التطبيق الديناميكي والتحليل لمعامل استرداد ضغط صمام التحكم FL في التصميم الهندسي

في التصميم الهندسي، من الضروري اختيار وحساب صمام التحكم لتحقيق غرض التحكم المستقر. ومع ذلك، فمن الصعب النظر في FL في اختيار وحساب صمام التحكم. ستحلل هذه المقالة القوانين العامة لـ FL، وفي نفس الوقت تحلل ظروف التدفق المحتملة من خلال الأمثلة.

أولا: توليد التدفق المسدود

في صيغة حساب معامل التدفق Cv، موضع قياس الضغط لضغط المدخل P1، وضغط المخرج P2، وتغييرات انخفاض الضغط للسائل الذي يمر عبر صمام التحكم موضحة في الشكل 1.

انخفاض الضغط على الصمام ΔP=P1-P2. وفقا لقانون حفظ الطاقة، فإن سرعة التدفق هي الأكبر والضغط هو الأدنى عند تقلص السائل، وبالتالي فإن انخفاض الضغط هو الأكبر، وهو ما يسمى ΔPvc=P1-Pvc. بعد الانكماش، تنخفض سرعة المائع مرة أخرى حتى يتم استعادة معظم الضغط الساكن عند P2، وفي ذلك الوقت ينخفض ​​الضغط إلى ΔP.

عندما يكون الوسط سائلاً، عندما يكون الضغط التفاضلي كبيرًا بدرجة كافية، يتبخر جزء من السائل عند درجة حرارة التشغيل هذه ويحدث وميض. يتم حبس البخار في السائل، مما يؤدي إلى تدفق على مرحلتين. السائل لم يعد غير قابل للضغط. في هذا الوقت، حتى لو تم زيادة الضغط التفاضلي، فإن معدل التدفق لن يزيد. وتسمى ظاهرة التدفق المحدود هذه بتدفق منع السائل.

ثانيا. تحليل محدد للFL

أ. تعريف فلوريدا

 F_L=S_qt(Δ ص_cr/ΔP_{جهاز فيديو}): = س_qt(ص₁-P₂))/(ص₁-P_vc)) (1)

في الصيغة، ينخفض ​​ضغط الصمام ΔPcr عند إنشاء تدفق مانع، أي الفرق بين ضغط مدخل الصمام وضغط قسم تدفق الانكماش عند منع التدفق، ΔPcr=(P1-P2)cr

ب. معنى فلوريدا

FL عبارة عن بيانات تجريبية توضح قدرة صمام التحكم على الاسترجاع لتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة ضغط ثابتة بعد مرور السائل (انظر الشكل 1)، لذلك يطلق عليه معامل استرجاع الضغطويوضح أيضًا الحالة الحرجة للسائل لإنتاج تدفق مسدود، والمعروف أيضًا بالحالة الحرجة. معامل التدفق. الغرض من اقتراح FL هو تحديد ما إذا كان التدفق المسدود يحدث عندما يمر السائل عبر صمام التحكم، وحساب الحد الأقصى لفرق الضغط المسموح به لصمام التحكم.

ج. حكم التدفق المحظور

من الناحية النظرية، يتم استخدام العلاقة بين حجم Pvc وPv لتحديد ما إذا كان سيتم إنشاء تدفق محجوب، ولكن لا يمكن قياس Pvc، لذلك يتم استخدام الضغط التفاضلي للحكم في الحسابات الهندسية. ويبين الشكل 2 العلاقة بين التدفق عبر صمام التحكم والضغط التفاضلي.

يتم تعريف الحد الأقصى للضغط التفاضلي المسموح به على أنه ΔPvc، وصيغة حسابه هي:
Δpc=FL2(P1-rcpv)(2)

الكهروضوئية – ضغط البخار المشبع السائل عند درجة حرارة التشغيل؛
Pc - الضغط الحرج للسائل.
بمجرد أن تكون Δp أكبر من Δpc، فهذا يشير إلى أنه تم حظر تدفق السائل.

د: العوامل التي تحدد التدفق المحجوب

من المعادلة (2)، بمجرد تحديد ظروف التشغيل، فإن الحد الأقصى للضغط التفاضلي المسموح به Δpc له علاقة خطية مع مربع FL. لا علاقة لتوليد التدفق المسدود بحجم التدفق عبر صمام التحكم وقطر صمام التحكم.

ثالثا. القاعدة العامة لقيمة FL

1. يرتبط حجم قيمة FL بالهيكل واتجاه التدفق وفتح صمام التحكم. بشكل عام، كلما كانت فتحة الصمام أكبر، كلما كانت قيمة FL أصغر. تشير قيمة FL المقدمة من الشركة المصنعة إلى القيمة عند فتح صمام التحكم بالكامل. …
2. إن قيمة FL لصمام التحكم الذي له نفس البنية الهندسية تمامًا هي نفسها، ولا علاقة لها بالعيار. بالنسبة لنفس النوع من صمام التحكم، يختلف FL قليلاً نظرًا للهيكل المختلف لكل مصنع. …
3. توفر الشركات المصنعة المشهورة دوليًا قيمة FL لكل سلسلة من صمامات التحكم، فلا تتردد في التحقق من قيمة FL كما هو موضح في الورقة أدناه THINKTANK صمامات التحكم.
4. العلاقة العامة بين قيمة FL وشكل صمام التحكم وفتحه. بشكل عام، تكون قيمة FL لصمام التحكم الخطي أكبر من قيمة صمام التحكم الدوار، وتنخفض قيمة FL مع زيادة فتح صمام التحكم.

THINKTANK سلسلة HCB Cv مقابل تقليم السفر القياسي (CAGE) الخطي%

الحجم: 2 ” ~ 16″ خاصية التدفق: خطي فئة النسبة المئوية: 150# ~ 600#

سفر الصمام [٪]															10			20				30		40				50			60			70			80			90		100
FL															0.94			0.94				0.93		0.93				0.92			0.92			0.91			0.91			0.90		0.90
حجم الصمام				فتحة ضياء.						السفر					السيرة الذاتية المقدرة
بوصة		mm		توقيع		بوصة		mm		بوصة		mm
2		50		FC		2.5		64.5		1.6		40			4.9			13.9				22.2		30.3				39.5			48.6			57.3			64.7			69.5		74
				1A											3.5			7.6				12.5		17.3				22.4			27.6			33.1			38.5			43.6		48
				2A											2.6			5.2				7.7		10.3				12.9			15.4			18.0			20.6			23.2		26
				3A											1.6			3.2				4.8		6.3				7.9			9.5			11.1			12.7			14.3		16
3		80		FC		3.5		89.0		2.0		50			8.0			22.0				39.0		59.0				75.0			90.0			105.0			119.0			130.0		142
				1A											6.2			16.6				26.9		36.9				46.6			56.8			67.4			78.0			87.8		98
				2A											4.5			11.1				16.6		22.2				27.7			33.3			38.8			44.4			49.9		56
				3A											3.4			6.7				10.1		13.5				16.8			20.2			23.6			26.9			30.3		34
4		100		FC		4.4		111.5		2.0		50			19.3			41.5				74.4		105.3				133.4			164.5			187.6			206.4			219.3		230
				1A											8.0			25.4				43.1		60.4				77.2			93.8			110.7			127.6			143.9		160
				2A											6.0			17.0				25.5		34.1				42.6			51.1			59.6			68.1			76.6		86
				3A											5.2			10.3				15.4		20.6				25.7			30.9			36.0			41.2			46.3		52
6		150		FC		5.3		133.6		2.4		60			23.0			62.0				123.5		181.0				229.1			269.3			315.2			349.9			370.1		380
				1A											12.0			40.9				71.4		101.4				130.6			158.9			186.7			214.7			242.2		275
				2A											9.5			29.7				44.6		59.4				74.3			89.1			104.0			118.8			133.7		150
				3A											8.0			17.8				26.7		35.6				44.6			53.5			62.4			71.3			80.2		90
8		200		FC		6.9		175.5		2.8		70			28.2			94.2				185.6		288.0				377.1			449.1			514.1			571.9			590.0		600
				1A											14.5			52.5				108.0		172.0				232.0			299.0			365.0			417.0			430.0		455
				2A											10.0			45.0				75.4		100.6				125.7			150.9			176.0			201.2			226.3		254
				3A											9.0			30.1				45.1		60.2				75.2			90.3			105.3			120.4			135.4		152
10		250		FC		8.4		214.2		3.1		80			45.9			189.3				329.3		461.8				583.3			689.9			778.5			847.7			897.9		950
				1A											25.0			103.6				183.3		260.7				337.5			414.1			489.4			562.3			631.5		700
				2A											17.0			78.8				118.2		157.6				197.0			236.4			275.8			315.2			354.6		398
				3A											12.0			46.7				70.1		93.5				116.8			140.2			163.6			186.9			210.3		238
12		300		FC		10.4		264.8		4.7		120			93.2			250.0				463.3		660.0				840.0			990.0			1115.0			1205.0			1250.0		1270
				1A											66.7			167.8				276.8		382.9				485.5			586.9			692.1			796.9			893.0		970
				2A											25.0			108.9				163.4		218.0				272.3			326.7			381.2			435.6			490.1		550
				3A											17.0			67.3				101.0		134.6				168.3			202.0			235.6			269.3			302.9		340
14		350		FC		12.4		315.5		5.5		140			127.4			407.5				673.4		915.6				1128.5			1316.5			1474.2			1593.1			1671.4		1740
				1A											91.3			233.3				393.0		548.1				696.8			838.0			976.4			1105.4			1221.2		1300
				2A											52.0			153.7				230.5		307.3				384.1			460.9			537.8			614.6			691.4		776
				3A											27.0			91.9				137.8		183.7				229.7			275.6			321.6			367.5			413.4		464
16		400		FC		14.1		357.7		6.3		160			189.0			497.0				891.8		1248.0				1535.4			1791.5			1950.0			2063.0			2161.6		2215
				1A											101.3			276.5				448.1		615.0				779.1			941.9			1101.6			1255.7			1398.9		1530
				2A											71.0			186.1				279.2		372.2				465.3			558.4			651.4			744.5			837.5		940
				3A											47.0			112.5				168.7		224.9				281.2			337.4			393.6			449.9			506.1		568

نوت
السيرة الذاتية: معامل تدفق الصمام
FL: عامل استعادة ضغط السائل
FC: السعة الكاملة 1A: تقليل بخطوة واحدة
2أ: تقليل في خطوتين 2أ: تقليل في 3 خطوات

THINKTANK سلسلة HCB Cv مقابل تقليم السفر القياسي (CAGE) EQ%

الحجم: 2 ” ~ 16″ خاصية التدفق: نسبة متساوية الفئة: 150# ~ 600#

سفر الصمام [٪]															10			20				30		40				50			60			70			80			90		100
FL															0.94			0.94				0.93		0.93				0.92			0.92			0.91			0.91			0.90		0.90
حجم الصمام				فتحة ضياء.						السفر					السيرة الذاتية المقدرة
بوصة		mm		توقيع		بوصة		mm		بوصة		mm
2		50		FC		2.5		64.5		1.6		40			2.00			4.00				6.00		9.00				14.00			21.00			33.00			50.00			66.00		71
				1A											1.07			3.28				5.45		7.57				9.75			12.79			17.86			26.28			39.68		50
				2A											0.59			1.19				1.60		2.48				4.57			8.16			12.88			17.74			21.59		24
				3A											0.34			0.70				0.94		1.45				2.67			4.76			7.51			10.35			12.59		14
3		80		FC		3.5		89.0		2.0		50			4.00			8.50				14.50		22.00				33.50			51.00			75.00			108.00			128.00		138
				1A											2.50			3.72				6.61		11.10				18.35			29.43			45.56			67.65			91.99		110
				2A											1.22			2.48				3.34		5.17				9.52			17.00			26.82			36.97			44.98		50
				3A											0.78			1.59				2.14		3.31				6.09			10.88			17.17			23.66			28.79		32
4		100		FC		4.4		111.5		2.0		50			5.60			12.90				23.40		36.90				59.60			86.50			128.20			163.90			188.60		210
				1A											2.75			6.68				11.68		17.92				28.59			46.21			71.85			105.81			141.21		160
				2A											2.00			4.07				5.48		8.48				15.61			27.88			43.99			60.62			73.76		82
				3A											1.22			2.48				3.34		5.17				9.52			17.00			26.82			36.97			44.98		50
6		150		FC		5.3		133.6		2.4		60			6.50			15.00				27.70		47.10				77.10			123.80			198.50			265.20			316.00		340
				1A											3.40			11.12				22.00		32.25				50.35			81.67			126.81			187.40			246.30		270
				2A											3.32			6.76				9.08		14.06				25.89			46.24			72.95			100.54			122.34		136
				3A											2.00			4.07				5.48		8.48				15.61			27.88			43.99			60.62			73.76		82
8		200		FC		6.9		175.5		2.8		70			6.50			23.00				45.00		83.00				138.00			220.00			325.00			445.00			510.00		560
				1A											5.60			19.00				39.00		58.00				94.00			148.00			222.00			310.00			405.00		450
				2A											4.00			11.72				15.76		24.39				44.92			80.23			126.59			174.47			212.29		236
				3A											3.00			7.05				9.48		14.68				27.03			48.27			76.17			104.98			127.73		142
10		250		FC		8.4		214.2		3.1		80			8.10			33.20				65.70		124.40				216.80			350.10			493.20			619.90			747.60		830
				1A											6.52			26.50				47.14		76.22				126.33			219.81			343.21			460.04			566.24		655
				2A											6.13			18.58				24.97		38.66				71.19			127.15			200.62			276.49			336.42		374
				3A											5.47			11.13				14.96		23.15				42.64			76.15			120.16			165.60			201.50		224
12		300		FC		10.4		264.8		4.7		120			22.40			64.30				111.10		179.80				303.10			546.80			795.00			996.00			1155.00		1240
				1A											15.54			44.65				73.67		110.47				174.20			277.57			441.34			650.51			837.52		960
				2A											12.79			26.03				34.99		54.16				99.74			178.14			281.08			387.39			471.35		524
				3A											7.67			15.60				20.97		32.45				59.77			106.75			168.43			232.14			282.45		314
14		350		FC		12.4		315.5		5.5		140			24.70			82.30				158.30		266.70				427.00			693.90			1015.80			1277.20			1514.70		1650
				1A											18.94			60.21				103.15		164.81				260.61			405.54			630.90			903.93			1141.45		1275
				2A											16.21			37.06				49.81		77.10				142.00			253.61			400.17			551.51			671.05		746
				3A											10.89			22.16				29.78		46.10				84.89			151.62			239.24			329.72			401.19		446
16		400		FC		14.1		357.7		6.3		160			35.10			100.40				167.00		268.40				471.00			849.30			1265.10			1603.90			1911.60		2090
				1A											26.32			73.03				119.55		175.70				286.98			477.71			773.09			1125.40			1432.44		1680
				2A											20.85			42.42				57.03		88.27				162.55			290.33			458.10			631.35			768.20		854
				3A											12.50			25.43				34.19		52.92				97.46			174.06			274.65			378.52			460.56		512

نوت
السيرة الذاتية: معامل تدفق الصمام
FL: عامل استعادة ضغط السائل
FC: السعة الكاملة 1A: تقليل بخطوة واحدة
2أ: تقليل في خطوتين 2أ: تقليل في 3 خطوات

رابعا. النظر في قيمة FL في التصميم الهندسي

1. لا توجد حالات كثيرة للتدفق المسدود في التصميم الهندسي. في بعض الأحيان تتطلب العملية تدفقًا مسدودًا، مثل تغيير الطور السائل والمرحلة الغازية كمبرد. ومع ذلك، في معظم ظروف التشغيل، من المستحسن تجنب عرقلة التدفق.
2. لتجنب عرقلة التدفق، يمكن اختيار صمام تحكم بقيمة أكبر، بحيث تكون Δpc كبيرة أيضًا. اختيار قطر كبير لا يتجنب عرقلة التدفق.
3. إن FL للصمام أحادي المقعد أكبر من الصمام الدوار. بالنسبة للصمام الدوار ذو القطر الكبير، يجب مراعاة تصحيح قيمة التدفق حسب حجم الأنبوب.
4. عندما لا توفر الشركة المصنعة قيمة FL لصمام التحكم، يمكن استخدام قيمة FL المدرجة في الأوراق أعلاه كمرجع تقدير.
5. التصحيح الديناميكي للFL عندما يفتح الصمام بدرجات مختلفة. منذ حساب قيمة السيرة الذاتية لصمام التحكم يأخذ في الاعتبار فقط نقطة معينة من ظروف التشغيل، ولا يمكنه ضمان أن جميع ظروف التشغيل سوف تتجنب التدفق المسدود، لذلك عند حساب Δpc، من الضروري تحليلها من منظور ديناميكي.
6. عند التقدير، يمكن أن تكون قيمة FL هي أصغر قيمة في الفتحة بأكملها، وهي بشكل عام قيمة FL في دليل المنتج. يتناقص الضغط p1 الموجود أمام الصمام عمومًا (أو يكون ثابتًا) مع زيادة الفتحة، لذلك يكون من الآمن استخدام p1 تحت الحد الأقصى للتدفق لحساب ΔPc.
7. إذا وجد أن FL وp1 لا يتوافقان مع القواعد المذكورة أعلاه أثناء حساب صمام التحكم، فيجب فحص Δpc لصمام التحكم المحدد عند نقطة التشغيل التي تتطلبها كل عملية للتحقق مما إذا كان هناك احتمال لمنع تدفق.

خامسا - الخلاصة

هناك العديد من الطرق للتعامل مع التدفق المسدود في المشروع، مثل صمامات التحكم من النوع القفصي، وتقليل الضغط متعدد المراحل، وتركيب لوحة الفتحة في أسفل الصمامات، وما إلى ذلك، ولكن الغرض هو زيادة Pvc لتجنب الانسداد. تدفق. إنها الطريقة الأبسط والأكثر ملاءمة لاختيار صمام تحكم بقيمة FL أكبر.