محاسبه سایزینگ کنترل ولو

امروزه با توجه به پیشرفت انواع صنایع مختلف تاسیساتی و کاربرد روز افزون کنترل ولو ها، آشنا شدن با سایزینگ کنترل ولو از اهمیت زیادی برای افرادی که در این زمینه فعالیت دارند برخوردار بوده و باید مورد توجه قرار گیرد. در کشور ما نیز کنترل ولو ها (شیرآلات کنترلی) جزو پرکاربرد ترین شیرآلات در صنعت لوله کشی و تاسیسات هستند.

ما در این مقاله از بلاگ ولو تجهیز به برسی خلاصه ای از موضوع سایزینگ کنترل ولو می‌پردازیم، در ابتدا به و قبل از شروع بحث اصلی، به چند سوال مهم پاسخ خواهیم داد که پیش نیاز بحث اصلی ما در این مقاله می‌باشد.

تعریف و برسی شیر

شیرآلات را در مقالات قبلی و همینطور در صفحه اصلی شیرآلات صنعتی به طور کامل برسی کردیم، اما در یک تعریف ساده میتوان گفت شیر یک وسیله برای تنظیم و کنترل کردن جریان سیالات در سیستم های لوله کشی بوده. یا میتوان به این صورت بیان کرد که وظیفه قطع و وصل جریان در خطوط لوله کشی به عهده شیرآلات است. شیرآلات صنعتی یا همان ولو ها (valves) در انواع جنس های مختلف تولید و عرضه می‌شوند و در این بین کنترل ولو ها جزو شیرآلات مهم در صنعت محسوب می‌شوند.

یک سوال دیگر که میتوان به آن پاسخ داد، این است که تقسیم بندی شیر ها چگونه انجام می‌شود.

تقسیم بندی شیرآلات صنعتی؟

• شیرآلاتی که وظیفه قطع و وصل جریان را به عهده دارند، مانند بال ولو ها (Ball valve یا شیر توپی)، گیت ولو ها (Gate valve یا شیر دروازه ای)، پلاگ ولو ها (Plug vavle یا شیر سماوری)
• شیر هایی که وظیفه کنترل جریان سیال را به عهده دارند، شیر های سوزنی (Needle valve)، شیر کروی (Globe valve)، شیر پروانه ای (Butterfly valve)
• و شیر هایی که یکطرفه که وظیفه جلوگیری از بازگشت سیال را به عهده میگیرند، مانند چک ولو ها (check valve)

به صورت کلی ولو ها از نظر نحوه کارکرد و عملگر، به سه حالت تقسیم شده و جریان را به سه حالت اتومات، دستی و یا نیمه خودکار کنترل کرده و یا قطع می‌کنند.

همچنین میتوان شیرآلات صنعتی را از لحاظ جنس بدنه به سه دسته تقسیم کرد:

• شیرآلات فولادی
• شیرآلات برنجی
• شیرآلات چدنی

در ادامه به برسی کنترل ولو می‌پردازیم و با اجزای مختلف آن آشنا می‌شویم، سپس در پایان مطلب به برسی سایزینگ کنترل ولو ها پرداخته. همچنین برای خرید انواع شیرآلات صنعتی، برای مثال خرید گیت ولو ، خرید گلوب ولو، بال ولو، شیر سوزنی و … میتوانید با کارشناسان مجموعه ولو تجهیز تماس بگیرد.

کنترل ولو چیست؟

این شیرآلات همانطور که از نام آنها پیداست، در جهت کنترل جریان سیال استفاده می‌شوند. در تعریفی ساده میتوان گفت که یک گروه از شیرآلات صنعتی که وظیفه کنترل کردن پارامتر های فیزیکی مانند دما، فشار، جریان و سطح را به عهده دارند. کنترل ولو (Control valve) نامیده می‌شوند. ویژگی مهم این کنترل ولو ها این است که این شیرآلات اتوماتیک بوده و عملگر آنها در سه دسته الکتریک، هیدرولیک و پنوماتیک تولید می‌شود. یعنی عملگر ها در سه دسته شیر خودکار قرار می‌گیرند.

الکتریکی: با جریان الکتریکی، کنترل شیر انجام شده

هیدرولیکی: به کمک بک جریان سیال و نیروی وارده بر آن توسط سیال مایع، کنترل ولو کار می‌کند.

پنوماتیک: این عملگر با یک جریان هوا که فشرده است کار می‌کند و به دو دسته دیافراگمی و پیستونی تقسیم می‌شود.

در ادامه و بعد از تشریح اجزای اصلی کنترل ولو ها به برسی سایزینگ کنترل ولو می‌پردازیم. با ما همراه باشید.

اجزای کنترل ولو

اجزای اصلی کنترل ولو ها به شرح زیر است:

پلاگ (Plug) : پلاگ در مسیر عبور سیال قرار می‌گیرد و اجازه عبور و یا عدم آن را به جریان می‌دهد. اگر به تصویر کنترل ولو دقت کنید، متوجه خواهید شد که اگر پلاگ به سمت پایین حرکت کند، مسیر سیال بسته خواهد شد و همچنین با وارد شدن فشار به پلاگ، پلاگ به سمت پایین آمده و بر روی نشیمنگاه (seat) قرار می‌گیرد.

ساقه (Steam) : وظیفه مهمی که ساقه بر عهده دارد به حرکت در آوردن پلاگ است. ساقه درواقع محل اتصال بدنه کنترل ولو به عملگر است. فشار هوای وارد شده به عملگر، از طریق ساقه به پلاگ وارد می‌شود و باعث شده که پلاگ به بالا و یا پایین حرکت کند.

کلاه (Bonnet) : از جمله اجزای مهم و اصلی کنترل ولو، کلاهک و یا کلاه شیر است. به طور کلی هنگامی که از اجزای کنترل ولو صحبت می‌کنیم، منظور از کلاه، کلاهک و یا درپوش شیر است. اگر کلاهک شیر برداشته شود، اجزای داخلی شیر قابل مشاهده بوده. کلاهک به دو صورت پیچی و جوشی بر روی کنترل ولو قرار می‌گیرد.

سایزینگ کنترل ولو

در این بخش با نحوه سایزینگ کنترل ولو آشنا می‌شویم، اولین قدم برای یافتن اندازه شیر کنترل (سایزینگ کنترل ولو) محاسبه ضریب جریان (cv) است. که در سیستم از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. به صورت کلی و به زبان ساده تر میتوان سایزینگ کنترل ولو را به صورت زیر تعریف کرد:

فرآیند اندازه گیری شیر کنترل (سایزینگ کنترل ولو) روشی است که در آن دینامیک فریند سیستم با ویژگی های عملکردی دریچه مطابقت دارد. این تطابق باعث تولید شیر کنترل یا همان کنترل ولو در اندازه و نوع مناسب شده که به بهترین شکل میتواند جریان را مدیریت کند.

تشریح محاسبه ضریب جریان (cv) سایزینگ کنترل ولو

با توجه به این رابطه داریم که:

• دبی حجمی جریان : Q
• وزن مخصوص سیال: G.
• اختلاف فشار دو سر کنترل ولو: P

نتیجه گیری سایزینگ کنترل ولو

با برسی رابطه ضریب جریان میتوان به نتیجه رسید که هرچه ضریب جریان بزرگ تر شود، ظرفیت عبوری شیر افزایش پیدا می‌کند. همینطور ضریب جریان کوچکتر نشان دهنده افت فشار بیشتر در دو سر کنترل ولو خواهد بود. در نتیجه با توجه به اینکه ضریب جریان ارتباط مستقیمی با دبی حجمی جریان دارد، باید شیر به صورتی انتخاب شود که بیشترین دبی ممکن در یک خط، ماکزیمم 80 درصد ضریب جریان در نظر گرفته شود. در ادامه این عبارت را تشریح می‌کنیم.

بعد از انجام محاسبه مربوط به کنترل ولو و همینطور پیدا کردن ضریب جریان در بیشینه مقدار، میزان محاسبه شده را در 1.2 ضرب کرده و حاصب، میزان ضریب جریان جهت انتخاب و طراحی خواهد بود.

برای دریافت اطلاعات بیشتر و مشاوره و همینطور خرید تجهیزات پایپینگ میتوانید با کارشناسان سایت ولو تجهیز تماس حاصل فرمایید.