilkoefficienten v och C v id dimensionering av ventiler för kontinuerlig reglering används ventilkoefficienten v eller C v som bestäms genom provning. Definitionen är: v = vattenflöde i m 3 /h vid ett tryckfall över fullt öppen ventil av 1 bar (100 kpa). C v = vattenflöde i US gallons (3,785 liter) per minut vid ett tryckfall 1 psi (7 kpa) över fullt öppen ventil. Sambandet är: v = 0,86 C v eller, C v = 1,17 v id dimensionering bör man känna till tryckdifferensen över ventilen vid maximalt flöde. Denna bestäms av den totala tryckhöjden i reglerkretsen samt det statiska och flödesberoende tryckfallet i rörledningen. Genom att subtrahera alla förekommande tryckfall i reglerkretsen från totala tryckhöjden erhålls tryckfallet över ventilen. I de fall goda reglerkunskaper är väsentliga bör minst 30% av det flödesberoende tryckfallet disponeras av reglerventilen vid beräknat maxflöde. ulsektorventiler dimensioneras så att ventilen har en öppningsvinkel ej överstigande cirka vid maxflöde. (1/4) Ramén Industrial Control alves and Regulators

2 F 756 S It isn t just Industrial Control alves and Regulators It s the now How! Beräkningsformler ätskor: Q g dp där: Q = Flödet i m 3 /h g = Densiteten i kg/dm 3 dp = Tryckdifferensen i bar, dock insätts aldrig större värde än dp k dp k = ritiskt tryckfall som beräknas enligt avsnittet avitation avitation Om vätsketrycket vid passage genom ventilen sjunker under ångbildningstrycket uppstår ångblåsor i vätskan, vilket begränsar ventilkapaciteten och kan även orsaka ljud- och vibrationsproblem. Den kritiska tryckskillnaden dp k, vid vilken full kavitation uppkommer i reglerventilen, kan beräknas med följande uttryck: dp k = C f (P 1 P v ), där: C f = För olika ventiltyper, öppningsgrader och montagesätt specifik konstant. Se diagram sida 4. P 1 = Absolut tryck före ventilen i bar. P v = ätskans ångbildningstryck i bar absolut vid den temperatur som råder i ventilens inlopp. id beräkning av erforderligt v insätts i beräkningsformeln aldrig större värde för dp än det beräknade dp k enligt ovan. Om risk för kavitation föreligger kan någon av följande åtgärder övervägas i sådana applikationer där kavitation inte kan tolereras: 1. entilen placeras i en lägre punkt av rörsystemet, varvid P 1 och därmed dp k växer.. Sänks tryckfallet över ventilen sänks används eventuellt en större ventil. 3. I extrema fall används två ventiler i serie, vilka dimensioneras för halva tryckfallet vardera. ontrollera om någon av efterföljande korrektioner behöver göras: (/4) Ramén Industrial Control alves and Regulators

3 F 756 S It isn t just Industrial Control alves and Regulators It s the now How! Hög viskositet anligtvis behöver inte hänsyn tas till en vätskas viskositet. Är den mycket hög kan viss korrektion behöva göras enligt särskild metod. Massasuspensioner Framräknat v -värde multipliceras med en korrektionsfaktor enligt följande: Massakoncentration orrektionsfaktor.5% 1,03 3 1,1 4 1, 5 1,5 Rörkronors inverkan entiler med höga nominella v -värden kräver nästan alltid att rörledningen nedkonas för att lämplig ventilstorlek skall kunna användas. id dimensionering av kulsektorventilen för reglering vid max cirka 75 öppningsvinkel och vid normal grad av nedkoning är konornas inverkan på ventilkapaciteten liten och ofta kan försummas. onormas inverkan är störst vid helt öppen ventil. För de fall då ventilkapaciteten vid helt öppen ventil behöver beräknas, anges nedan den procentuella minskningen av kulsektorventilens kapacitet vid helt öppen ventil för två olika grader av nedkoning: Röransl entilansl D ( ) d 1,5,0 Reducering av ventilens vs : ulsektorventiler: 15% 5% Sätesventiler: 4% 6% (3/4) Ramén Industrial Control alves and Regulators

4 F 746 S It isn t just Industrial Control alves and Regulators It s the now How! Gaser och ånga Icke kritiskt tryckfall ritiskt tryckfall dp 0.5 Cf * P 1 (generellt) 0,18 * P 1 (för kulsektorventil) dp 0.5 C f * P 1 (generellt) 0,18 * P 1 (för kulsektorventil) Gaser Mättad ånga Q GT 380 dp(p P ) 6 W 1 dp(p P ) 1 Q GT 340 C P f 1 7 W C P f 1 Överhettad ånga 6 (1+0,0016t) W dp(p P ) 1 7(1+0,0016t) W C P f 1 där: v = entilkoefficient. C f = entilkonstant för kritiskt flöde, C f = 0,6, för kulsektorventiler (100% öppen). Se diagram. G = P 1 = P = dp = Q = T = t = Densitet i kg/m 3 vid normaltillstånd (760 mm Hg and 0 C) Inloppstryck, bar absolut. Utloppstryck, bar absolut. Tryckskillnad över ventilen, bar. Flöde i m 3 /h vid normaltillstånd. Mediets temperatur i (73 + C). Överhettning i C (differens mellan den överhettade ångans temperatur och mättnadstemperaturen vid ett tryck motsvarande det aktuella trycket i ventilens inlopp). W = Flöde i 1000 kg/h. (4/4) Ramén Industrial Control alves and Regulators

5 F 746 E It isn t just Industrial Control alves and Regulators It s the now How! Tryckåtervinningsfaktor F L ulsektorventil, Ramén S F L1 = Tryckåtervinningsfaktor för FULL kavitation. F L = Tryckåtervinningsfaktor för delvis kavitation. Delta P kritisk = F L (P1-P v ) P1 = inloppstryck pressure, bar absolut Pv = ångbildningstryck för vätska vid driftstemperatur, bar absolut öppningsvinkel Tryckåtervinningsfaktor F L Angle Flow F L1 F L1 F L % 0,6 0,36 0, % 0,6 0,38 (0,5) 79 60% 0,67 0,45 (0,3) 67 40% 0,77 0,59 (0,39) 47 0% 0,85 0,7 (0,48) 33 10% 0,88 0,77 (0,51) 3 5% 0,90 0,81 (0,54) (5/6) Ramén Industrial Control alves and Regulators

6 F 746 E It isn t just Industrial Control alves and Regulators It s the now How! Flödeskoefficient C v och v Ramén ulsektorventil typ S, SP installerad i ett rör med samma nominella diameter. alve size (code) Bore diam. alve flow coefficients at fully open valve mm. mm. C s 5/0,03 () (*) 0,03 0,05 5/0,3 (F) (*) 0,3 0,5 5/0,7 (D) (*) 0,7 0,6 5/1,3 (C) (*) 1,3 1,1 5/,5 (A) (*),5,1 5/5 (**) 5,8 5,1 5/10 (**) 9 7,5 5/ ,5 5/ / / Flödeskoefficient för typ SG (*)ulsektorn har inget hål utan består av ett triangelformat spår på kulsfären för att ge likprocentik karaktäristik; från Cv,5 och mindre. Effektivt arbetsområde är då 0-7. (**) ulsektor med Cv 5,8 och 9 har ett triangelformat hål. Effektivt arbetsområde är då 0-60, respektive (6/6) Ramén Industrial Control alves and Regulators