ГОССТРОЙ СССР Г I 8 в п р о и с 1 р о й п р о е к I СОЮЗСАНТЕХПРОЕКТ Государственный проектный институт САНТЕХПРОЕКТ
УТВЕРЖДАЮ:
Главный инженер ГПИ Сантехпроект
гДОМ&Алуь*'Ю .Шиллер
Рекомендации по расчету и выбору регулирующих органов, устанавливаемых на трубопроводах санитарно-технических систем и котельных установок
Москва 1980
Настоящие рекомендации распространяются на регулирующие органы (РО) систем автоматического регулирования (САР) объектов санитарной техники и котельных установок, предназначенные для воздействия на технологические процессы путем изменения расхода проходящих через них жидкостей, газов или водяного пара и предлагают методы расчета:
а) максимальной пропускной способности;
б) действительной расходной характеристик и методы выбора:
а) условной пропускной способности;
б) условного прохода;
в) пропускной характеристики
при постоянном перепаде на регулируемом участке гидравлической сети.
Рекомендации выполнены на основании ГОСТа 16443-70 "Устройства исполнительные. Методы расчета пропускной способности, выбора условного прохода и пропускной характеристики”. Перечень регулирующих органов, применяв мых в санитарной технике и котельных установках, приведенный в приложении, составлен по состоянию на 1979 г.
С выходом настоящих рекомендаций аннулируются рекомендации с аналогичным наименованием выпуска 1972 г.
(шифр M3-I8).
Рекомендации разработаны главным специалистом электротехнического отдела ГПИ "Горьковский Сантехдроект" Б.Н.Креймером.
Государственный проектный институт Сантехпроект Главпромстройпроекта Госстроя СССР (ГПИ Сантехпроект), I960
2
2.3,2. Величина максимального перепада давления среды при котором прекращается прирост расхода в
Кб В М8КС р
условиях кавитации определяется по формуле л РкаА макс = К с макс (Pi ~Рп)>
где:
- коэффициент кавитации, соответствующий
С МЫ КС
предельному расходу.
Коэффициенты Кс и Кс макс приведены в справочных таблицах регулирующих органов, применяемых в сантехнике (см.табл. 2*9 приложения).
3. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ РЕГУЛИРУЕМЫХ УЧАСТКОВ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В САНИТАРНОЙ ТЕХНИКЕ И КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ ДЛЯ ПОТОКОВ ЖИДКОСТИ. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
3.1. Схема последовательного управления потоком жидкости через технологическое оборудование (схема I).
3.1.I. Схема регулируемого участка (РО, технологическое
оОлпуплтизиир.тпи^лгтлплпмяя ляиист^ гтпитюяасто иа пял. 2 |
|
■2 .0.. Р< |
Рис.2, Схема регулируемого участка.
1-участок трубопроводной линии до технологического оборудования и регулирующего органа; 2-технологическое оборудование (ТО); 3-регулирующиЙ орган (РО); 4-участок трусо-проводной линии после PD
3.1,2 Параметры регулируемого участка по схеме I связаны следующими соотношениями:
* Pt zРо ~дРм макс ~д Рта макс-Д' Ц '- 10^
( + , если точка с давлением Ро выше РО,
-9 в противном случае);
2.4Ртмакс -лРл!макс тдРлгмакс. ♦ д Рто макс Ъ.ьРс--Ро-Рн*2Г-10-‘1
( + , если точка с давлением Ро выше точки с давлением Рк,
- в противном случае);
Ь.дРмин -лРс -аРтмакс,
5. Kvr "Qmoxc
^•Кумокс 2@макс./^0ниИ - б макс Kvy •
3.1.3 Уравнения рабочих расходных характеристик в относительных величинах для регулируемого участка по схеме I имеют следующий вид:
а) при РО с линейной пропускной
У*
б) при РО с равнопроцентной пропускной характеристикой
(б0 * 0,04) - п) >
12
Графики рабочих расходных характеристик для регулируемого участка по схеме I при различных значениях Л-приведены на рис. 3 и 4.
Рис.З. Графики рабочих расходных характеристик РО с линейной пропускной характеристикой, установленного на регулируемом участке по схеме I
13
|
Рис. 4 Графики рабочих расходных характеристик РО с равнопроцентной пропускной характеристикой, установленного на регулируемом участке по схеме I |
3.1*4. Коэффициент передачи РО на регулируемом участке по схеме I определяется следующими соотношениями:
а) для РО с линейной пропускной характеристикой:
(&°) -^rzn)‘
“"и .
б) для РО с равнопроцентной пропускной характерис-такой {60=0,04) 0:п),
К-3,22‘0,04 ' *■ Kj^ji или K-3,22tf(l-£-£)
U
Графики зависимости относительного расхода среды от величины К при различных значениях п приведены на рис. 5, 6
|
Рис. 5 Графики зависимости относительного расхода cf,-от коэффициента передачи К для РО с линейной пропускной характеристикой, установленного на регулируемом участке по схеме I |
15
3.1,5. Абсолютная величина максимальной разности коэффициентов передачи 4К в интервале значе
ний ^ от 0 до 0,9 между кривой о, = f (К) с заданным значением п я линией 1 (К=1) равна: для РО с линейной пропускной характеристикой
о ^мок с=Ji+п* -1 (при fy=Oj) для РО с равнопроцентной пропускной характеристикой
й Кмакс - -тг • - У (при '{ург и И*0,705)
При п=1,24 значения ткс для РО с линейной и равно
процентной пропускными характеристиками равны между собой, при hit24
16
I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ I.I. Обозначения,определения и размерности основных величия и характеристик, применяемых в настоящих рекомендациях, приведены в табл. I.
Таблица I
Наименование технической величины ила параметра
Условная пропускная способность
Обоз- Размер-
наче- ность Определение
ние
Ку м3/ч Расход жидкос
ти с плотно-,п стью 1000 kpw; пропускаемый регулирующим органом при перепаде давления на нем I кгс/см*
Номинальное К уц 1г/ч значение вели-
J чины пропуск
ной способности при условном ходе затвора
Максимальная расчетная пропускная способность РО
Значение величины пропускной способности, обеспечивающее максимальный расчетный расход среды
Относительная пропуск- * к
ная способность о - О =
Начальная пропускная способность РО Куо
Номинальное значение величины пропускной способности в момент открытия затвора
Действительный ход £
затвора РО
Величина хода, обеспечивающая действительный расход срепы
Наименование технической Обоз- Размер- Определение величины или параметра наче- ность
ние
Условный ход затвора РО |
4 |
ММ |
Номинальное значение величины полного хода затвора РО |
Относительный ход затвора РО |
1 |
- |
и |
Пропускная способность технологического оборудования |
Кгто |
м3/ч |
Расход жидкости с плотностью 1000 кг/м3, пропускаемый через технологическое оборудование при перепаде давления на нем I кгс/см^ |
Пропускная способность участка трубопроводной линии |
К'Л |
ы3/ч |
Расход жидкости с плотностью 1000 кг/м3, пропускаемый участком трубопроводной линии при пе репаде давления на нем I кгс/см* |
Пропускная способность технологической сети (расчетного участка без РО) |
К, т |
«3/ч |
Расход жидкости с плотностью 1000 кг/м3, пропускаемый технологической сетью при перепаде дав ления на ней I кгс/см* |
Пропускная способность расчетного участка гидравлической сети |
Kvc |
м3/ч |
Расход жидкости с плотностью 1000 кг/м3, пропускаемый расчетным участком гидравлической сем при перепаде давления на нем I кгс/см* |
|
4 |
Наименование технической величины или параметра |
Обоз- Размер- Определение
наче- ность
ние |
Пропускная характеристи- |
Зависимость пропускной способности РО от перемещения затво-
К у =У( S ) — в абсолютных величинах; |
Линейная пропускная характеристика РО |
<£=t(£) - в относительных величинах
Kr^jjw<L.S+Ky0
-в абсолютных величинах; |
Равнопроцентная пропускная характеристика РО |
=(i-6o)l+C?o ~
- в относительных величинах
К'т*'агй£У'&
- в абсолютных величинах;
^ ^ /-/ о =о# - в относительных величинах |
Рабочая расходная характеристика |
Зависимость расхода в рабочих условиях от перемещения затвора |
|
Q-F(Sy в абсолютных величинах
(LzF, (ь) - в относитель-« ных величинах; |
Продолжение тайл.I
Наименование технической Обоз- Размер-
величины или параметра наче- ность Определение
ние
(? = "
- предельная величина расхода)
«=#--» относительных величинах
Коэффициент передачи к - Ко= =
(коэффициент усиления) у чг
РО К, К м3/ч/мм - в абсолютных
р величинах
_У с довный_ проход J4)_____jui____________
1,2. Обозначения и размерности исходных данных
и промежуточных расчетных величин для
расчета и выбора РО приведены в табл, 2
Таблица 2
Обозначение Наименование Размерность |
Дн |
Наружный диаметр трубопровода |
мм |
Окаке |
1(гмин) Максимальный (минимальный) ве-\ ' совой расход среды |
кгс/ч |
Ln |
Длина прямого участка трубопровода перед РО |
мм |
Ро |
Абсолютное давление в трубопроводе в начале расчетного участка |
кгс/см2 |
Рн |
Абсолютное давление в трубопроводе в конце расчетного участка |
кгс/см2 |
Pi |
Абсолютное давление среды при максимальном расходе до РО |
кгс/см^ |
Рг |
Абсолютное давление среды при максимальном расходе после РО |
кгс/см^ |
|
6
Продолжение табл.2 |
Обозначение |
Наименование |
Размерность |
Рп |
Абсолютное давление насыщенных паров жидкости при t/ |
кгс/см3 |
Qмакс(Оман) Максимальный (минимальный) |
mVh |
|
объемный расход жидкости |
йпмакс
(йпмин) |
Максимальный (минимальный) |
|
объемный расход газа, приведенный к УСЛОВИЯМ _ Р=Г,033 кгс/сы2, t = 0°С |
м3/ч |
|
и |
Температура потока жидкости до |
°С |
г, |
Температура потока газа до РО |
°к |
V |
Весовой объем пара при тем- |
м3/кгс |
пературе Tj и давлении Pj |
]К |
Весовой объем пара при тем- |
м3/кгс |
|
пературе Tj и давлении Pg |
г |
Разность уровней верхней и нижней отметок трубопровода |
|
|
мм |
г, |
Разность уровней РО и источил- |
|
|
ка напора |
мм |
Г |
Удельный вес жидкости |
гс/см3 |
V |
Удельный вес газа,приведенный |
|
условиям Р=1,033 кгс/см*. |
кге/м3 |
V |
Пдотность газа в рабочих уело- |
гс/см3 |
Я |
виях при Pj И Tj |
Динамический коэффициент вязкости при температуре tp |
кго.овж/м2 |
Г |
Кинематический коэффициент |
с^/с |
|
вязкости при температуре |
сс |
Показатель адиабаты газа |
а^/с |
‘Рто макс |
Потери давления в технологическом оборудовании при максимальном расходе среды |
кгс/см2 |
|
7
Обозначение Наименование Размерность
р
л л1макс
р
ал2 макс
Р
ь т макс А Р мин
Потери давления в расчетном участке трубопроводной линии до РО при максимальном расходе среды
Потери давления в расчетном участке трубопроводной линии после РО при максимальном расходе среды
Потери давления в трубопроводной линии и технологическом оборудовании при максимальном расходе среды
Потери давления в РО при максимальном расходе среды
кгс/см2
кгс/см2
кгс/см2
кгс/см^
Перепад давления на регулируемом участке
2. РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ И СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЕН® ПРОПУСКН® СПОСОБНОСТИ РО
2.1. Расчетные формулы для определения максимальной пропускной способности РО без учета вязкости среды и кавитации (Ку^^) приведены в табл.З.
Таблица 3
______Агрегатное^ состояние вода_______
Жидкость Пар Гвз
г -У При&1эмин<6~5 _Г _ Омане
КунакеzКчмакг^ээ*' 1Ijfcz\УМаМ~1ООО0VapLh ft
' где В - коэффициент, определя-
а5ь
Коэффициент В при значениях показа-_____теля адиабаты________
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
1
I
0,429
0,452
0,479
0,513
0,553
0,606
0,678
0,764
0,845
0,824
I
0,449
0,474
0,509
0,537
0,58
0,635
0,71
0,788
0,862
0,933
I
0,464
0,49
0,519
0,555
0,598
0,656
0,73
0,804
0,873
0,938
I
0,472
0,498
0,527
0,564
0,609
0,667
0,741
0,812
0,878
0,941
I
0,484
0,511
0,541
0,579
0,625
0,685
0,757
0,824
0,886
0,945
I
0,513
0,541
0,573
0,613
0,662
0,725
0,79
0,849
0,903
0,954
I
0,544
0,574
0,609
0,651
0,702
0,765
0,822
0,873
0,919
0,961
I
2.2. Учет влияния вязкости среды на величину максимальной пропускной способности.
2.2.1. Требуемая величина пропускной способности с учетом влияния вязкости среды определяется по формуле
Кув * Кумакс
Коэффициент V определяется в зависимости от числа Рейнольдса Япо графику на рис. I.
Рис. I Зависимость Y от числа Рейнольдса.
1 - для двухседельных исполнительных устройств;
2 - для односедельных; 3 - для заслоночных
2.2.2. Число Рейнольдса для выбранного РО и заданного максимального расход?; определяется по следующим формулам:
2.3. Учет влияния на работу РО кавитации регулируемой среды.
2.3.1. Условие бескавитационной работы РО определяется соотношением аРмин Р«аЬ,
&Рка6~ величина перепада давления на РО, при которой возникает кавитация, определяемая по формуле
дРиа6=Кс(Р<-в>)>
где К с - коэффициент начала кавитации
ТО