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 Ар, бар, V, м3/ч Ар, кПа, V, л/с Ар, мм вод. ст., V, м3/ч Ар, кПа, V, л/ч Ар, Па, G, кг/ч К‘ — JAp К -36 Y— •jap V К — ОД .— •jap V К -0,01 .— •JAp Г; К =0,316-;= ц/др

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:

5 = + (3-9)

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 Материал Диаметр Скорость теплоносителя, м/с Трубы Трубы 0,2 0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 Стать 3/8" 1,804 1,861 1,910 1/2" 1,804 1,868 1,910 1" 1,829 1,870 1,918 1 1/2" 1,879 1,919 1,947 65 мм 1,880 1,923 1,951 1,961 100 мм 1,896 1,920 1,949 1,964 300 мм 1,933 1,953 1,966 Медь 10×1 мм 1,779 1,766 1,771 1,787 18×1 мм 1,738 1,720 1,790 1,810 28×1,2 мм 1,801 1,811 1,862 1,802 1,783 54×2 мм 1,822 1,792 1,827 1,829

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