Пропускная способность клапана
Коэффициент местного сопротивления | является основной гидравлической характеристикой запорно-регулируюгцей арматуры. Определяют | при протекании воды через клапан в режиме квадратичного сопротивления. Находят £ экспериментально как отношение потерянного полного давления на клапане к динамическому давлению в его условном входном сечении. Кроме того, в коэффициент местного сопротивления клапана включено сопротивление участков присоединительных трубопроводов, на которых происходит перестройка поля скорости воды. Эта особенность требует наличия в системе прямых участков трубопроводов перед клапаном и после него (см. рис. 7.4), что не всегда достижимо.
К гидравлическим характеристикам клапанов относят также пропускную способность. Ее определяют как объемный расход воды в м3/ч с плотностью 1000 кг/м3, проходящей через клапан при перепаде давления 105 Па (1 бар). Поэтому часто в каталогах и справочниках пренебрегают знаменателем единиц измерения и указывают только м3/ч. При этом теряется гидравлический смысл параметра.
Для определения потери давления в клапанах АР, бар, применяют уравнение (3.6), выражая скорость воды через объемный расход V, м3/ч, деленный на площадь условного проходного сечения:
AP = ±V2. (3.7)
К
Сравнивая уравнения (3.6) и (3.7), определяем, что пропускная способность Kv, (м3/ч)/бар0,5, состоит из коэффициента местного сопротивления и площади входного сечения клапана, которую рассчитывают по условному диаметру входного сечения. Поэтому размерность kv представляют иногда в м2, что не в полной мере отражает гидравлическую суть данного параметра.
Параметр kv, оцениваемый размерностью м3/ч, удобен в пользовании тем, что дает возможность ощутимого восприятия его гидравлической способности при сравнении с другими клапанами. Для всех клапанов перепад давления при их испытании постоянен [16; 17]. Но он, как правило, не совпадает с перепадом давления в реальной системе, поэтому при заказе и спецификации клапанов необходимо рассчитывать kv по номинальным параметрам системы с учетом традиционно применяемой в стране системы размерностей. Наиболее часто встречающиеся переводные формулы приведены в табл. 3.1.
|
Таблица 3.1. Опрелеление пропускной способности клапана кл (мУч)/бар°-5
|
Следует обратить внимание на то, что параметр кл: может иметь дополнительную индексацию, которая характеризует конструктивные особенности клапана, например, для максимально открытого термостатического клапана с надетым термостатическим регулятором, номинально открытого терморегулятора, терморегулятора с установленной настройкой дросселя… Рассчитывают систему, как правило, по одному из этих параметров. Однако такой подход не учитывает изменения гидравлических характеристик системы с автоматическим регулированием. Современные системы с переменным гидравлическим режимом требуют рассмотрения работоспособности в любых условиях эксплуатации и, следовательно, соответствующего корректирования пропускной способности клапана.
Параметр Kv является аналогом проводимости о [18], (кг/ч)/Па0,5. Под проводимостью подразумевают физическую величину, количественно характеризующую способность элемента гидравлической системы пропускать воду при наличии на нем перепада давления. По проводимости находят гидравлические потери не только клапана, а и системы в целом:
АР = —7G2 = SG2, (3.8)
Сг
Где S — характеристика гидравлического сопротивления участка системы, Па/(кг/ч)2:
Где А — удельное динамическое давление на участке, Па/(кг/ч)2:
А = 6,25/10*Pd (3.10)
В центральной Европе потери давления АР, бар, на участке трубопровода находят по аналогичным уравнениям. Отличие состоит в применяемых единицах измерения и в учете влияния на потери давления гидравлического режима течения в пристенной области трубопровода. Для упрощения расчетов это влияние выражают переменным показателем степени т [19]:
A P=CVm, (3.11)
Где С — характеристика сопротивления участка трубы, бар/(м3/ч)ш.
Практические расчеты осуществляют по усредненному показателю степени. При использовании стальных труб принимают т = 1,9, медных — т = 1,8. Более точные значения указаны в стандартах, например, DIN 2440, DIN 2448. Значения показателя степени т в зависимости от материала и диаметра труб при известной скорости теплоносителя представлены в табл. 3.2.
Для обеспечения регулирования системы в заданных пределах необходимы правильный подбор и расчет клапана. Опыт наладки и эксплуатации
|
Таблица 3.2. Показатель степени m лля цилинлрических труб
|
Систем обеспечения микроклимата показывает, что зачастую регулирующие клапаны не рассчитывают, а подбирают по диаметру трубопровода, на котором их устанавливают. Это приводит к ухудшению чувствительности регулятора, потере его регулирующей способности. Наиболее ярким примером являются водоразборные краны горячей или холодной воды, из которых при незначительном открытии выходит сильная струя и дальнейшее их открытие не приводит к существенному увеличению. В результате: либо перерасход воды, либо психологическая неудовлетворенность.
Причиной искажения статических и динамических характеристик системы в целом либо плохой работы регуляторов, в частности, является неправильный их выбор — лишь по пропускной (расходной) характеристике клапана.
Пропускная способность является основной гидравлической харак — теристикой клапана, которая учитывает сопротивление, создаваемое им проходу теплоносителя.
Подбор клапана по пропускной способности за номинальным перепадом давления и расходом теплоносителя пригоден лишь для определения его типоразмера и не отражает его регулировочную способность в системе.
Posted in ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ