Ventilkarakteristikker

Når trykkfallet over en ventil synker med økende ventilåpning, klarer ikke trykket å presse igjennom like stor mengde gjennom ventilen sett i forhold til om trykkfallet hadde vært konstant (like høyt hele tiden). En fabrikkuttestet ventilpluggkarakteristikk forutsetter at trykkfallet er kontant.

Dersom trykkfallet over ventiler øker med økende ventilåpning, skjer det motsatte. Vi lineariserer en i utgangspunktet hurtigåpner-karakterstikk med et slikt trykkforløp.

Generelt:
Når trykkfallet over reguleringsventilen, når den er installert i ditt anlegg, er konstant; bruk reguleringsventil med lineær ventilpluggkarakteristikk.

Når trykkfallet over reguleringsventilen, når den er installert i ditt anlegg, synker med økende ventilåpning; bruk reguleringsventil med lik-prosentlig ventilpluggkarakteristikk.

Når trykkfallet over reguleringsventilen, når den er installert i ditt anlegg, øker med økende ventilåpning; bruk reguleringsventil med hurtig-åpner ventilpluggkarakteristikk.

Kapasitetsindekser
På ventilfabrikken finner man ventilens kapasitetsindeks (Kv). Det antall m3 vann ved 20 °C som strømmer gjennom ventilen i løpet av 1 time når trykkdifferansen er 1kp/cm2.

Tilsvarende har vi for amerikanske enheter:
Cv er det antall U.S. gallon vann over 60 °F som strømmer gjennom ventilen i løpet av 1 minutt når trykkdifferansen over ventilen er 1 psi.

for en ventil oppgir fabrikken egen kapasitetsindeksverdi for væske, gass og damp.

Formel for væske
Det er en enkel formel for å kalkulere gjennomstrømmet mengde i ventilen når vi kjenner trykkfallet over ventilen:

Mengden = Kv * kvadratroten(trykkfall over ventil delt på spesifikk vekt)

Trykkfallet settes inn i antall kilopund per kvadratcentimeter (kp/cm2). Da kommer mengden ut i antall kubikkmeter per time (m3/h).


Her vises Cv-verdier for en Fisherventil med Lik-prosent ventilplugg. Ved 10 % ventivandring er Cv= 6,56 for en 4-tommers dimensjon og 2 tommers full ventilvandring. Når ventilen har vandret 20 % (av 2 tommer), er Cv økt til 11,4. Og når ventilvandringer er 30 % (av 2 tommer), er Cv økt til 17,3.

Vi kan bruke samme formel som over, men her setter vi trykkfallet inn i antall PSI, og da kommer mengden ut i antall US-gallon per minutt.


Her har jeg hentet noen figurer fra en bok som heter ""ISA Handbook of Control Valves"" fra 1976.

En kar som het O. P. Lovett publiserte i 1964 en studie på reguleringsventiler. Han undersøkte sammenhengen mellom den installerte ventilpluggkarakteristikken og systemtrykket (se figur 4).

Parametere som pumpetrykk og dynamisk trykktap i rør er vist i figur 5. Disse parametrene ble kombinert til et trykkforholdstall (Pr). Dette er forholdet mellom trykkfallet over ventilen (Pv), og det totale trykkfallet (Pv + Plinje1 + Plinje2).

Det dynamiske trykket er således sammensatt av to deler: Trykkfallet over ventilen (Pv) og friksjonstapet i røret (P1 og P2).

Figur 6 viser hvorledes en i utgangspunktet lineær uttestet ventilpluggkarakteristikk blir modifisert med utlike trykkforhold, mens figur 7 viser hvorledes en i utgangspunktet lik-prosentlig uttestet ventilplugg karakteristikk modifiseres av ulike trykkforhold. Ja, faktisk kan en i utgangspunktet lik-prosentlig karakteristikk oppføre seg som en hurtigåpner ved ""ugunstige"" trykkforhold.

Takk for gode svar!

Har du noen konkrete eksemplet på prosesser hvor trykkfallet er konstant, øker ved større åpning, minsker med større åpning?

Hei,

Råd om bruk av ventilplugger: Side 109 og 110

Naviger til side 109 og 110 i ""Control Valve Handbook"" fra Fisher. Her finner du råd om hvilke ventilpluggkarakteristikker som anbefales i ulike prosesser.