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Déterminer la chute de pression pour le dimensionnement de la vanne de commande

Voleur Voleur 2022-09-22 14:11:09
Déterminant Chute de pression pour dimensionnement de la vanne de commande

La chute de pression Doit être déterminé lors du dimensionnement des vannes de commande pour un système particulier.

La plupart des gens Familier avec les soupapes de commande a vu la formule pour calculer la vanne capacité (CV) requise pour s'écouler à travers une quantité donnée d'eau (ou liquide de densité similaire):

02.png

La chute de pression de vanne de contrôle


Une plomberie Le système existe pour remplir les fonctions utiles de l'installation. Ça pourrait se refroidir un flux de produit, transmettant des ingrédients, remplissant des seaux ou des centaines d'autres les fonctions. En règle générale, une fois qu'un opérateur ou un ingénieur comprend le requis Fonction et plage de charge du système, les débits minimum et maximum requis pour exécuter cette fonction peut être déterminé. Alternativement, si un seul La condition de conception est connue, une supposition raisonnable sur la plage d'écoulement attendue peut Fournir des valeurs d'écoulement minimum et maximale pour le dimensionnement de la valve.

"Presque" Tous les composants du système de plomberie sont fixes. Ces composants incluent tuyaux, raccords, filtres ou écrans, vannes d'isolement et échangeurs de chaleur. Et aussi haute clapet anti-pression. La perte de pression dans chacun des Ces assemblages varient avec le débit du fluide qui coule à même. Une fois que l'ingénieur de processus a déterminé les débits minimum et maximum, Les pertes de pression dans ces composants stationnaires peuvent être calculés pour chaque débit.

Notez que le Le mot «presque» est utilisé ci-dessus. C'est parce qu'un composant qui est Non sécurisé est la vanne de commande. Le système de commande ajustera le contrôle valve au besoin afin que le système fournit le flux nécessaire pour effectuer son fonction conçue. La partie de la pression différentielle globale du système qui n'est pas consommé par les composants stationnaires du système doit apparaître à travers le soupape de commande.

Calcul

Il y a un Programme de calcul qui détermine la pression différentielle (ΔP) au niveau du Valve de contrôle pour un flux donné dans le système. Pour chaque condition d'écoulement, commencez en amont de la valve à un emplacement de pression connu. Un bon exemple de ce type de l'emplacement est une pompe centrifuge, où la pression peut être déterminée à partir de la courbe de tête. Soustrayez la perte de pression pour chaque élément de ce point le système. En utilisant la perte de pression calculée au débit minimum pour Chaque coude, soupape d'isolement, échangeur de chaleur et autres équipements fixes, procédez le long du chemin du système, en déduisant chaque perte de pression.

Une fois que c'est fait, la pression du système en amont de la valve peut être enregistrée sous forme de P1 sous conditions d'écoulement minimum.

L'étape suivante est Pour calculer la pression quittant la soupape de commande P2. Faites cela d'une manière similaire à Le premier calcul, juste à l'envers. Cela signifie qu'un point en aval de La valve doit être choisie avec une pression connue. Un bon exemple est un pot avec un Tête connue. Un autre problème est que le ruisseau est évacué dans l'atmosphère. De cette position, la perte de pression doit augmenter jusqu'à ce qu'elle atteigne le sortie de la valve. La raison pour laquelle ces chiffres sont ajoutés plutôt que soustrait comme dans l'exemple précédent parce que nous nous déplaçons en amont dans le pipeline plutôt qu'en aval. Ce résultat a été enregistré comme P2 au moins conditions d'écoulement.

Une fois ces deux Les nombres (P1 et P2) sont enregistrés, la chute de pression que la soupape de commande doit Le compte peut être facilement déterminé à l'aide de la formule suivante:

03.png

Répéter ceci Processus en utilisant la valeur déterminée par le débit maximum. Si le amont L'emplacement de pression connu est une pompe centrifuge à vitesse fixe, vous devez glisser directement sur la courbe de flux de pression à la valeur de la tête de sortie pour un débit maximal, qui sera inférieur à la valeur de la tête pour un débit minimum. À l'écoulement maximum, le La perte de pression par luminaire sera plus élevée, donc la pente de la pression du système Le graphique sera plus raide que dans des conditions d'écoulement minimum. Voir la figure 1 pour un Exemple d'une carte de pression du système de tuyauterie.

Figure 1. Déterminer la chute de pression de la soupape de commande

Une fois P1 pour Le débit maximal est déterminé, commencez à un point en aval de la pression connue et travailler à l'envers, en utilisant à nouveau la valeur plus élevée de la perte de pression causée par le flux maximum plus élevé. Cela vous donnera P2 dans des conditions d'écoulement maximales.

Entente Perte de pression du système

Comme représenté sur la Figure 1, dans un système de tuyauterie typique, la valeur de ΔP à l'écoulement minimum Les conditions sont supérieures à celles dans des conditions d'écoulement maximales.

Si l'on devait graphique P1 et P2 pour le flux total que le système peut fournir, un graphique tel que Celui illustré à la figure 2 pour un exemple typique pourrait être généré.

Figure 2 Pression caractéristiques de courbe ou système.

La ligne supérieure montre la valeur de P1, qui commencera à une valeur plus élevée et diminuera à mesure que le le flux augmente. La ligne inférieure sur le graphique (la valeur de P2) commencera à un Valeur et augmentation relativement faibles à mesure que le débit augmente. À n'importe quelle valeur de flux, le La distance entre ces deux lignes est la pression différentielle de la taille de la valve, ΔP. Cette Le graphique est parfois appelé courbe de pression. Il peut également être considéré comme un proxy Pour les caractéristiques du système - un résumé du système de tuyauterie spécifique Caractéristiques similaires à celles inhérentes aux vannes de contrôle.

Une fois exactement Les valeurs pour P1, P2 et ΔP sont déterminées, le calcul (CV) et la valve de contrôle La sélection peut être effectuée facilement et avec précision.

Conclusion

La ligne de fond est-ce que lorsque vous dimensionnez une soupape de commande pour un système particulier, il n'y a aucun moyen de estimer ou supposer quelle sera la chute de pression. Des calculs doivent être effectués en fonction de la nature du système, en tenant compte de tous les composants fixes dans un système donné et comment ce système fonctionnera au minimum et au débit maximum les taux.