Kv что такое клапана – Пропускная способность Kvs. Что это такое?

Kv что такое клапана – Пропускная способность Kvs. Что это такое?

Расчет Kv для выбора диаметра запорно-регулирующего клапана (КЗР)

В конечном итоге выбор запорно-регулирующего клапана по его гидравлическим параметрам сводится к выбору вида пропускной характеристики (линейная или равнопроцентная) и его условного диаметра прохода Dy в мм, рассчитанного по его пропускной способности (Kv).

Kv клапана – это условный объемный расход воды через полностью открытый клапан, м3/час при перепаде давлений 1 Бар при нормальных условиях. Указанная величина является основной характеристикой запорно-регулирующего клапана.
Для предварительного упрощенного расчета можно использовать следующие формулы:

Перепад давления

Расход жидкостей

Расход воздуха

Расход водяного пара

кг/час

м³/час

кг/час

м³/час

кг/час

p1 – давление перед клапаном, бар (абсолютное)

p2 – давление за клапаном, бар (абсолютное)

Δp= p1 – p2 – перепад давления на клапане

Q – расход в м³/час

W – расход в кг/час

ρ1 – плотность перед клапаном для газов и пара

T1 – температура (°К) перед клапаном

QG м³/час – расход газообразных веществ при 0°С и 1013 мбар

ρ кг/м³ – плотность жидкостей

ρG кг/м³ – плотность газообразных веществ при 0°С и 1013 мбар

1 м³/кг – удельный объем (из таблицы свойств пара) при p1 и t1

2 м³/кг – удельный объем (из таблицы свойств пара) при p2 и t2

* м³/кг – удельный объем (из таблицы свойств пара) при p1/2 и t1

t1 – температура (°C) перед клапаном

t2 – температура (°C) за клапаном

Рассчитанное значение Kv, затем округляется в большую сторону.

Некоторые производители рекомендуют выбирать регулирующий клапан с ближайшим большим значением Kvs от полученного значения Kv. Такой подход выбора позволяет с большей точностью регулировать расходы ниже заданного при расчёте, но не даёт возможности увеличить расход выше заданного значения, которое довольно часто в процессе эксплуатации приходится превышать. Мы не критикуем вышеописанный метод, но рекомендуем подбирать двухходовой запорно-регулирующий клапан таким образом, чтобы требуемое значение пропускной способности находилось в диапазоне от 30 до 80% хода штока. КЗР, рассчитанный таким образом, сможет с достаточной точностью как уменьшить расход относительно заданного, так и несколько увеличить его. Тем более, что все приводы, которые применяются в КОНТУР КЗР имеют механические ограничители, которые позволяют регулировать пропускную способность клапанов в необходимом диапазоне.

ЛИТЕРАТУРА:

1. ГОСТ 12893-83 (Взамен ГОСТ 12893-67 ГОСТ 16559-71), Москва, 1984 г.
2. В. И. Манюк Справочник по наладке и эксплуатации тепловых сетей. Москва: Стройиздат, 1982.

Расчет Kv регулирующего клапана | Аквасервис

Kv (Kvs) клапана – характеристика пропускной способности клапана, есть условный объемный расход воды через полностью открытый клапан, м 3 /час при перепаде давлений 1 Бар при нормальных условиях. Указанная величина является основной характеристикой клапана.

Зависимость перепада давлений на клапане, объемного расхода жидкости через регулирующий клапан, и условный объемный расход (Kv) описывается следующим соотношением:

Формулы пересчета Kv для различных размерностей расхода и давления:

При подборе клапана рассчитывается значение Kv, затем округляется в большую сторону до ближайшего значения соответствующего паспортной характеристике (Kv) клапана. Регулирующие клапаны выпускают, как правило, с величинами Kvs, возрастающими в геометрической прогрессии (ряды Рейнарда):

Kvs: 1.0, 1.6, 2.5, 4.0, 6.3, 10, 16 …………

По приведенным выше формулам можно уточнить перепад давления на выбранном клапане.

Пример расчета

Требуемый перепад давления на клапане – 0,5 Бар,
Расчетный расход – 0,5м3/час,
Из формулы получаем Kv=0,707, ближайшее большее значение Kv клапана (из каталога) – 1,0
Выбираем клапан с Kv=1,0
Перепад давления на выбранном клапане Р1=0,25 Бар (пересчет по формуле)

Пропускная способность Kv и Kvs

Пропускная способность задвижек, вентилей, регулирующих клапанов и другой арматуры характеризуется коэффициентом пропускной способности Kv Данный коэффициент обязательно указывается заводом производителем в технических характеристиках и определен по расходу среды м3/час, плотностью 1000 кг/м3, температуре 15 С и перепаде давления 1 Бар.
Реальный коэффициент учитывает много факторов в той, или иной степени влияющих на работу арматуру и сложность расчета. Поэтому, для более простого расчета и выбора арматуры по каталогу, введено понятие Kvs. Величина Kvs характеризует расход через арматуру в полностью открытом положении при перепаде давления в 1 Бар. Величина Kv характеризует расход при любом другом положении. При расчете арматуры определяется коэффициент расхода Kv, а затем с учетом коэффициента 1,3 производится подбор по каталогу.

Расчет коэффициента пропускной способности (м 3 /ч) производится по данной формуле :

Где : Q – расход жидкости м 3 /ч , ρ – плотность жидкости кг/м 3 p₁ – входное давление, Бар абс., p₂ – выходное давление Бар абс., Δp – перепад давления на клапане, Бар

Величина абсолютного давления отличается от величины относительного на 1 Бар (величина одной атмосферы) :

При расчете следует учитывать условие возможного возникновения кавитации и проверить допустимый перепад давления :

Для расчета можно воспользоваться нашим калькулятором Kv и Kvs

Mankenberg – FAQ – Часто задаваемые вопросы

Часто задаваемые вопросы

1. Общие вопросы о регулирующих клапанах

2. Специальные вопросы об оборудовании Манкенберг

1. Общие вопросы о регулирующих клапанах

Что означает величина Kv?

Величина Kv характеризует пропускную способность клапана:

Что означает величина Kvs?
При расчёте клапана на основании исходных данных определяется величина Kv. К полученной величине добавляют 30%, получая величину Kvs. Значение Kv клапана должно быть не менее рассчитанного значения.

Что такое входное давление pv (p1)?

Входное давление – давление среды перед клапаном по направлению потока.

Что такое выходное давление ph (p2)?
Выходное давление – давление среды после клапана по направлению потока.

Что такое перепад давления Δp?
Перепад давления – разница давлений в двух точная системы или входного и выходного давления клапана. В последнем случае, перепад давления зависит от конструкции клапана.

Что такое падение давления?
Падение давления характеризует снижение давления среды при её прохождении через клапан.

Почему скорость потока среды имеет большое значение?
В зависимости от среды, допускаются различные скорости потока в трубопроводе. Наряду с величиной Kv(s), скорость потока является определяющим фактором при выборе типоразмера клапана.

Что такое диапазон рабочего давления?
Диапазон рабочего давления характеризует диапазон давления, на который клапан может быть настроен или в котором клапан может использоваться.
Например:
Диапазон давлений 4-6 бар означает

• для редукционного клапана – выходное давление может быть настроено в пределах от 4 до 6 бар
• для перепускного клапана – входное давление может быть настроено в пределах от 4 до 6 бар
• для воздухоотводчика – клапан может использоваться для рабочих давлений в системе от 4 до 6 бар

Что такое редукционное отношение?
Редукционное отношение определяет отношение входного давления к выходному давлению, полученному при понижении редукционным клапаном в одну ступень.
Например:

редукционное отношение 20:1 (в техническом описании клапана указано 20) Если требуется получить выходное давление 1,2 бар, входное давление не должно превышать pv = 20 x 1,2 бар = 24 бар

Что такое седло клапана?
Седло клапана – проходная часть клапана, в которой осуществляется регулирование потока среды.

Что такое плунжер клапана?
Плунжер клапана – подвижный элемент конструкции клапана, осуществляющий закрытие, открытие клапана, а также дросселирование потока в седле.

Что такое сбалансированный по давлению клапан?
В сбалансированном по давлению клапане сила давления среды, действующая на плунжер, сбалансирована противоположной силой, за счёт специальной конструкции. Такой клапан обеспечивает оптимальные регулировочные характеристики.

Что такое стеллитовая наплавка?
Для регулирования давления жидкостей при перепаде давления на клапане более 25 бар, рекомендуется использовать регуляторы давления со стеллитовой наплавкой плунжера. Стеллитовая наплавка увеличивает стойкость плунжера к кавитации.

Что такое импульсная трубка?
Импульсная трубка служит для передачи давления до или после клапана к управляющему элементу клапана. Некоторые клапаны не требуют использования импульсной трубки. Импульсная трубка позволяет также регулировать давление в удалённой от клапана точке системы.

Что такое управляющий элемент клапана?
Плунжер клапана приводится в движение управляющем элементом под действием регулируемого давления. Воздействуя на управляющую поверхность, закрывает (в редукционном клапане) или открывает (в перепускном клапане) клапан, противодействуя силе пружины.

Выделяют три типа управляющих (чувствительных) элементов:

• мембрана
• поршень с кольцевыми или другими уплотнительными элементами
• сильфон

Почему в некоторых случаях условный диаметр трубопровода больше типоразмера клапана?
В большинстве случаев типоразмер клапана выбирается на основании расчёта величины Kv(s). Однако при использовании трубопровода того же диаметра возможны высокие скорости в трубопроводе. Высокие скорости потока в трубопроводе способствуют повышению уровня шума, а также увеличивают износ трубопровода и арматуры. Скорость потока может быть снижена путём увеличения условного диаметра трубопровода.

Для чего нужна дренажная трубка?
При использовании для токсичных или опасных сред, регуляторы давления должны иметь конструкцию с закрытой пружиной (с уплотнением по настроечному винту) и присоединением под дренажную трубку. При монтаже клапана на трубопровод, дренажная трубка должна быть установлена таким образом, чтобы обеспечить безопасное отведение среды в случае выхода из строя управляющего элемента клапана.

Какая разница между постоянного действия и пусковым воздухоотводчиками?
Пусковой воздухоотводчик предназначен для выпуска воздуха из системы при её запуске или заполнении. Поплавок этого воздухоотводчика установлен непосредственно на штоке плунжера. Пусковой воздухоотводчик имеет большой диаметр седла, чтобы обеспечить быстрое отведение газа при давлениях менее 0,1 бар. В процессе работы системы пусковой воздухоотводчик остается закрытым под действием рабочего давления. В случае образования вакуума в системе, клапан открывается. Таким образом, пусковой воздухоотводчик также защищает систему от вакуума. Воздухоотводчик постоянного действия предназначен для удавления воздуха из системы в процессе её работы. Поплавок воздействует на плунжер посредством рычажного механизма, поэтому воздухоотводчик может работать как при низких, так и при высоких давлениях. Если запуск воздуха в систему должен быть исключён, воздухоотводчик дополнительно оборудуется обратным клапаном. В этом случае реализуется только функция выпуска воздуха.

Что такое Нм³ (нормальные кубические метры), См³ (американские стандартные кубические метры) и м³ (рабочие кубические метры)?
Нм³: Объём среды (жидкости или газа) при нормальных условиях: 1 бар абс. 20°C
См³: -> американский аналог Нм³
м³: Объём среды (жидкости или газа) при рабочих условиях: при рабочем давлении и рабочей температуре.
Внимание: м³ и Нм³ часто сильно отличаются в зависимости от сжимаемости среды. В этом случае очень важно различать эти величины.

Чем предохранительный клапан отличается от перепускного?
Предохранительный клапан предназначен для безопасного сброса среды из системы при превышении заранее заданного давления. Перепускной клапан (регулятор давления «до себя») предназначен для регулирования заданного давления. При этом перепускной клапан сбрасывает только тот объём среды, который необходимо сбросить для поддержания требуемого давления.

Для чего нужна импульсная трубка?
Некоторые клапаны требуют импульсную трубку для передачи давления к чувствительному элементу. Конструкция с импульсной трубкой обеспечивает высокие регулировочные характеристики и используется для специальных применений (например, для регулирования перепада давления или вакуума).

Чем редукционный клапан отличается от перепускного?
Оба клапана предназначены для поддержания постоянного давления. Редукционный клапан поддерживает давление на выходе, а перепускной – на входе.

Какие параметры кроме Kvs влияют на выбор типоразмера клапана?
Среда, скорость потока, вязкость среды и диапазон настройки.

Что такое погрешность регулирования и какова она?
В диапазоне от 10 до 70% от максимальной пропускной способности клапана погрешность регулирования не превышает + 5%. Погрешность регулирования – это разница между давлением настройки и реальным давлением в трубопроводе.

2. Специальные вопросы об оборудовании Манкенберг

Производит ли компания Манкенберг оборудование согласно NACE (нормы для работы с сернистым газом)?
Да, например, оборудование, изготовленное из сплава Hastelloy C4.

Возможно ли производство оборудования Манкенберг, устойчивого к морской воде?
Да, например, из титановых сплавов, 2 54 SMO = сталь Avesta 1.4547, сплав Duplex 1.4462

Можно ли использовать регулирующие клапаны в качестве запорных?
Это возможно, но не рекомендуется из-за протечки по седлу.

Существует ли оборудование Манкенберг, устойчивое к озону?
Да.

Возможны ли исполнения оборудования Манкенберг без кремния?
Да.

Поставляет ли компания Манкенберг оборудование согласно стандартам ANSI / ASME?
Конструкция оборудования разрабатывается согласно стандарту AD 2000, а не ANSI/ASME. Тем не менее фланцы оборудования могут быть изготовлены по ANSI, а материалы оборудования сертифицированы по ASTM.

Как следует устанавливать регуляторы давления на трубопроводе?
В общем случае регуляторы давления необходимо устанавливать на горизонтальный трубопровод, однако для газов возможна установка клапана на вертикальный трубопровод. При установке клапана для жидкостей на вертикальный трубопровод возможно снижение точности регулирования и увеличение износа подвижных элементов клапана.
– газы: Возможна установка на горизонтальный участок трубопровода с пружиной в верхнем или нижнем положении, а также на вертикальный трубопровод
– жидкости: Рекомендуется установка на горизонтальный участок трубопровода с пружиной в нижнем положении. При этом исключается возможность образования газовой подушки под мембраной, приводящей к осцилляции клапана.
– пар: Требуется установка на горизонтальный участок трубопровода с пружиной в нижнем положении. Это позволяет защитить мембрану слоем конденсата от прямого воздействия пара.

Что означает маркировка “DM 505 1/2*250ST, 15E-0,5EV”?
Тип клапан, присоединительный размер, условное давление на входе, исполнение, величина Kvs, код материала мембраны, диапазон настройки, код материала седлового уплотнения, код материала корпуса.

Почему возможно применение поплавковых конденсатоотводчиков Манкенберг на биогаз?
Конденсатоотводчики Манкенберг имеют мягкое седловое уплотнение, и наличие конденсата способствует лучшему уплотнению. Конденсатоотводчик является герметичным, изготовлен из нержавеющей стали и не требует использования электроэнергии.

Для какой максимальной температуры среды возможно использование оборудования Манкенберг?
В зависимости от типа регуляторы давления могут использоваться для сред температурой до 550°C.

Возможна ли настройка регуляторов давления на максимально допустимое значение входного/выходного давления?

Werden die Druckregler voreingestellt geliefert?
Nein.

Wenn das Ventil auf einen bestimmten Ausgangsdruck eingestellt ist, kann ein schwankender Eingangsdruck das Regelergebnis beeinflussen?
Ja, im Rahmen der Regelabweichung.

Warum soll die Steuerleitung 10xNennweite hinter dem Ventil angeschlossen werden?
Damit der Einfluss der Turbolenzen beim Ausströmen aus dem Ventil minimiert werden kann.

Warum kann ich bei einem Druckminderer nicht 0,5 bis 10 bar einstellen wie beim Wettbewerb?
Weil wir die damit verbundene nachteilige Regelcharakteristik nicht akzeptieren.

Reicht der Rohrleitungsdurchmesser um den Entlüfter zu bestimmen?
Ja, wenn man sich am Arbeitsblatt 334 des DVGW orientiert.

Warum sollte ich ausgerechnet ein „eigenmediumgesteuertes“ Ventil nehmen?
Das Ventil arbeitet autark. Man braucht keine zusätzliche Installation von Energiezufuhr (keine Stromleitungen, keine Druckluftleitungen u. a.). Das spart Geld und minimiert Fehlerquellen.

Подбор регулирующих клапанов | Сайт энергетика

Значение величины kv. Регулирующий клапан создает в сети дополнительную потерю давления для ограничения расхода воды в требуемых пределах. Расход воды зависит от дифференциального давления на клапане:kv – показатель расхода на клапане, ? – плотность (для воды ? = 1,000 кг/м3 при температуре в 4°С, а при 80°С ? = 970 кг/м3), q – расход жидкости, м3/час, ?р – дифференциальное давление, бар.

Максимальная величина kv (kvs) достигается при полностью открытом клапане. Эта величина соответствует расходу воды, выраженному в м3/час, для дифференциального давления равного 1 бару. Регулирующий клапан выбирают таким образом, чтобы величина kvs обеспечивала расчетный расход для данного располагаемого дифференциального давления при работе клапана в заданных условиях.

Не так просто определить необходимую для регулирующего клапана величину kvs, поскольку располагаемое дифференциальное давление на клапане зависит от многих факторов:

1) Фактического напора насоса.

2) Потери давления в трубах и на арматуре.

3) Потери давления на терминалах.

Потери давления в свою очередь зависят от точности балансировки.

При проектировании котельных установок рассчитывают теоретически правильные величины потерь давления и расхода для различных элементов системы. Однако на практике редко различные элементы обладают точно заданными характеристиками. При установке, как правило, выбирают насосы, регулирующие клапаны и терминалы по стандартным характеристикам.

Регулирующие клапаны, например, выпускают с величинами kvs, возрастающими в геометрической пропорции, называемыми рядами Рейнарда:

kvs: 1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10 16……

Каждая величина приблизительно на 60% больше предыдущей.

Нетипично, чтобы регулирующий клапан обеспечивал точно расчетную потерю давления для заданного расхода. Если, например, регулирующий клапан должен создавать потерю давления равную 10 кПа при заданном расходе, то на практике может оказаться, что клапан незначительно большей величиной kvs создаст потерю давления, равную лишь 4 кПа, а клапан с незначительно меньшей величиной kvs обеспечит потерю давления в 26 кПа для расчетной величины расхода.Некоторые формулы содержат расход, kv и ?р (? = 1,000 кг/м3)

Кроме того, насосы и терминалы, зачастую, превышают размер по той же причине. Это означает, что регулирующие клапаны работают почти закрытыми, в результате регулировка не может быть устойчивой. Возможно так же, что периодически эти клапаны максимально открываются, при запуске обязательно, что приводит к чрезмерному расходу в данной системе и недостаточному расходу в других.

Особенности расчета систем отопления с термостатическими клапанами

Термостатические клапаны для радиаторов по сравнению с ручными радиаторными клапанами имеют особенности при гидравлическом расчёте. Эти особенности связаны со спецификой работы клапана в системе отопления.

Эти клапаны управляются термочувствительным элементом (термоголовкой), внутри которого находится сильфонная ёмкость, заполненная рабочим телом (газ, жидкость, твёрдое вещество) с высоким коэффициентом объемного расширения. При изменении температуры воздуха, окружающего сильфон, рабочее тело расширяется или сжимается, деформируя сильфон, который, в свою очередь, воздействует на шток клапана, открывая или закрывая его (рис. 1).

Рис. 1. Схема работы термостатического клапана

Основной гидравлической характеристикой термостатического клапана является пропускная способность Kv. Это расход воды, который способен пропустить через себя клапан при перепаде давления на нем в 1 бар. Индекс «_V» обозначает, что коэффициент отнесен к часовому объемному расходу и измеряется в м 3 /ч. Зная пропускную способность клапана и расход воды через него, можно определить потерю давления на клапане по формуле:

ΔP_к = (V / K_v) 2 · 100, кПа.

Регулирующие клапаны, в зависимости от степени открытия, имеют разную пропускную способность. Пропускная способность полностью открытого клапана обозначается Kvs. Потери давления на термостатическом радиаторном клапане при гидравлических расчетах, как правило, определяются не при полном открытии, а для определенной зоны пропорциональности – Xp.

Xp – это зона работы термостатического клапана в интервале от температуры воздуха при полном закрытии (точка S на графике регулирования) до установленного пользователем значения допустимого отклонения температуры. Например, если коэффициент Kv дан при Xp = S – 2, и термоэлемент установлен в такое положение, что при температуре воздуха 22 ˚С клапан будет полностью закрыт, то этот коэффициент будет соответствовать положению клапана при температуре окружающего воздуха 20 ˚С.

Отсюда можно сделать вывод, что температура воздуха в помещении будет колебаться в пределах от 20 до 22 ˚С. Показатель Xp влияет на точность поддержания температуры. При Xp = (S – 1) диапазон поддержания температуры внутреннего воздуха будет в пределах 1 ˚С. При Xp = (S – 2) – диапазон 2 ˚С. Зона Xp = (S – max) характеризует работу клапана без термочувствительного элемента.

В соответствии с ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», в холодный период года в жилой комнате оптимальные температуры лежат в пределах от 20 до 22 ˚С, то есть, диапазон поддержания температуры в жилых помещениях зданий должен быть 2 ˚С. Таким образом, для расчёта жилых зданий требуется выбор значений пропускной способности при Xp = (S – 2).

Рис. 2. Термостатический клапан VT.031

На рис. 3 показаны результаты стендового испытания термостатического клапана VТ.031 (рис. 2) с термостатическим элементом VТ.5000 с установленным значением «3». Точка S на графике это теоретическая точка закрытия клапана. Это температура, при которой клапан имеет настолько маленький расход, что его можно считать, практически, закрытым.

Рис. 3. График закрытия клапана VT.031 с термоэлементом VT.5000 (поз. 3) при перепаде давлений 10 кПа

Как видно на графике, клапан закрывается при температуре 22 ˚С. При понижении температуры воздуха, пропускная способность клапана увеличивается. На графике показаны значения расхода воды через клапан при температуре 21 (S – 1) и 22 (S – 2) ˚С.

В табл. 1 представлены паспортные значения пропускной способности термостатического клапана VТ.031 при различных Xp.

Таблица 1. Паспортные значения пропускной способности клапана VT.031