วาล์วลดอัตราการไหลได้อย่างไร? อธิบายความดันตกและ Cv

วาล์วจะลดอัตราการไหลโดยเพิ่มความต้านทานให้กับเส้นทางของของไหล ของเหลวหรือก๊าซเคลื่อนที่ได้เนื่องจากมีความแตกต่างของความดันระหว่างจุดสองจุด และวาล์วที่ปิดบางส่วนจะรับส่วนแบ่งของความแตกต่างนั้นเอง สิ่งที่วาล์วใช้นั้นไม่สามารถดันของไหลผ่านส่วนที่เหลือของท่อได้อีกต่อไป ดังนั้นการไหลจึงอยู่ที่ค่าที่ต่ำกว่า นั่นคือกลไกทั้งหมดในประโยคเดียว

รายละเอียดที่เป็นประโยชน์นั้นขึ้นอยู่กับแรงดันที่วาล์วอ้างสิทธิ์ รูปร่างของส่วนตัดแต่งเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อวาล์วเคลื่อนที่ และสิ่งที่เกิดขึ้นกับส่วนที่เหลือของระบบในขณะที่การไหลลดลง เราได้จัดหาวาล์วและข้อต่อสแตนเลสให้กับเครื่องมือ ไฮดรอลิก และสายอุตสาหกรรมทั่วไปมานานกว่าทศวรรษ และคำถามที่ลูกค้าถามเกี่ยวกับการควบคุมปริมาณเป็นไปตามรูปแบบที่คุ้นเคย นี่มันคือ.

เกิดอะไรขึ้นภายในวาล์วที่ปิดบางส่วน

ข้อจำกัดนี้เกิดจากการเล็ม: เข็ม ปลั๊ก แผ่นดิสก์ หรือลูกบอลเคลื่อนไปทางเบาะ การปิดวาล์วจะทำให้พื้นที่เปิดแคบลง และเกิดผลกระทบ 2 อย่างตามมา

• ของเหลวจะเร็วขึ้น ความต่อเนื่องต้องการให้มวลเดียวกันเคลื่อนผ่านพื้นที่เล็กๆ ดังนั้นความเร็วในลำคอจึงเพิ่มขึ้น และตามหลักการของแบร์นูลลี แรงดันสถิตเฉพาะจุดจะลดลง
• พลังงานสูญเสียไปตามกระแสน้ำ ของไหลที่ถูกเร่งไม่สามารถคืนแรงดันได้เต็มที่ ความปั่นป่วนและแรงเสียดทานตามข้อจำกัดจะเปลี่ยนพลังงานกลให้เป็นความร้อน ซึ่งของเหลวจะพาออกไป

ผลกระทบประการที่สองคือสิ่งที่สำคัญจริงๆ วาล์วไม่ใช่ปลั๊กที่ขวางท่อเพียงอย่างเดียว มันแปลงพลังงานความดันให้เป็นการสูญเสียที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ยิ่งการสูญเสียเพิ่มมากขึ้น แรงดันที่แตกต่างกันในการขับเคลื่อนการไหลก็จะน้อยลง และอัตราการไหลก็จะยิ่งต่ำลง

Pressure Drop คือสกุลเงินที่ซื้อกระแส

ถือว่าแรงดันที่เกิดจากปั๊ม ตัวควบคุม หรือส่วนหัวของแก๊สเป็นงบประมาณ ท่อจ่าย ตัวกรอง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน วาล์ว และท่อระบายทั้งหมดใช้ส่วนหนึ่งของมัน และสิ่งที่เหลืออยู่คือสิ่งที่ขับเคลื่อนของเหลวจริงๆ การควบคุมปริมาณจะเพิ่มส่วนแบ่งของวาล์ว ส่วนเกินลดลง และการไหลลดลงจนกว่าหนังสือจะสมดุลอีกครั้ง

แรงดันจ่ายคงที่เทียบกับปั๊ม

เมื่อใช้ตัวควบคุมแรงดันหรือส่วนหัวของแก๊สที่ต้นน้ำ แรงดันจ่ายจะคงที่โดยประมาณเมื่อคุณปิดวาล์ว แรงดันตกคร่อมของวาล์วจะเพิ่มขึ้น การไหลลดลง และสมการขนาดด้านล่างจะอธิบายผลลัพธ์

ด้วยปั๊มแบบแรงเหวี่ยงภาพจะเปลี่ยนไป การควบคุมปริมาณจะเพิ่มความต้านทานและเพิ่มเส้นโค้งของระบบ ดังนั้นจุดปฏิบัติงานจึงเลื่อนไปตามเส้นโค้งปั๊มไปสู่แรงดันระบายที่สูงขึ้นและการไหลที่ลดลง วาล์วจะบังคับปั๊มแทนที่จะทำงานเพียงลำพัง ปั๊มที่ถูกควบคุมปริมาณไปด้านหลังสามารถวิ่งไปทางซ้ายของจุดประสิทธิภาพที่ดีที่สุด หมุนเวียนภายใน ทำงานร้อนขึ้นและมีเสียงดังกว่า และซีลซีลเร็วขึ้น

ตัวเลข: Cv, Kv และกฎรูตสแควร์

ความจุของวาล์วแสดงเป็นค่าสัมประสิทธิ์การไหล ในหน่วยของสหรัฐอเมริกา นั่นคือ Cv คือแกลลอนต่อนาทีของน้ำที่มีอุณหภูมิ 60°F ที่ไหลผ่านโดยมีหยดหนึ่ง psi ข้ามวาล์ว เมตริกที่เทียบเท่าคือ Kv สำหรับของเหลว:

Q = ประวัติย่อ × √(ΔP / SG)

โดยที่ Q คือการไหล ΔP คือแรงดันตกคร่อมวาล์ว และ SG คือความถ่วงจำเพาะของของเหลว เนื่องจาก Cv เองนั้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งของวาล์ว สมการจึงมีผลกระทบทั้งสองอย่างพร้อมกัน: ช่องเปิดจะเปลี่ยน Cv และการควบคุมปริมาณจะเปลี่ยน ΔP

รากที่สองคือสิ่งที่ดึงดูดผู้คนออกไป การไหลไม่ได้เป็นสัดส่วนกับแรงดันตกคร่อมแต่ขึ้นอยู่กับรากที่สอง ดังนั้นที่ช่องเปิดคงที่ การตัดแรงดันตกที่มีอยู่ให้เหลือหนึ่งในสี่จะช่วยลดการไหลลงครึ่งหนึ่ง คณิตศาสตร์เดียวกันนี้อธิบายว่าทำไมการเลี้ยวเล็กๆ ของก้านบนวาล์วที่เกือบปิดจึงเปลี่ยนการไหลอย่างรวดเร็ว: ที่การยกต่ำ การเปลี่ยนแปลงแบบเศษส่วนในพื้นที่เปิดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเปอร์เซ็นต์อย่างมากใน Cv

ลักษณะของวาล์ว: การไหลตกลงมาอย่างราบรื่นเพียงใด

วาล์วสองตัวที่มีความจุเท่ากันเมื่อเปิดเต็มที่อาจทำงานแตกต่างกันมากเมื่อเปิดเพียงครึ่งเดียว ลักษณะเฉพาะจะอธิบายว่า Cv เติบโตไปพร้อมกับการเดินทางได้อย่างไร

ขอบเปิดปิดอย่างรวดเร็วใช้ความจุส่วนใหญ่ในช่วงสามแรกของการเดินทาง ซึ่งเหมาะสมกับการเปิด/ปิด ส่วนขอบที่มีเปอร์เซ็นต์เท่ากันจะให้ช่วงที่ควบคุมได้กว้างที่สุด และเป็นตัวเลือกปกติสำหรับลูปควบคุม ชุดอุปกรณ์ตกแต่งเชิงเส้นตรงซึ่งแรงดันตกคร่อมวาล์วคงที่ค่อนข้างคงที่

ลักษณะการทำงานที่ติดตั้งไม่ตรงกับเส้นโค้งที่เผยแพร่ทุกประการ เนื่องจาก ∆P ทั่วทั้งวาล์วจะเปลี่ยนไปตามการไหลที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งเป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่การลดเปอร์เซ็นต์ที่เท่ากันนั้นพบได้ทั่วไปในระบบปั๊มที่มีการควบคุมแบบควบคุม

เมื่อปิดเพิ่มเติมจะหยุดการลดการไหล

มีขีดจำกัดในสิ่งที่วาล์วหนึ่งสามารถทำได้ เมื่อของเหลวเร่งความเร็วผ่านจุดที่แคบที่สุดที่อยู่ด้านล่างของเบาะนั่ง หรือที่เรียกว่า vena Contracta ความดันของของเหลวอาจลดลงต่ำกว่าความดันไอของของเหลวได้ ฟองสบู่ก่อตัว และเมื่อมันพังทลายลงไปอีก มันจะกระแทกขอบและผนังท่อ นั่นคือโพรงอากาศ และมันจะประกาศตัวเองด้วยเสียงอันแสนยานุภาพและเบาะนั่งที่ค่อยๆ กัดเซาะ

หากความดันปลายน้ำต่ำกว่าความดันไอ ฟองอากาศจะไม่ยุบตัวและของเหลวจะทำให้วาล์วระเหยไปบางส่วน สิ่งนั้นกำลังกะพริบ และอาจทำให้วาล์วเสียหายได้ภายในไม่กี่สัปดาห์ ก๊าซมีเพดานของตัวเอง เมื่อความเร็วในลำคอถึงความเร็วเสียง การไหลก็จะถูกสำลัก และการลดความดันดาวน์สตรีมลงก็ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอะไรอีก อาการจะเหมือนเดิมเสมอ คุณปิดวาล์วอยู่เรื่อยๆ การไหลหยุดตอบสนอง และเสียงก็ดังขึ้น

วิธีแก้ไขตามปกติคือการแบ่งแรงดันตกคร่อมวาล์วสองตัวตามลำดับ ระบุการป้องกันการเกิดโพรงอากาศ หรือเพิ่มแรงดันดาวน์สตรีม

จับคู่ประเภทวาล์วกับงาน

ไม่ใช่ทุกวาล์วที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อควบคุมปริมาณ การใช้วาล์วแยกเพื่อควบคุมการไหลเป็นหนึ่งในข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดที่เราเห็น และมักจะจบลงด้วยเบาะนั่งที่เสียหายและสูญเสียการควบคุมอย่างน่างงงวย

วาล์วแบบนีดเดิล: ทางเลือกที่เป็นธรรมชาติสำหรับการลดขนาดละเอียด

เข็มเรียวที่เคลื่อนเข้าไปในที่นั่งเล็กๆ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่เปิดอย่างค่อยเป็นค่อยไปเป็นเวลานาน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมวาล์วเข็มจึงเป็นคำตอบมาตรฐานเมื่อต้องตัดการไหลอย่างแม่นยำและยึดไว้ตรงนั้น เช่น เส้นสุ่มตัวอย่าง การไหลไล่ออก ฟีดของเครื่องวิเคราะห์ และวงจรการไหลต่ำ คำแนะนำของเราในการ การใช้งานวาล์วเข็ม ครอบคลุมถึงจุดที่พวกเขาได้รับตำแหน่งของพวกเขา

วาล์วเข็มด้ายหญิงสแตนเลส สำหรับสายสุ่มตัวอย่างและวงจรการไหลต่ำ วาล์วเข็มทำจากสแตนเลสนี้มีการปรับการไหลอย่างละเอียดและรูขัดเงาเหมือนกระจกเพื่อการควบคุมที่มั่นคง ดูผลิตภัณฑ์ →

บอลวาล์ว: การแยกตัวที่ดีเยี่ยม, การควบคุมปริมาณไม่ดี

บอลวาล์วจะมีความสุขที่สุดเมื่อเปิดหรือปิดเต็มที่ เปิดบางส่วน เส้นทางการไหลไม่สะดวก เบาะนั่งสัมผัสกับของเหลวที่มีความเร็วสูง และการไหลเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันในช่วงสองสามองศาสุดท้ายของการเดินทาง

บอลวาล์ว สเตนเลส ดับเบิล เฟอร์รูล เมื่อต้องเปิดหรือปิดการไหลจนสุดแทนที่จะควบคุมปริมาณ บอลวาล์วเครื่องมือแรงดันสูงนี้มีโครงสร้างเป็นชิ้นเดียวและความสามารถในการซ่อมบำรุงระดับบนสุด ดูผลิตภัณฑ์ →

การนำไปใช้งานในเครื่องมือวัดและวงจรไฮดรอลิก

ในเครื่องมือวัด การลดการไหลมักเป็นงานเล็กๆ ในพื้นที่ เช่น การแยกเครื่องส่งสัญญาณ การระบายเกจ หรือการตัดการไหลของตัวอย่างไปยังเครื่องวิเคราะห์ ท่อร่วมสองทางพร้อมวาล์วแบบเข็มช่วยให้คุณปรับและปิดเชิงบวกได้ในการประกอบเดียว ซึ่งช่วยรักษาจำนวนข้อต่อและจำนวนเส้นทางการรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้นให้เหลือน้อยที่สุด

สเตนเลสสตีลสองทางวาล์วแมนิโฟลด์เข็มวาล์ว สำหรับการแยกเครื่องมือวัดและการตัดการไหลของตัวอย่าง วาล์วเข็มร่วมแบบสองทางนี้รวมการปรับแบบละเอียดเข้ากับการปิด-เปิดในชุดเดียว ดูผลิตภัณฑ์ →

ในวงจรไฮดรอลิก หลักการจะเหมือนกันที่ความดันที่สูงกว่ามาก โดยที่การกัดเซาะเป็นความเสี่ยงอย่างแท้จริง และขอบที่แข็งขึ้น ความหนาของผนังที่กว้างขวางและการปิดผนึกที่เชื่อถือได้นั้นคุ้มค่ากับค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเล็กน้อย

รายการตรวจสอบที่ใช้ได้จริงเพื่อลดการไหล

1. กำหนดการไหลที่คุณต้องการในสภาวะปกติและต่ำสุด และความดันที่มีอยู่ที่ปลายแต่ละด้านของวงจร
2. คำนวณ Cv หรือ Kv ที่ต้องการ แทนที่จะคาดเดาจากขนาดท่อ
3. ปรับขนาดวาล์วเพื่อให้การทำงานปกติอยู่ระหว่างเปิดประมาณ 20 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ เหลือพื้นที่ให้ปรับได้ทั้งสองทิศทาง
4. จับคู่ลักษณะเฉพาะกับลูป: เปอร์เซ็นต์ที่เท่ากันโดยที่วาล์วรับแรงดันตกคร่อมมาก โดยจะเป็นเส้นตรงในกรณีที่ไม่ได้รับ
5. แยกหน้าที่แยกและการควบคุมปริมาณออกจากกัน และตรวจสอบการเกิดโพรงอากาศหรือการไหลที่อุดตันเมื่อใดก็ตามที่เกิดแรงดันตกคร่อมขนาดใหญ่ในขั้นตอนเดียว

เวอร์ชันสั้น

วาล์วจะลดอัตราการไหลเนื่องจากจะดึงแรงดันออกจากของไหลและเปลี่ยนให้เป็นความร้อนที่ไม่เคยนำกลับมาใช้ใหม่ การปิดวาล์วจะเพิ่มส่วนแบ่งของความแตกต่างของแรงดันที่มีอยู่ และสิ่งที่เหลืออยู่จะไม่เพียงพอที่จะรักษาการไหลเดิมอีกต่อไป ความราบรื่นที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับการตัดแต่ง ไปได้ไกลแค่ไหนก็ขึ้นอยู่กับของเหลว หากคุณกำลังปรับขนาดวาล์วสำหรับการไหลเฉพาะ เรายินดีที่จะช่วยตรวจสอบตัวเลขร่วมกับคุณ ลองดูที่ โซลูชั่นระบบของไหล เราสร้างหรือเพียงแค่ส่งเงื่อนไขสายการผลิตของคุณมาให้เราและให้เราปรับขนาดมันเข้าด้วยกัน