Регулирующая арматура и расчет регулирующего клапана в настоящее время является неотъемлемой составляющей систем водоснабжения, отопления и вентиляции, а также различных технологических линий. И правильный подбор регулирующего клапана для данных систем является важной задачей, так как позволяет получить следующие преимущества:
- Повысить эффективность работы предприятий за счет более точного регулирования технологических процессов.
- Решить проблемы, связанные с высоким уровнем шума и кавитацией, и, как следствие, — с эрозионным износом клапанов и трубопроводов.
- Сократить расходы на техническое обслуживание предприятий.
- Повысить безопасность технологических процессов.
Независимо от поставленной задачи, расчет регулирующего клапана сводится к определению его пропускной способности, при которой на заданном расходе будет дросселирован заданный избыток напора.
Пропускная способность регулирующей арматуры численно характеризуется коэффициентом пропускной способности Kv. Коэффициент Kv равен расходу рабочей среды с плотностью 1000 кг/м3 через клапан при перепаде давления на нем 0,1 МПа.
В зависимости от типа среды применяются различные расчетные формулы для определения значения Kv, но исходные данные остаются неизменными:
- P1 — давление на входе клапана, бар;
- P2 — давление на выходе клапана, бар;
- ∆P — перепад давления на клапане, бар;
- t1 — температура среды на входе, oC;
- Q — расход для жидкости, м3/ч;
- QN — расход для газов при Н.У., нм3/ч;
- G — расход для водяного пара, кг/ч;
- ρ — плотность жидкости, кг/м3;
- pN — плотность газов при Н.У., кг/нм3.
Поскольку при расчете пропускной способности не учитывается ряд факторов, влияющих на работу клапана, для выбора клапана используется коэффициент Kvs, учитывающий запас в 30%.
По рассчитанному значению Kvs подбирается регулирующий клапан с максимально близким бóльшим значением Kvs c учетом рекомендуемого диаметра.
Клапан необходимо выбирать так, чтобы расчетная величина Kvs находилась в интервале между Kvs min и Kvs max клапана. Для клапанов различных производителей значения Kvs min различны. Указанные параметры приведены в технических описаниях оборудования.
Кроме соответствия по пропускной способности, существует ряд параметров, на которые следует обратить внимание при подборе регулирующих клапанов, а именно:
- условный диаметр;
- условное давление;
- вероятность возникновения кавитации;
- уровень шума;
- отношение входного давления к выходному или допустимый перепад давления на клапане.
- w — рекомендуемая скорость потока среды, м/c;
- Q — рабочий объемный расход среды м3/ч;
- d — диаметр трубопровода, м.
- P1 – давление на входе клапана, бар;
- ∆P – перепад давления на клапане, бар.
- w – скорость потока среды, м/c;
- Q – рабочий объемный расход среды м3/ч;
- d – диаметр трубопровода, м.