Worksheet GL-c1 rielaborato da M. Fraganza, G. Miglino e M. Miccio a partire dal problema d'esame del rev. 4.2 del

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1 Worksheet GL-c1 rielaborato da M. Fraganza, G. Miglino e M. Miccio a partire dal problema d'esame del rev. 4.2 del Obiettivi Calcolo e rappresentazione grafica della Caratteristica Intrinseca per una valvola a globo (per il caso in cui la tabella del costruttore riporta solo il valore di C vn per ogni DN). Calcolo del coefficiente d'efflusso al 70% della corsa dell'otturatore. Calcolo del coefficiente d'efflusso minimo Calcolo e rappresentazione della caratteristica di efflusso. Tracciamento della caratteristica installata a partire dai valori di rangeability ed autorità. Calcolo di punti salienti della caratteristica installata a scelta dell'utente. vai al testo del problema Inserimento dati: Selezionare il tipo di fluido dalla lista: ρ lb G f Inserire il valore di P 1 Inserire il valore di P 2 Inserire il valore di P v file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 1

2 messaggio1 "P2 < P1 : Il valore di P2 inserito è plausibile" Inserire il valore della portata volumetrica Calcolo del coefficiente di Efflusso: C v V_punto p1 p2 G f minpsi 0.5 file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 2

3 Calcolo e rappresentazione della caratteristica intrinseca. Calcolo del coefficiente d'efflusso al 70% della corsa dell'otturatore per ogni caratteristica intrinseca. Stima del coefficiente d'efflusso MINIMO. Tabella del costruttore per la valvola a globo Spirax Sarco 5911 DN mm K vn m 3 (H 2 O) /h bar ½ Caratteristica lineare = = = = = = = = = Caratteristica equipercentuale Ulteriore Tabella di appoggio per calcolo e rappresentazione della caratteristica intrinseca, considerando anche altre caratteristiche non indicate da costruttore. "Valvola" "VA1" "VA2" "VA3" "VA4" "Caratteristica" "=%" "Lineare" "Quadratica" "Quick Opening" "Rangeability" "= = =" file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 3

4 Inserire il valore della rangeability: Valvola di tipo VA1, con caratteristica equipercentuale. VA1 1 VA2 2 ϕeqp( h) r h1 Valvola di tipo VA2, con caratteristica lineare. ϕlin( h) h 1 h r r h h <--- Inserire il valore del K della valvola vn m 3 hbar 0.5 h ---> 1h r h C v70%_e 1.16C vn1 r C v70%_e C v C v70%_l 1.16C vn2 0.7 C minpsi 0.5 r v70%_l C vmin_e 1.16C vn1 r 01 C vmin_e minpsi C vmin_l 1.16C vn2 0 C r vmin_l 4.35 file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 4

5 Valvola di tipo VA3, con caratteristica quadratica. VA3 3 VA4 4 Valvola di tipo VA4, con caratteristica ad apertura rapida (quick opening). Inserire il valore di δ messaggio "Il valore di δ inserito è plausibile" ϕsqr( h) h 2 1 h2 r 1 δ ϕq( h) h h 2 1 h2 r h 1 δ h h NB: La valvola quick opening NON è utilizzata come valvola di regolazione, ma è qui riportata solo per completezza di esposizione. Essendo δ 1, è caratterizzata da una curva a derivata decrescente. <--- Inserire il valore del K della valvola vn m 3 hbar > C v70%_p 1.16C vn r 1 C v C minpsi 0.5 δ v70%_p C v70%_q 1.16C vn4 0.7 C v70%_q C vmin_p 1.16C vn r C vmin_p minpsi 0.5 δ C vmin_q 1.16C vn4 0 C vmin_q 0 1 I tre valori di C v * calcolati al 70% della corsa nei tre casi risulteranno maggiori o minori del C v richiesto (in VERDE), calcolato al punto 1) e dipendente dai dati di progetto. NB: Al variare della rangeability anche l'andamento delle tre curve varierà. file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 5

6 Inserimento dati per la caratteristica installata: Inserire il valore di ΔP u ai capi della utenza: Il ΔP n (dai dati nominali del problema) ΔP n p1 p2 0.8atm era: V ΔP n ΔP n ΔP u V Scelta della caratteristica intrinseca più opportuna per la valvola con il DN già scelto Criterio di scelta della caratteristica intrinseca se V > 0.4, la caratteristica intrinseca migliore è lineare se V 0.25, la caratteristica intrinseca migliore è equipercentuale se 0.25 < V 0.4, la caratteristica intrinseca migliore è quadratica Selezionare la caratteristica intrinseca: file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 6

7 Calcolo della portata nominale V_punto n ΔP n V_punto n 1.16C vn V_punto G n f min Caratteristica installata & intrinseca 0.8 Diagonale 1 quadrante Caratteristica intrinseca Caratteristica installata V_punto = k V_punto n 1 V V ϕ k corsa relativa file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 7

8 Calcolo di portata transitante e caduta di pressione per un prefissato valore della corsa relativa: Inserire il valore della corsa h 1 per la quale calcolare la portata: V_punto = 1 V_punto n 1 V V ϕh 1 2 V_punto_1 V_punto_ m min s 2 V_punto_1 ΔP v1 ϕh C G f ΔP v psi ΔP v atm vn ΔP v1 ΔP u1 ΔP n ΔP u ΔP u psi ΔP u atm Calcolo della corsa per un prefissato valore della portata transitante: Inserire il valore della portata V_punto 2 in /min ϕh 2 V = h 2 si determina 2 V_punto n dall'espressione 1 V 2 della caratteristica Vpunto 2 intrinseca ϕh 2 h file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 8

9 Verifica di "non cavitazione" secondo la norma IEC 60534: Inserire il valore del Coefficiente di Recupero F L : ΔP max = 2 F L p1 FF pv ΔP max psi verifica_cavitazione "OK! Non si verificano fenomeni di cavitazione." ΔP ΔP max psi Calcolo del coefficiente di recupero teorico : F L_teorico ( ΔP) p1 F F pv F L_teorico file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 9

10 Calcolo e tracciamento della Caratteristica di Efflusso: ALTRI DATI: 2 K c 0.8F L F F vedi Magnani, Ferretti e Rocco Si determinano, con rif. a C v al 70% della corsa, i seguenti punti salienti: ΔP c K c ( p1 pv) ΔP c psi ΔP c psi ΔP c V_punto c C v70% G f V_punto c min ΔP max 2 F L p1 FF pv ΔP max 5.27 psi ΔP max psi ΔP max V_punto max C v70% G f V_punto max min ΔP f p1 pv ΔP f psi ΔP f psi file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 10

11 Scrivendo i vettori dei punti salienti, diamo una rappresentazione asintotica della caratteristica di efflusso: deltap 0 floor1.5 min V_punto max V_punto_efflusso 0 min V_punto c V_punto max V_punto max ΔP efflusso 0psi ΔP c ΔP max ΔP f La rappresentazione asintotica della caratteristica di efflusso è: 800 Caratteristica di Efflusso (h = 0.7) 600 US / min SQRT(psi) calculated data pressure drop across the valve file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 11

12 Testo del problema: 4.3 Problema Devi dimensionare e selezionare una valvola a globo per le seguenti condizioni: fluido: esano densità: ρ f = 5.46 lb/ (US) portata nominale = L/s diametro nominale della linea: DN = 80 mm pressione a monte della valvola: P 1 = atm pressione a valle della valvola: P 2 = 1.7 atm tensione di vapore: P v = 17.7 kpa coefficiente del rapporto della pressione critica per i liquidi: F F = Calcola il coefficiente di efflusso Cv per il funzionamento della valvola, scegliendo le condizioni più critiche per il dimensionamento della valvola. È disponibile una valvola Spirax Sarco 5911 a singola sede, con caratteristica intrinseca sia equipercentuale sia lineare, rangeability r = 20, con i dati del costruttore di cui sotto: DN mm Kvn m 3 (H2O) /h bar ½ Caratteristica lineare Caratteristica equipercentuale file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 12

13 = = = = = = = = = La conversione tra il coefficiente di portata Kv ed il coefficiente di efflusso Cv è la seguente: Cv = 1.16 Kv [=] gpm psi -1/2 2. Dimensionare la valvola per il problema in esame, scegliendo quella con il DN e la caratteristica intrinseca più opportuni. 3. Sulla base della rangeability, qual è il valore di C v,min? Successivamente, si consideri la valvola Spirax Sarco 5911 inserita in un circuito per il quale la caduta di pressione sulla valvola in condizioni nominali ΔP n = 0.8 atm e la caduta di pressione sulla utenza è ΔP u = 14 psi. 4. Quanto vale l autorità V? 5. Quanto vale la nuova portata V n che transiterà nella valvola? 6. Quale sarà la portata V che transiterà nella valvola per h 1 1 = 0.3? file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 13

14 file WEB_GL-formule_Spirax-Sarco-5911.xmcd pag. 14