Zasady doboru zaworów regulacyjnych przelotowych - powtórka

Transkrypt

1 Trójdrogowe zawory regulacyjne Wykład 5

2 Zasady doboru zaworów regulacyjnych przelotowych - powtórka Podstaw do doboru rednicy nominalnej zaworu regulacyjnego jest obliczenie współczynnika przepływu Kvs gdzie: Vs[m3/h] p Z100 a = 1 a K p S VS = V S Z100 [m3/h] obliczeniowy strumie objtoci wody, [bar] strata cinienia na zaworze regulacyjnym całkowicie otwartym, dla załoonej wartoci autorytetu zaworu a (kryterium dławienia). Minimalny spadek cinienia na zaworze regulacyjnym pz100min 0.1 bar

3 Zasady doboru zaworów regulacyjnych przelotowych - powtórka Autorytet zaworów przelotowych (kryterium dławienia zaworu) jest definiowany jako gdzie: p Z100 s a = z100 z100 + strata cinienia na zaworze całkowicie otwartym, strata cinienia w sieci przewodów obwodu regulacji. Przy stałoprocentowej charakterystyce zaworu jako wielko orientacyjn przyjmuje si autorytet zaworu a = 0,3 do 0,5. Jest to zakres wartoci, dla którego uzyskuje si dopuszczalny zakres waha współczynnika wzmocnienia obiektu regulacji zawór wymiennik a tym samym dobr jako regulacji. s

4 Metoda wymiarowania zaworów na podstawie kryterium minimalizacji waha współczynnika wzmocnienia obiektu regulacji - powtórka Współczynnik wzmocnienia Współczynnik przenoszenia kw k s k W Q = h ks d( Q / Q100 ) = = = const k d( h / h ) Charakterystyki statyczne: a zaworu regulacyjnego (stałoprocentowa), b wymiennika ciepła, c wymiennika ciepła wraz z zaworem regulacyjnym (obiekt regulacji) a h b Q m m S100 c 100 h m Q/Q s = 1 Q/Q s Q/Q s h/h s m/m s h/h s

5 Optymalne wartoci współczynnika autorytetu zaworu przelotowego wyznaczony metod minimalizacji waha współczynnika wzmocnienia av- współczynnik autorytetu zaworu, a- parametr obliczeniowy wymiennika, Dla a=0.48 wymiennika z Dla a=0.48 wymiennika z wykresu mona odczyta optymalny autorytet zaworu stałoprocentowego av= 0.30 oraz dopuszczalny maksymalny av= 0.80

6 Rodzaje wykona armatury trójdrogowej Zawór trójdrogowy: a) mieszajcy, b) rozdzielajcy

7 Charakterystyka zaworów trójdrogowych Cech charakterystyczn zaworów trójdrogowych jest to, e powierzchnia przekroju zmienia si w gniazdach (dwa gniazda) w przeciwnych kierunkach. Strumienie na drodze A i B s zmienne (od 0 do 100%) a strumie na drodze AB zmienia si w ograniczonym zakresie (nie wicej ni ± 10%). Strumie A słuy do regulacji mocy (temperatury), wpływa na kształt charakterystyki obiektu regulacji zawór-wymiennik.

8 Sposoby montau zaworów trójdrogowych W układzie hydraulicznym z zaworem trójdrogowym mona wyróni trzy obiegi: cz, w której strumie przepływajcego czynnika jest stały (jest to tzw. obieg stałego przepływu - SP), obieg zmiennego przepływu zaleny od stopnia otwarcia zaworu ZP, przewód mieszajcy o zmiennym przepływie PM. K ZP PM Z SP G

9 Sposoby montau zaworów trójdrogowych a) zawór mieszajcy, b) zawór mieszajcy pełnicy funkcj zaworu rozdzielajcego, c) zawór rozdzielajcy

10 Charakterystyki wewntrzne zaworów trójdrogowych

11 Charakterystyki zaworów trójdrogowych Wymagania: strumie objtoci w obwodzie odbiornika (przyłcze AB) jest stały: V ± 10%Vs, charakterystyka przyłcza A umoliwia zmian mocy cieplnej instalacji proporcjonalnie do skoku zaworu (kryterium minimalizacji waha współczynnika wzmocnienia obiektu regulacji). Analiza charakterystyk eksploatacyjnych zaworów trójdrogowych została opisana w ksikach W. Chmielnickiego i H. Rossa.

12 Charakterystyki eksploatacyjne zaworów trójdrogowych wg Chmielnickiego Charakterystyka eksploatacyjna zaworu trójdrogowego zaley od wartoci spadków cinienia w poszczególnych obwodach układu reg. p or = p + p + p k 100 Z 100 G 100 p or = p zp + p Z p sp K ZP PM Z SP G

13 Charakterystyki eksploatacyjne zaworów trójdrogowych wg Chmielnickiego Stopie rozdziału A A = k100 or Autorytet zaworu trójdrogowego = zp or a p Z 100 p z100 = = calk z100 zp UWAGA! = + calk = k100 + Z100 calk zp Z100 Zamiast ps przyjmowanego przy doborze zaworów przelotowych) w przypadku zaworów 3-drogowych wstawiamypzp

14 Charakterystyki eksploatacyjne zaworów trójdrogowych wg Chmielnickiego Charakterystyki eksploatacyjne zaworu trójdrogowego dla stopnia rozdziału cinienia A = 0,21 oraz współczynnikach autorytetu a = 0,125 (xxxxx), 0,3 (-----) i 0,7 (...),

15 Charakterystyki eksploatacyjne zaworów trójdrogowych wg Chmielnickiego Charakterystyki eksploatacyjne (robocze) zaworu trójdrogowego przy stałym współczynniku autorytetu a = 0,3 oraz rónych stopniach rozdziału cinienia: A = 0,07 (xxxxx), 0,21 (-----) 0,49 (...),

16 Charakterystyki eksploatacyjne zaworów trójdrogowych wg Chmielnickiego Z przedstawionej analizy wynika, e aby zapewni minimalne zmiany przepływów w krócu AB, opory obiegu o zmiennym przepływie pzp powinny by małe w porównaniu do oporów obiegu o stałym przepływie pspp i spadku cinienia na zaworze regulacyjnympz100. k100 zp A = = Najkorzystniejsz charakterystyk uzyskano dla A = 0,07 (xxxxx), or or

17 Wnioski Deformacja charakterystyki przepływowej na wypływie z zaworu trójdrogowego (wylot AB) zaley od stosunku oporu odcinka sieci o zmiennej wartoci strumienia objtoci do oporu całej sieci. Kierowanie si przy doborzerednicy zaworu trójdrogowego jedynie kryterium wartoci współczynnika autorytetu zaworu nie jest uzasadnione, poniewa nie uwzgldnia on wpływu tłumienia przez opór odcinka sieci o niezmiennym strumieniu objtoci na deformacj charakterystyki przepływowej na wypływie AB z zaworu trójdrogowego. W praktyce konieczne jest ilociowe okrelenie wpływu tłumienia.

18 Charakterystyki eksploatacyjne zaworów trójdrogowych W wypadku stosowania zaworów przelotowych deformacja charakterystyki zaley przede wszystkim od jednego parametru, a mianowicie autorytetu zaworu a, który zaley z kolei od doboru rednicy zaworu. W wypadku zaworów trójdrogowych taki wpływ maj trzy parametry, a mianowicie: a (a ), b, c. a = Z100 calk = Z100 Z100 + zp

19 Charakterystyki eksploatacyjne zaworów trójdrogowych wg H. Rossa Wyniki bada H. Rossa a b c ' = Z100 = = sp pm / / zp / zp zp Z K ZP PM SP G

20 Wpływ parametru a i b (c=1) na strumie na wypływie z króca AB (V/V100)) wg H. Rosa

21 Wnioski z bada H. Rosa Wymagany autorytet zaworu a ma znaczc warto tylko przy małym tłumieniu przez odcinek sieci o stałym strumieniu objtoci (małe wartoci b<3). W wypadku wartoci parametru b > 3 wpływ rednicy zaworu trójdrogowego (a tym samym autorytetu a) na zmian charakterystyki w krócu AB zaworu jest w zasadzie bez znaczenia. Z reguły instalacje ogrzewania s projektowane w taki sposób,eby stosunek b > 3.

22 Zasady doboru zaworów trójdrogowych Z bada H. Rosa mona wycign nastpujce wnioski: równowaenie połczonych równolegle odcinków o zmiennym strumieniu objtoci (ZP i PM - parametr c=1) jest celowe tylko przy wartociach parametru b < 3, współczynnik autorytetu a ma istotny wpływ przy doborze zaworu dla b < 3. Jeeli za punkt wyjcia przyjto dopuszczalne zwikszenie sumarycznego strumienia objtoci (V/V100 = 1,1) to przy b < 3 współczynnik autorytetu naley przyjmowa a=0.5, przy wartociach parametru b 3 zmiana sumarycznego strumienia objtoci jest tak niewielka i w tak małym stopniu zalena od kryterium dławienia a, e deformacja podstawowych charakterystyk zaworu nie moe by miarodajna przy doborze zaworu. W takich sytuacjach trzeba przyj inne kryterium, np. kryterium minimalizacji waha współczynnika wzmocnienia kz=const 1 dla obiektu zawór + wymiennik ciepła i wówczas wystarczy a=

23 Dobór zaworu mieszajcego w układach z wtryskiem a b s + c d s = a e s Z 100 a b s + c d s

24 Zasady doboru zaworów regulacyjnych trójdrogowych tok oblicze 1. Podstaw do doboru rednicy nominalnej zaworu regulacyjnego jest obliczenie współczynnika przepływu Kvs VS K [m3/h] VS = gdzie: Z100 V[m3/h] obliczeniowy strumie objtoci wody, p z100 [bar] strata cinienia na zaworze regulacyjnym całkowicie otwartym, obliczana dla załoonej wartoci autorytetu zaworu a gdzie: a = 1 a Z100 p zp pzp - strata cinienia w obiegu zmiennoprzepływowym ZP.

25 Tok oblicze 2. Okrelamy obwody stało- i zmiennoprzepływowe a nastpnie obliczamy wartoci parametrów b i c Z b = sp / zp c = p pm / p zp K ZP PM SP G

26 Tok oblicze 3. Kierujc si wynikami bada H. Roosa w zalenoci od wartoci parametru b przyjmujemy warto współczynnika autorytetu a: przy b < 3 współczynnik autorytetu naley przyjmowa a 0.5 i równowaymy hydraulicznie połczone równolegle odcinki o zmiennym strumieniu objtoci tak aby c=1 (wstawiamy w przewód mieszajcy zawór do rcznego nastawiania), przy wartociach parametru b3przyjmujemy a=

27 Tok oblicze Wg wikszoci pozycji literaturowych przy doborze trójdrogowych zaworów regulacyjnych naley przyjmowa a 0.5 i równoway hydraulicznie połczone równolegle odcinki o zmiennym strumieniu objtoci. Zastosowanie tych zalece nie jest błdem gdy zapewnia dobr jako regulacji niezalenie od wartoci kryterium tłumienia b. Ich wad moe by niska efektywno energetyczna układu wysokie koszty pompowania. Minimalny spadek cinienia na zaworze regulacyjnym jako pp 0.1 bar, wg. literatury niemieckiej nawetpz100min0.03 do 0.05 bar. 4. Po obliczeniu współczynnika przepływu K VS z katalogu zaworów dobieramy rednic zaworu o wartoci K VS najbliszej mniejszej (jeeli pozwala na to pd) od wyliczonej. Przy małych wartociachpz100 =pzp (a=0.5) ustalajc K VS kierujemy si rednic przewodów przyłczanych do zaworu. 5. Sprawdzamy rzeczywist warto pz100 oraz a rzeczywiste.

28 Dzikuj za uwag!