Розрахунок і вибір регулюючих органів

Розрахунок регулюючих органів полягає у визначенні їх пропускної здатності за максимальною витратою середовища, що протікає через регулюючий орган, і перепаду тиску , що виникає на регулюючому органі.

Для виконання розрахунку необхідні такі вихідні дані:

а) схема технологічного ділянки трубопроводу, на якому встановлений регулюючий орган, із зазначенням довжини і внутрішнього діаметра трубопроводу, види місцевих опорів і їх кількість, а для рідин - різниці висот розташування трубопроводу;

б) тиск на початку і наприкінці технологічного ділянки;

в) максимальна і мінімальна витрата матеріального потоку;

г) характеристики матеріального потоку (температура, густина, в'язкість і т.д.).

Розрахунок виконується в такий послідовність:

1) Визначають втрату тиску на цій технологічній ділянці трубопроводу при максимальній витраті, яка складається з втрати тиску на терті об стінки трубопроводу , втрати тиску на місцевих опорах і гідростатичного напору , що характеризує витрати тиску для підйому рідини на висоту :

2) визначають перепад тиску на регулюючому органі при максимальній витраті:

де тиск середовища на початку технологічного трубопроводу, МПа;

тиск середовища в кінці лінії, МПа;

сумарні втрати тиску середовища на технологічному ділянці трубопроводу, МПа.

3) за однією з наведених нижче формул визначають пропускну здатність регулюючого органу при максимальній витраті:

для рідин:

де максимальна витрата рідини,

густина рідини

перепад тиску на регулюючому органі при максимальній витраті, МПа.

для газу в до критичному режимі ():

При критичному режимі ():

де максимальна витрата газу при Р = 0,1 МПа та Т = 273К,

перепад тиску на регулюючому органі при максимальній витраті, МПа;

та абсолютні тиски газу при Р = 0,1МПа та Т = 273 К, ;

абсолютна температура газу перед регулюючим устроєм, К;

безрозмірний коефіцієнт, що враховує відхилення реального газу від закону ідеального газу;

для водяної пари при до критичному закінченні ():

при критичному закінченні():

де максимальна витрата пари, кг/год;

перепад тиску на регулюючому органі при максимальній витраті пари, МПа;

густини пари при тисках до () и після () регулюючого органу та робочої температури перед регулюючим органом,

4) визначають умовну пропускну здатність у відповідності з умовою

де коефіцієнт запасу, зазвичай приймається 1,2.

5) за значеннями , наведеними в довідниках і каталогах, вибирають типорозмір дросельного регулюючого органу. Умовна пропускна здатність вибирається з параметричного ряду, характерного для заданого типу регулюючого органу, як найближче більше значення в порівнянні з твором максимальної пропускної здатності і коефіцієнта запасу n, тобто в порівнянні з ; діаметр умовного проходу вибирається мінімальним з можливих для знайденого значення умовної пропускної спроможності; значення умовної пропускної здатності та умовного проходу для виконавчих пристроїв деяких типів наведено в табл.2.

6) при мало в’язких рідинах, коли критерій розрахунок вважають закінченим; при значеннях обираний регулюючий орган перевіряють на вплив в'язкості що протікає через нього рідини;

7) визначають ступінь відкриття регулюючого органу при мінімальній та максимальній витраті матеріального потоку за формулою:

Де розрахункове значення умовної пропускної здатності;

табличне значення умовної пропускної здатності для обраного регулюючого органу.

8) втрати тиску на конкретній технологічній ділянці повинні бути задані; якщо ці величини не відомі, то їх необхідно визначити.

Втрати тиску (напору) в трубопроводі на тертя, швидкісний напір і місцеві опори (Па) визначають за формулою:

де коефіцієнт тертя;

довжина трубопроводу, м;

сума коефіцієнтів місцевих опорів;

густина середовища, що протікає по трубопроводу, ;

W - швидкість потоку, м/с.

Коефіцієнт тертя залежить від числа Рейнольдса і може бути визначений за відповідними формулами.

При ламінарному режимі ():

При турбулентному режимі коефіцієнт визначають за формулою Блазіуса:

(формула дійсна при )

або за формулою Філоненка:

(формула дійсна при будь-яких значеннях ).

Число Рейнольдса розраховують за формулою:

де W - швидкість потоку, м/с;

діаметр трубопроводу, м;

густина середовища, ;

динамічна в’язкість середовища,

Втрату напору (Па) (у разі підйому рідини на висоту h) визначають за формулою:

де густина середовища, ;

прискорення вільного падіння,

різниця рівнів верхньої і нижньої відміток трубопроводу, м.