close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

987

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ
КАВИТАЦИИ
В ДРОССЕЛЬНЫХ
ЗАТВОРАХ
Е. Касадо Флорес, ЕЕАА, Мадрид, Испания
Использование оэффициентов начальной авитации для определения безопасных положений
дроссельно о затвора
Дроссельные затворы мо т быть использованы для ре лирования расхода в тр бах при
та их лах поворота затвора, при оторых обеспечивается их стойчивая работа без ш мов или
вибраций, т.е. без авитации. Рассматриваемые
в настоящей статье оэффициенты начальной авитации Сi сравниваются со значениями этих оэффициентов, рассчитанных в работах [1, 2]. В
этих работах приводятся значения оэффициентов Сi для различных размеров затворов и ма симально доп стимых перепадов давления, а
та же расходов через затворы при их работе без
авитации.
Они определены по рез льтатам испытаний
24-дюймовых дроссельных затворов (605 мм) в
системе техничес о о водоснабжения АЭС в Испании. Целью испытаний было определение положений дроссельно о затвора, при оторых отс тств ет авитация, чтобы обеспечить безопасн ю работ системы и пол чить треб емые зависимости напора от расхода для новых насосов.
Испытания 24-дюймовых затворов. Чтобы определить, при а их положениях затвора в
дроссельных затворах нет авитации и совершенно нет ш ма, были выполнены различные испытания при лах от рытия от 25 ° до 90° (затвор от рыт на 100 %). На рис. 1 по азан один из
испытанных затворов. При одних положениях
затвора совершенно не возни ало ш ма, в др их появлялся сильный ш м. На онец, о да затвор оставался в неподвижном состоянии, был
слышен начинающийся типичный авитационный
ш м (подобный ш м амней, пере атывающихся вн три тр бы). В положении затвора при небольшом е о от рытии (приблизительно на 1°)
этот ш м исчезал.
Было выполнено более 50 испытаний при различном от рытии затвора. Сл чаи, о да начинал появляться авитационный ш м, соответств ют возни новению начальной авитации.
70
Рис. 1. Более 50 испытаний было выполнено на 24-дюймовых
дроссельных затворах при различных лах от рытия
Данные, собранные в этих испытаниях, в лючали след ющее: значения давлений перед и
после дроссельных затворов, измеренные манометром с точностью 0,5% и с диапазоном измерений от 0 до 120 с/см2; значения расходов
через затвор, измеренные расходомером диафра мово о типа с точностью 1,12 % и с диапазоном измерения от 0 до 5000 м3/ч.
Рез льтаты, пол ченные для Сi. Коэффициент Сi, хара териз ющий начало появления авитационно о ш ма, определяется а
№ 12 • де абрь 2006
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т
Е
Х
Н
О
Л
О
Г
И
И
Коэффициенты авитации
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Из работы
[1]
Из работы
[2]
Рис. 2. Значения Сi в зависимости от Сd
Ci = P1 – Pv/P1 – P2,
де P1 – давление после затвора, с/см2 абс.;
P2 – давление перед затвором, с/см 2 абс.;
Pv – давление пр ости пара, с/см2 абс.
Можно пол чить различные значения Сi на основании рез льтатов измерений. На рис. 2 представлены значения Сi в виде зависимости от Сd
c 10%-ным запасом.
Коэффициент расхода дроссельно о затвора
в на нетательной линии Cd определяется а
Cd = 1/[(17183,71/Cv)2 + 1]1/2.
Коэффициент расхода через затвор Cv определяется а
Cv = 1,17Q/(P1 – P2)1/2,
де Q – расход воды, м3/ч.
Температ ра воды в течение испытаний была
20 °С, поэтом Pv приблизительно равно 0.
Замечание: Кавитация в затворе не возниает, если значения P1, P2 и Pv в процессе е о
работы довлетворяют след ющем выражению:
(P1 – Pv )/(P1 – P2) ≥ Сi.
Сравнение с э спериментальными данными. В работе [1] описываются испытания
6-дюймово о дроссельно о затвора при давлении P1 = 5,8 с/см2 и представлены соответств ющие значения Сi в виде зависимости от Сd
(см. рис. 2). Для др их значений давлений и
размеров затворов в работе [1] предла ается
р ппа орре тир ющих равнений для чета эффе тов изменения масштаба.
При использовании их для определения ровня авитации, по азанно о на рафи е в работе
[1], можно пол чить ритичес ие значения оэффициентов авитации для 24-дюймовых дросНЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т
Е
Х
Н
О
Л
О
Г
И
И
№ 12 • де абрь 2006
Рис. 3. Сравнение значений для 24-дюймовых дроссельных
затворов
сельных затворов и давлений испытаний, рассчитанных в этой работе и по азанных на рис 3.
Критичес ие значения оэффициентов авитации в работе [1] очень похожи на значения Сi,
азанные на рис 2.
В работе [2] рассчитан оэффициент авитации для 24-дюймовых дроссельных затворов
с использованием начально о значения оэффициента авитации, определяемо о по рез льтатам измерений при испытаниях 6-дюймовых
дроссельных затворов, для ровня зарождающе ося повреждения и расчетно о ровня ш ма
с использованием в ачестве ранично о словия ровня ш ма 85 дБА (по ш але А ш момера). Предпола аемые значения оэффициентов
авитации для 24-дюймовых дроссельных затворов, пол ченные в соответствии с данными в
работе [2], та же по азаны на рис. 3. Поэтом
на рис. 3 можно сравнить значения Сi, пол ченные по рез льтатам испытаний, представленных в работах [1–2], с расчетными значениями оэффициентов Сi для 24-дюймовых
дроссельных затворов. Предпола ается, что
значения Сi по отношению Сd больше 0,3 б д т распола аться на ривой, параллельной
ривой, приведенной в работе [1]. Это свидетельств ет, что значения Сi, пол ченные по рез льтатам испытаний, пра тичес и та ие же, а
в работе [1] для ритичес о о ровня, и выше
расчетных значений, приведенных в работе [2],
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Размер затвора 30″
Размер затвора 30″
″
″
″
″
″
″
″
″
У ол от рытия затвора, рад
Рис. 4. Предла аемые значения Сi для определения ровня
начальной авитации
одна о в этом сл чае след ет читывать, что
они соответств ют ровню зарождающе ося повреждения.
Др им выводом является то, что ровень зарождающейся авитации, оторый был принят в
работе [1] (более высо ие значения по сравнения с ритичес им ровнем авитации), может
быть очень заниженным для определения пределов ре лирования вып с аемых промышленностью дроссельных затворов. По этой причине
автор, читывая свой опыт использования затворов та их типов, считает, что можно рассматривать по азанные на рис. 4 ривые Сi в ачестве аде ватных для становления ровня начальной авитации.
Предла аемые значения Сi. На основе значений Сi, пол ченных по рез льтатам испытаний
24-дюймовых дроссельных затворов (пос ольих значения немно о выше значений для ритичес ой авитации из работы [1]), автор делает вывод, что соответств ющие значения Сi для
6-дюймовых затворов б д т та же очень близ и
значениям Сi для ритичес ой авитации из работы [1] для затвора это о размера. Поэтом
п тем интерполяции можно было пол чить рафи и зависимости Сi для др их размеров. Эти
рафи и по азаны на рис. 4 и 5.
72
Рис. 5. Значения Сi в зависимости от
ла от рытия затвора
Графи и на рис. 4 и 5 представляют собой
базовые исходные ривые для воды и жид остей с Р1 (давление перед вентилем, равное или
меньше 10 с/см2 абс., и давлениями пр ости пара Рv, равное или больше 0).
На основе рафи ов зависимостей Сi на
рис. 5 можно пол чить ма симально доп стимый
перепад давления и расход для различных лов от рытия затвора в след ющем виде.
Перепад давления: DP = Р1 – Р2 = (Р1 – Рv)/Сi.
Для базовых исходных значений Р1=10 с/см2
абс. и Рv = 0, DP = 10/Сi.
Ма симально доп стимый расход Q = 0,85
CvD1/2 = 0,85 CV (10/Сi)1/2.
Графи и для DP и Q соответств ют ривым,
по азанным на рис. 6 и 7.
На рис. 6 по азан ма симально доп стимый
перепад давления в затворах при отс тствии
авитации в виде ф н ции ла от рытия затвора.
На рис. 7 по азан ма симально доп с аемый
расход через дроссельные затворы, соответств ющий перепадам давления на рис. 6.
Поправ и для давлений. Поправочные оэффициенты из работы [1] та овы:
PV для Рv > 0 есть 1 – Pv/P1.
№ 12 • де абрь 2006
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т
Е
Х
Н
О
Л
О
Г
И
И
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Размер затвора 30″
DP′, с/см2
Q′, м3/час
″
″
″
″
″
″
″
″
Размер затвора 30″
У ол от рытия, рад
У ол от рытия, рад
Рис. 6. Ма симально доп стимый перепад давления в дроссельных затворах при отс тствии авитации
Рис. 7. Ма симально доп стимый расход через дроссельные
затворы
PSE для Р1 >10 с/см2 абс.
есть (P1/10)0,3 = 0,5 P10,3.
Графи и на рис. 6 и 7 позволяют операторам
техноло ичес о о обор дования знать, нас ольо они мо т поворачивать затвор при ре лировании, чтобы работать без авитации.
Эти поправочные оэффициенты относятся
исходным значениям, ма симально доп стимом перепад давления DP и ма симально
доп стимом расход Q, взятым соответственно из рафи ов на рис. 5, 6 и 7, для пол чения
точненных значений параметров Сip, DP’ и Q’.
Перевел В. Клепинин
Сip = 1 + PSE (Сi – 1) =1 + 0,5 P10,3(Сi – 1);
DP’ = PVP1/1 +PSE (10/DP – 1);
Q’ = Q(PV)0,5 [P1/DP(1 – PSE) +10PSE]0,5,
де DP’ выражено в
с/см2 и Q’ в м3/ч.
Предла аемые значения Сi для дроссельных
затворов достаточно низ ие для пред преждения авитации в различных положениях затвора
при ре лировании.
Графи и на рис. 4 и 5 позволяют прямо пол чить значения Сi для различных размеров затворов и не пользоваться поправочными оэффициентами на размеры, оторые предла аются в работе [1].
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т
Е
Х
Н
О
Л
О
Г
И
И
№ 12 • де абрь 2006
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Tullis J.P. «Cavitation Guide for Control Valves», NUREG/
CR-6301, April 1993.
2. Baumann H.D. «Preventing Cavitation in Butterfly Valves»,
Chemical Engineering, March 1985.
73
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
722 Кб
Теги
987
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа