ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

УСТРОЙСТВА ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ, ВЫБОРА УСЛОВНОГО ПРОХОДА И ПРОПУСКНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ГОСТ 16443-70

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

УСТРОЙСТВА ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ, ВЫБОРА УСЛОВНОГО ПРОХОДА И ПРОПУСКНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ГОСТ 16443-70

Издание официальное

МОСКВА 1 971

6.2. Для вновь проектируемой системы трубопровода расчет производят следующим образом.

6.2.1.    По имеющейся схеме трубопровода и параметрам среды определяют диаметр трубопровода D_y и режим движения среды.

6.2.2.    Определяют потери давления в трубопроводе при максимальном расходе ДР_{Т тах} по п. 2.

6.2.3.    Определяют предварительные значения максимального

и минимального относительных расходов среды    и    по

которым выбирают пропускную характеристику исполнительного устройства.

Метод определения gmax, <?min и пропускной характеристики исполнительного устройства приведен в рекомендуемом приложении 5.

6.2.4.    Выбирают тип и пропускную характеристику исполнительного устройства. Метод определения пропускной характеристики исполнительного устройства приведен в рекомендуемом приложении 6.

6.2.5.    Определяют пропускную способность трубопровода по п. 6.1.1.

6.2.6.    Определяют условную пропускную способность исполнительного устройства Kvy и минимальный перепад давлений АР_тп. Метод определения К vy и ДЛцт приведен в рекомендуемом приложении 7.

6.2.7.    Определяют начальное давление источника регулируемой среды (насос, компрессор и др.) по формуле

Р₀ = Л>_к + Д/>_ш!„ + ДЛтаж±^Г-    (16)

6.2.8.    Определяют максимальный и минимальный относительные расходы среды через исполнительное устройство <?_тах и ^_min-Метод определения <7_mai и q_mщ приведен в рекомендуемом приложении 3.

При необходимости определяют рабочий участок расходной характеристики исполнительного устройства по методу, приведенному в рекомендуемом приложении 4.

7. Примеры расчета по приведенной методике даны в справочном приложении 8.

Стр. 9

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 к ГОСТ 16443-70 Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВОЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА НА ВЛИЯНИЕ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ яр

Для выбранного исполнительного устройства определяют число Рейнольдса Re то формуле

Re = 3530

Qmax v • D_y

или

Re = 36

Qmax M. • Dy

Y-

пде D_y — условный проход и опо л ни тельного устройства, мм.

Если полученное число Рейнольдса 'меньше или равно 2000, то по чертежу определяют поправочный коэффициент яp=/(Re).

Зависимость яр от числа Рейнольдса

/—для двухседельных исполнительных устройств; 2—для односедельных; 3—для заслоночных.

Стр. 10

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 к ГОСТ 16443-70 Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ КАВИТАЦИИ К_с и К_{с т}*х

Для выбранного пополнительного устройства определяют коэффициент со> противления 5 то формуле

25,4 • F*

~Kly

где Fу — площадь сечения входного патрубка исполнительного устройства, см\ В зависимости от типа исполнительного устройства и наиравнения (потока среды по значению £ согласно чертежу определяют коэффициенты кавитации

Ас И Кс max.

Зависимость Кс и К с max ОТ £

/ зависимость от с для двухседельных исполнительных устройств и односедельных (подача жидкости на затвор); 5—зависимость Кс и К с тах ОТ £ для односедельных исполнительных устройств (подача жидкости под затвор); 3—зависимость ^СШахот^ -®ля двухседельных исполнительных устройств и односедельных (подача жидкости на затвор).

Стр. 11

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 к ГОСТ 16443-70 Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО И МИНИМАЛЬНОГО ОТНОСИТЕЛЬНЫХ РАСХОДОВ СРЕДЫ ДЛЯ ИЗВЕСТНОЙ СИСТЕМЫ ТРУБОПРОВОДА

1. Максимальный относительный расход среды <?тах определяют следующим образом:

а) т1редва1рительное значение максимального относительного расхода определяют по формуле

г^пР * шах

^Vraax

K_V у '

б) на одном из черт. 1 или 2 через точку, соответствующую f_ax , проводят горизонтальную пря-мую до пересечения с линией /г=0. Затем из этой точки проводят вертикальную линию до пересечения с кривой, соответствующей -найденному значению п. Ордината точки пересечения соответствует максимальному относительному расходу среды через (исполнительное (устройство <?тах.

2. Минимальный относительный расход среды q_mm определяют по формуле

_    Qmin

^min — tfmax _п

Vmax

Стр. 12

Зависимость относительного расхода среды q при различных значениях п от относительного хода исполнительных устройств /

2 0,3	Ofi Ц5	0,6 0,7 0,8	Ц9	L
	а
а—линейная	пропускная	характеристика.
	Черт, i

Стр. 13

б—равнопроцентная.

Черт. 1 (продолжение)

Стр. 14

Зависимость относительного расхода среды q при различных значениях п от угла поворота заслоночных исполнительных устройств а

О

Стр. 15

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 к ГОСТ 16443-70 Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗВЕСТНОЙ СИСТЕМЫ ТРУБОПРОВОДА

1.    Для систем автоматического регулирования с требуемой линейной расходной характеристикой, в которых может быть одинаково использовано односедель-ное, двухседельное или заслоночное исполнительное устройство, по черт. 1 или 2 выбирают исполнительное устройство и пропускную характеристику из условия, что абсолютное значение максимальной разности коэффициентов передачи Д/С_Шах между кривой, соответствующей найденному значению л, и линией / (я=0), является минимальным в интервале значений q_min и <jWx. Линии /, II и III на черт. 1 я 2 обозначают зависимость относительного расхода от коэффициента передачи К при п=0 для исполнительных устройств с линейной (линия I) и раннопроцентной (линия //) пропускными характеристиками и для заслоночных исполнительных устройств (линия III).

2.    Для систем автоматического регулирования с требуемой равнопроцентной расходной характеристикой выбирают односедельное или двухседельное исполнительное устройство с равнопроцентной пропускной характеристикой и по черт. 1,6 определяют его расходную характеристику, соответствующую найденному значению п.

3.    Для систем автоматического регулирования с заслоночным исполнительным устройством по черт. 2 определяют его расходную характеристику, соответствующую найденному значению п.

4.    Определяют значения коэффициентов передачи К выбранного исполнительного устройства в диапазоне относительных расходов qmm я о_та*, которые используют для расчета системы автоматического регулирования.

Примечание. Для газов « водяного пара при условии-—^“>0,08

п

имеет место некоторое отклонение действительных расходных характеристик от характеристик, -приведенных .на черт. 1 и 2.

5.    Определяют значения максимального и минимального относительных ходов и углов поворота исполнительного устройства по черт. 1 и 2 рекомендуемого приложения 3.

Стр. 16

Зависимость относительного расхода q при различных

от коэффициента передачи К— — -

dl

значениях п

о—линейная пропускная характеристика. Черт. I

Стр. 17

б—равнопроцентная. Черт. I {продолжение)

РАЗРАБОТАН Государственным научно-исследовательским институтом автоматизации производственных процессов химической промышленности и цветной металлургии (НИИАвтоматика), г. Кирова-кан

Директор института Мальян Э. Г.

Руководитель темы Арзуманов Э. С.

Исполнители — Асланян Г. С, Везирян Р. Е.

Специальным конструкторским бюро по автоматизации в нефтепереработке и нефтехимии (СКБ АНН), г. Москва

Начальник СКБ АНН Кузьмин Исполнители — Нисмаи Л. Н., Итиина Д. М.

ВНЕСЕН Министерством приборостроения, средств автоматизации и систем управления СССР

Начальник Главного технического управления член коллегии Кавалеров Г. И.

ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ отделом стандартизации в приборостроении Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР

И. о. начальника отдела Скворцов С. Г.

Ст. инженер Яркина О. Ф.

Отделом приборов и средств автоматизации Всесоюзного научно-исследовательского института по нормализации в машиностроении (ВНИИНМАШ)

Начальник отдела Кальянская И. А.

Ведущий инженер Соколова Г. М.

УТВЕРЖДЕН Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР 14 августа 1970 г. (протокол № 159)

Председатель Научно-технической комиссии Дубовиков Б. А.

Члены комиссии — Бергман В. П., Акиифиев Л. Л., Плис Г. С., Шмушкин И. И., Кулагин В. Б.

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР от 6 ноября 1970 г. № 1636

Стр. 18

Зависимость относительного расхода q при различных значениях п от коэффициента передачи для заслоночных исполнительных устройств

УДК 62—3.001 Л4    Группа Л02

гост

16443-70

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

УСТРОЙСТВА ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ

Методы расчета пропускной способности, выбора условного прохода и пропускной характеристики

Actuating devices.

Methods for calculation of capacity, for determination of valve size and of valve characteristics

Постановлением Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР от 6 ноября 1970 г. № 163<6 срок введения установлен

с 1/VII 1971 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на исполнительные устройства и устанавливает методы расчета их пропускной способности, выбора условного прохода и пропускной характеристики при регулировании потоков однофазных сред:

жидкостей, в том числе вскипающих при дросселировании; газов;

водяного пара.

Условную пропускную способность и пропускную характеристику выбирают в зависимости от максимального расчетного значения пропускной способности и необходимой рабочей расходной характеристики.

1. Исходные данные для расчета

Pi

Р₂

Абсолютное давление среды при максимальном расходе, кгс/см²:

Ро Рк

до исполнительного устройства . Яь Яг,.. Я* после исполнительного устройства Яй + Ь Яь+ 2 , . . Xk + q Коэффициенты местных сопротивлений трубопровода: до исполнительного устройства Еь Ег, • *.» Е П после исполнительного устройства Ел + 1, Ея+2, . . En+m

до исполнительного устройства . после исполнительного устройства Абсолютное давление в трубопроводе, кгс/см²:

в начале расчетного участка в конце расчетного участка Коэффициенты сопротивления трения прямых участков трубопровода:

Разность уровней верхней и нижней

отметок трубопровода, мм.....Z

Температура потока среды до исполнительного устройства:

жидкости, ⁰ С......./,

газа, °К........Т_х

Абсолютное давление насыщенных паров жидкости при t\, кгс/см²    .    Р_п

Удельный <вес (объемный вес):

жидкости, гс/см:³......у

газа (приведенный к условиям Р— 1,033 кгс/см² и t—(FC), кгс/м* .    . уп

газа в pa.6o4.HX условиях при Р\ и Т\,

гс/см?..........Yj

Удельный объем пара при температуре U, м?/кгс;

при давлении Pi......v_x

при давлении Р₂......v₂

Коэффициент вязкости при температуре

V

И-

Qmax Qa max

^mai

Qmln

Qn min ^mln

линейная или равно-процентная!

кинематической, см²/сек . динамической, кгс • сек/м² Максимальный расход среды: объемный для жидкости, м?/ч объемный для газа (приведенный к условиям Р—1,033 кгс/см², t—(FC), м?/ч

весовой, кгс/ч.......

Минимальный расход среды: объемный для жидкости, л³/ч объемный для газа (приведенный к условиям Р — 1,033 кгс/см², t—0°С), м?/ч

весовой, кгс/ч.......

Рабочая расходная характеристика исполнительного устройства .....

Допускаемое отклонение коэффициента передачи (усиления) исполнительного устройства от коэффициента передачи, соответствующего заданной рабочей .расходной

характеристике........А^Сдоп

Xf, Л?... Л к -с=э—

V? I—h-

Wo h-

1ь h - In

ln*b ln+2li

Схема трубопровода с исполнительным устройством в соответствии с чертежом .

2. Определение потерь давления при максимальном расходе среды

2.1. Потери давления в трубопроводе и технологических аппаратах АР_Т max в кгс/см!² определяют:

ГОСТ 16443—7в Стр. 3

а)    методом гидравлических расчетов по формуле

= + (1)

где ДР_п — потери давления в прямых участках трубопровода, кгс!см²\

АР_М — потери давления в местных сопротивлениях трубопровода и технологических аппаратах, кгс/см²;

или

б)    методом непосредственных измерений по формуле

А Рт max = (Ро ~ Pi) + (Я₂ - Л) ± Z Т,    (²)

где Р1 определяют на расстоянии (2±0,5) D_y до места установки исполнительного устройства (D_y— условный проход исполнительного устройства), а Р% — на расстоянии (10±1) D_y после исполнительного устройства.

Примечание. Величину Zy принимают со знаком плюс, если источник напора расположен на верхней отметке трубопровода, и минус, если источник напора расположен на нижней отметке. Для газа и пара величиной Zy можно пренебречь.

2.2. Потери (перепад) давления в исполнительном устройстве ЛЛып в кгс1см² определяют по формуле

А/^>т1„ = ДР_С-ДЛтах.    (3)

где ДР_с — суммарные потери давления на расчетном участке трубопровода, кгс/с-м²,

^д Рс = Ро — Рк ± Z т-

3. Расчет пропускной способности и выбор условного прохода исполнительного устройства для потока жидкости

Kv шах = - .    (5) 1000]/ Д Рт\п т

3.1. Определяют максимальную расчетную пропускную способность Kvmах ПО ОДНОЙ ИЗ формул

или

(6)

3.2. Предварительно выбирают из каталогов исполнительное устройство соответствующего типа с условной пропускной способностью Kv у рассчитанной по формуле

Kvy ^ ^Ti^Vmax*

где n — коэффициент запаса, принимаемый не менее 1,2.

3.3.    Определяют значение пропускной способности /С и_в с учетом влияния вязкости жидкости по формуле

> Tj til KvmziL'    (7)

где ф — коэффициент, учитывающий влияние вязкости жидкости.

Метод определения ф приведен в рекомендуемом приложении 1.

Если К у_в < К Уу предварительно выбранного исполнительного устройства, выбор считают законченным. Если Ку_в >К уу, то по полученному значению К н« выбирают исполнительное устройство соответствующего типа с ближайшим большим значением Ку_у и вновь определяют Ку_в-

3.4.    Проверяют исполнительное устройство на возможность возникновения кавитации следующим образом:

определяют перепад давлений, при котором возникает кавитация ДР_Кав, в кгс1см² по формуле

Д Р_кля = К_с(Р,-Р_а),    (8)

где К_с — коэффициент кавитации.

Если перепад давлений в исполнительном    устройстве

ДРтт <АРкав, то принимают исполнительное устройство с условной пропускной способностью Kv_y, определенной по п. 3.2. Если AP_min>АРкав, то определяют максимальный перепад давлений АРкав.шах. при котором прекращается прирост расхода в условиях кавитации или испарения жидкости при дросселировании, по формуле

А Ркав. шах ⁼ К_стЯх(Р 1    ^Г Рп)>

где Кс max — коэффициент кавитации, соответствующий предельному расходу;

г — поправочный коэффициент, учитывающий свойства среды.

При отсутствии экспериментальных данных г принимают равным 1.

Методы определения Кс и Кетах приведены в рекомендуемом приложении 2. По полученному значению АР_Кав.тах определяют пропускную способность исполнительного устройства в соответствии с пп. 3.1 и 3.2.

4. Расчет пропускной способности и выбор условного прохода исполнительного устройства для потока газа

4.1. Определяют максимальную расчетную пропускную способность /Суетах одним из двух вариантов:

ГОСТ 16443-70 Стр. 5

первый вариант

а)    для докритического режима течения, когда АР_тш<ДРкр, по формуле

is _ On max i / Yn *    /1 лч

—Й“К "ал£“р7    ⁽¹⁰⁾

ИЛИ

<^ioa>

где /С' — коэффициент, учитывающий отклонение данного газа от законов идеального газа;

АР_Кр — критический перепад давлений, принимаемый равным Pj/2, если для рассматриваемого исполнительного устройства неизвестна более точная зависимость для определения этой величины;

б)    для критического режима течения, когда AP_mins> AP_KV, по формуле

⁽¹¹>

ИЛИ

“^u>

Допускается в формулы (10), (10а), (11) и (11а) вводить дополнительные поправочные коэффициенты, учитывающие особенности конструкции и применения исполнительных устройств; второй вариант

Kv_m ах=-,    (12)

1000-е/A/Wvt

где В — коэффициент, определяемый по таблице в зависимости

р

от показателя адиабаты х и коэффициента *3 = -——.

4.2. Выбирают исполнительное устройство в соответствии с п. 3.2.

3 Зак. 62

				Коэффициент В при		значениях
3= — p.	1,000	1,135	1,240	1,300	1,400	1,660
0,00	0,429	0,449	0,464	0,472	0,484	0,513
0,04	0,438	0,459	0,474	0,482	0,494	0,524
0,08	0,447	0,469	0,484	0,492	0,505	0,535
0,12	0,457	0,479	0,495	0,503	0,516	0,547
0,10	0,468	0,490	0,506	0,515	0,528	0,559
0,20	0,479	0,502	0,519	0,527	0,541	0,573
0,24	0,492	0,515	0,532	0,541	0,555	0,588
0,28	0,505	0,529	0,546	0,556	0,570	0,604
0,32	0,520	0,545	0,563	0,572	0,587	0,622
0,36	0,536	0,562	0,580	0,590	0,605	0,641
0,40	0,553	0,580	0,598	0,609	0,625	0,662
0,44	0,573	0,600	0,620	0,630	0,647	0,685
0,48	0,594	0,622	0,643	0,654	0,671	0,711
0,50	0,606	0,635	0,656	0,667	0,685	0,725
0,52	0,619	0,648	0,669	0,681	0,699	0,739
0,54	0,632	0,662	0,684	0,696	0,714	0,752
0,56	0,646	0,677	0,699	0,711	0,729	0,765
0,58	0,662	0,693	0,715	0,726	0,743	0,778
0,60	0,678	0,710	0,730	0,741	0,757	0,790
0,62	0,695	0,726	0,745	0,756	0,771	0,802
0,64	0,712	0,742	0,760	0,770	0,785	0,814
0,66	0,729	0,758	0,775	0,784	0,798	0,826
0,68	0,748	0,773	0,790	0,798	0,811	0,838
0,72	0,780	0,803	0,818	0,826	0,837	0,860
0,76	0,812	0,833	0,846	0,852	0,862	0,882
0,80	0,845	0,862	0,873	0,878	0,886	0,903
0,84	0,877	0,891	0,899	0,904	0,910	0,924
0,88	0,908	0,919	0,925	0,929	0,933	0,944
0,92	0,939	0,946	0,951	0,953	0,956	0,963
0,96	0,970	0,973	0,976	0,977	0,978	0,982
1,00	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000

ГОСТ 16443-70 Стр. 7

5. Расчет пропускной способности и выбор условного прохода исполнительного устройства для потока водяного (перегретого или сухого насыщенного) пара

5.1. Определяют максимальную пропускную способность Kvmax

а)    для докритического режима течения, когда АЯщ1п<АР_кр, по формуле

^(,3)

б)    для критического режима течения, когда AP_min^-AP_Kp, по формуле

⁽¹⁴>

Допускается в формулы (13) и (14) вводить дополнительные поправочные коэффициенты, учитывающие особенности конструкции и применения исполнительных устройств.

5.2. Выбирают исполнительное устройство в соответствии с п. 3.2.

6. Выбор пропускной характеристики исполнительных устройств при развитом турбулентном течении жидкости и постоянной потере давления в расчетном участке трубопровода АР_е

6.1.    Для известной (имеющейся) системы трубопровода расчет производят следующим образом.

6.1.1.    Определяют пропускную способность трубопровода Ку_т по одной из формул (4), (5), (10), (12) или (13) в зависимости от агрегатного состояния среды. В формулу подставляют значения максимального расхода (Q_max или G_maz) и перепада давлений (АР_Т max) или минимального расхода (Отт или Gmin) и перепада давлений (AP_Tmin).

6.1.2.    Определяют отношение условной пропускной способности исполнительного устройства и пропускной способности трубопровода п по формуле

(15)

6.1.3.    Определяют максимальный и минимальный относительные расходы среды q_m&x и q_mщ.

Метод определения q_m!lz и q_mm приведен в рекомендуемом приложении 3.

6.1.4.    По найденным значениям п, q_max и <7_min определяют пропускную характеристику и при необходимости рабочий участок расходной характеристики по методике, приведенной в рекомендуемом приложении 4.

3*