МиР ПиА


Российская платформа для технологического моделирования

Регулирующий клапан  

Назначение

В данной программе регулирующий клапан представляет собой объект технологической схемы, создающий на себе перепад давления, который обеспечивает течение по гидравлической линии заданного расхода среды. Требуемое гидравлическое сопротивление подбирается автоматически за счет определния положения затвора клапана.

Важно! Регулирующий клапан не определяет расхода протекающей через него среды, а только создает требуемый перепад давления.

Добавление регулирующего клапана в технологическую схему

Для корректного моделирования технологического процесса при создании регулирующего клапана важно соблюдать следующие требования:

  • Входящий и выходящий потоки у регулирующго клапана должны быть обязательно соединены с другими объектами.
  • Регулирующий клапан обязательно должен быть включен в цикл с обратным гидравлическим расчетом и занимать в этом цикле первое место.

В качестве простого примера расчета регулирующего клапана можно привести схему, представленную на рисунке ниже. Здесь поток воды с расходом 30000 кг/ч движется по трубопроводу из емкости Е1 с давлением 3 кгс/см2 в емкость Е2 с давлением 1 кгс/см2. Течение происходит за счет разности давлений в емкостях. Для обеспечения заданного расхода жидкости суммарное гидравлическое сопротивление линии должно быть равно 2 кгс/см2. При этом часть давления падает на трубопроводах Тр-1 и Тр-2, а остальной перепад должен создать регулирующий клапан V1.



Последовательность расчета такой схемы представлена на рисунке ниже. Емкость Е1 и трубопровод Тр-1 включены в цикл с прямым гидравлическим расчетом (>>), а клапан V1, трубопровод Тр-2 и емкость Е2 образуют цикл с обратным гидравлическим расчетом (<<). Укрупненно порядок вычислений внутри программы выглядит следующим образом:

  • Моделируется работа емкости Е1. В результате становятся известными расход и давление воды на входе в трубопровод Тр-1 (поток 3).
  • Моделируется трубопровод Тр-1 и определяется давление на его выходе (поток 4).
  • Моделируется работа емкости Е2. В результате становится известным давление воды на выходе из трубопровода Тр-2 (поток 6).
  • Моделируется трубопровод Тр-2 и определяется давление на его входе (поток 5).
  • В последнюю очередь моделируется клапан V1. Требуемая величина перепада давления на нем равна разности между давлениями на выходе из Тр-1 и на входе в Тр-2. По данной разности давлений находится положение затвора клапана.


Настройка параметров клапана

Для настройки параметров клапана необходимо дважды щелкнуть мышью на его изображении в технологической схеме. При этом на экране появится следующее диалоговое окно, содержащее исходные данные для его расчетов.

Важно! После настройки параметров объекта результаты его предыдущего расчета будут удалены.



Задание обозначения клапана

Обозначение клапана может состоять из любого количества символов и не должно содержать пробелы и кавычки. Обозначение клапана не должно совпадать с обозначениями других объектов технологической схемы.

Задание марки, серии, модели клапана

Эта информация носит справочный характер и не влияет на расчеты.

Задание условного диаметра

Условный диаметр используется только для оценки коэффициента местного сопротивления.

Задание коэффициента расхода

Коэффициент расхода Kvs представляет собой расход воды через полностью открытый клапан при перепаде давления на нем 1 бар.

Задание расходной характеристики

Расходная характеристика клапана задается в виде формулы зависимости Kv/Kv100 от относительного положения затвора, которое обозначается через 'x'. Обе величины измеряются в долях единицы.

Выбор пакета свойств

Для расчета фазового равновесия и свойств выходного потока может быть использована одна из моделей, выбранных в настройках.

Просмотр результатов моделирования

Для просмотра результатов моделирования объекта необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши на его графическом обозначении на схеме и выбрать пункт меню "Показать результаты расчета объекта". В результате на экран будет выведено диалоговое окно, представленное ниже.





Возможные ошибки

При моделировании технологической схемы ошибки расчета регулирующих клапанов возникают в следующих случаях:

  • Давление на входе клапана ниже давления на его выходе.
  • Расход среды слишком большой, и клапан не пропускает поток даже в полностью открытом состоянии.
  • Расход среды слишком мал, и клапан не обеспечивает его регулирование даже при минимальном открытии.

Если поток среды через регулирующий клапан равен нулю, то клапан всегда считается решенным. При этом никакие параметры клапана не вычисляются, т.к. не известны свойства потока.