Определение условного диаметра регулирующего органа

4.2.1. Определяется расчетный расход вещества при полном открытии регулирующего органа Q_н1 , м³/час

Для пара и жидкости Q_м1 = 1,1 · Q_м.max

Для сухого газа Q_н1 = 1,1 · Q_н.max

Для влажного газа

Где: Р_впм – максимально возможное давление водяного пара при рабочих условиях. Оно равно давлению насыщенного пара Р_нп при рабочей температуре и определяется (3,приложению 5), с переводом в систему СИ. Но если окажется что Р_нп > Р_нач., то Р_впм = Р_нач. Величина φ должна быть выражена в долях единицы.

4.2.2. По справочным таблицам (1, таблица 2) определяются коэффициенты ζ всех местных сопротивлений, включая вход и выход из трубопровода, для полностью открытых запорных задвижек ζ = 0,1

4.2.3. Определяется коэффициент трения λ на всех участках трубопровода

Для пара и жидкости

D – внутренний диаметр данного участка трубопровода

δ – абсолютная шероховатость (в метрах)

Для газа

где Re – число Рейнольдса, которое определяется по формуле

где: µ - динамическая вязкость смеси в рабочих условиях;

D – внутренний диаметр трубопровода

ρ_н – плотность газа в нормальных условиях определяется по (приложение 4, Таблица 3). Для влажного газа ρ_н определяется по формуле

ρ_сн – плотность сухой части газа в нормальных условиях определяется по той же таблице

4.2.4. Определяются плотности вещества ρ′ и ρ′′ в трубопроводе до и после регулирующего органа

Плотность жидкости практически не зависит от давления, поэтому для нее ρ′ = ρ′′ = ρ. Значение ρ в зависимости от температуры, которая считается постоянной по всей длине трубопровода, находится в справочниках. Плотность воды (3, Приложение 2). Для газа и пара плотности ρ′ и ρ′′ определяются по формулам:

Для пара ρ_н = 0,75 кг/м³

4.2.5. Определяется скорость вещества на всех участках трубопровода и во входных патрубках всех местных сопротивлений при расчетном расходе V, м/с

Для пара и жидкости

Для газа

Где: ρ – плотность среды на данном участке трубопровода. На участках до регулирующего органа ρ = ρ′, на участках после регулирующего органа ρ = ρ′′.

F – площадь сечения участка трубопровода, если трубопровод имеет круглое сечение, то F определяется по формуле, м²

F = 0,786 · D²

4.2.6. Определяется потеря давления вещества в трубопроводе до регулирующего органа ΔР′_п1 до регулирующего органа при расчетном расходе. Если трубопровод по всей длине до регулирующего органа имеет постоянный диаметр и постоянную шероховатость внутренних стенок то используется формула, Па

Где I – номер местного сопротивления;

М – число местных сопротивлений до регулирующего органа, включая сопротивление входа в трубопровод, М = 4;

D – внутренний диаметр трубопровода

L₁ – длина трубопровода до регулирующего органа

Если трубопровод до регулирующего органа имеет несколько участков, отличающихся диаметром или шероховатостью внутренних стенок, то используется формула

ΔР_mi – потеря давления на i-том местном сопротивлении, определяется по формуле:

V_i – скорость во входном патрубке i-того местного сопротивления согласно (п.4.2.5).

к – номер участка трубопровода

n – число участков до регулирующего органа

ΔР_тк – потеря давления на определенном участке трубопровода на трение о стенки, определяется по формуле:

l_k – длина i-того участка

D_к – внутренний диаметр i-того участка

V_к – скорость среды на i-том участке согласно п.4.2.5.

4.2.7.Определяется потеря давления вещества, в трубопроводе ΔР′′_л1 после регулирующего органа. Расчет ведется по формулам аналогичным (п.4.2.6), при этом вместо плотности ρ′ используется плотность ρ′′. В число местных сопротивлений после регулирующего органа должно быть включено сопротивление выхода из трубопровода.

4.2.8. Определяется перепад давления на регулирующем органе ΔР_ро1, при расчетном расходе, Па

Для газа и пара ΔР_ро1 = Р_нач. – Р_к - ΔР′_л1 - ΔР′′_л2

Для жидкости ΔР_ро1 = Р_нач. – Р_к - ΔР′_л1 - ΔР′′_л2 + (h_H – h_K)ρg

h_H и h_K – отметки по высоте для начала и конца трубопровода

g – ускорение силы тяжести, g = 9,8 м/сек²

4.2.9. Для газа и пара определяется абсолютное давление перед регулирующим органом Р₁, Па

Р₁ = Р_нач. - ΔР′_л1

4.2.10. Для газа и пара определяется критический перепад давления на регулирующем органе ΔР_кр, Па

Где - величина критического отношения определяется в зависимости от показателя адиабаты χ вещества и находится в пределах 0,45÷0,6 (2 рис.79)

4.2.11. Для газа и пара определяется плотность регулируемой среды перед регулирующим органом ρ₁, кг/м³

4.2.12. Для газа и пара определяется отношение (2, рис.79) находится поправочный множитель на расширение среды, в случае когда ΔР_ро1 > ΔР_кр, ε₁ = ε_кр

4.2.13. Для вязкой жидкости (смола, мазут) находится число Рейнольдса для диаметра трубопровода перед регулирующим органом по формуле:

Затем по (2, рис.79) определяется поправочный множитель на вязкость вещества ψ₁.

4.2.14. Определяется расчетное значение условной пропускной способности регулирующего органа С

Для газа

Для пара и жидкости

Для жидкости ε₁ = 1, значение ψ₁ отличается от 1 только для вязких жидкостей.

4.2.15. В зависимости от рода вещества и его давления выбирается нужный тип регулирующего органа (клапан, заслонка, кран), а затем по каталогам или справочникам выбирается марка и условный диаметр таким образом, чтобы пропускная способность С выбранного регулирующего органа была бы равна расчетному значению или являлась бы ближайшей большей величиной по отношению к расчетному значению. По существующим правилам условный диаметр регулирующего органа может быть равен диаметру трубопровода или быть меньше его. Если условный диаметр получится больше диаметра трубопровода, то это свидетельствует о недостаточном перепаде давления на регулирующем органе или о недостаточной величине диаметра трубопровода. Если для вязкой жидкости окажется, что условный диаметр регулирующего органа меньше диаметра трубопровода перед ним то по формуле п.13 для условного диаметра регулирующего органа находится новое значение ψ₁ и далее уточняются значения С и условного диаметра регулирующего органа. При выборе марки и условного диаметра клапана или крана можно пользоваться (2, таблицей 56). Выбор условного диаметра поворотной заслонки с круглой плоской лопастью без упоров можно делать по следующей таблице:

Таблица 4.1 – Выбор условного диаметра поворотной заслонки