Расчет регулирующего клапана

Регулирующий орган устанавливается на участке трубопровода, примыкающего к регулируемому объекту и присоединенного к участку сети теплоснабжения.

Теплофизические условия непосредственно перед регулирующим органом принимаются равными условиям в начале трубопровода, соответственно условия после регулирующего органа аналогичны условиям в конце трубопровода.

Таблица 8.1

Физические основы выбора регулирующего органа (РО)

Регулирующая среда Температура T_1,K        Температура T_2,K        Плотность r, Динамическая вязкость

Абсолютное давление насыщенных паров

Pнп, МПа
Qmax,
8000	Воздух	293	293	4,81	-	-	0,4	0,22	0.002

Общий перепад давлений в сети определяется по формуле

DP_сети = P₀ - P_к, (8.1)

где P₀ - давление в начале трубопровода, МПа;

P_к - давление в конце трубопровода, МПа.

Тогда

DP_сети = 0,4-0,22=0,18 (МПа).

Определение потери давления в регулирующем органе при максимальном расчетном расходе производится по уравнению

DP_РОmax = DP_сети - DP_л, (8.2)

где DP_л - потери давления в линии, а также в технологических аппаратах, МПа.

DP_РОmax = 0,18-0,002=0,178 (МПа).

Так как DP_РОmax > DP_л, то можно получить хорошее качество регулирования. Определим режим течения воздуха. Наименьшее значение перепада давления, называемым критическим DP_кр, при котором возникает критический режим течения, приближенно можно принять равным

, (8.3)

где Р₁ = Р₀.

В данном случае = 0,2 МПа. Так как DP_РОmax < DP_кр, то имеем дело с докритическим режимом течения газа. Максимальная расчетная пропускная способность

, (8.4)

Q _{ма x} - максимальный объемный расход газа, м³/час, приведенный к следующим условиям: Р=10⁵ кПа и T =273 К;

r_газ - плотность газа, кг/м³, приведенная к следующим условиям: Р=10⁵ кПа и T =273 К;

T₁ - температура газа передРО, К, T₁ = T₀;

e - коэффициент, учитывающий отклонение данного газа от законов идеального газа (коэффициент сжимаемости).

Для докритического режима течения коэффициент сжимаемости рассчитывается по формуле

, (8.5)

где b - коэффициент, для воздуха и двухатомных газов b = 0,45.

Находим по формуле (8.4) максимальную расчетную пропускную способность:

 (м /ч).

Условная пропускная способность К _vу регулирующего органа должна удовлетворять условию

К _vу ³ 1,2×К _{v max}, (8.6)

где 1,2 - коэффициент запаса.

,2×К _{v max} =1,2×253,7=304,44 (м /ч).

Из перечня типоразмеров выбираем двухседельный клапан с условной пропускной способностью 400 м³/час и диаметром условного прохода 150мм.