Worksheet D-1 rielaborato da M. Fraganza e M. Miccio a partire dal problema d'esame del rev. 1 del

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1 Worksheet D-1 rielaborato da M. Fraganza e M. Miccio a partire dal problema d'esame del rev. 1 del Obiettivi Tracciamento della Caratteristica Intrinseca Scelta e dimensionamento di una valvola di regolazione a partire dai dati forniti dal costruttore in forma di tabella. Calcolo e tracciamento della sua Caratteristica di Efflusso nelle condizioni noali oggetto del precedente dimensionamento. Tracciamento della Caratteristica Installata Calcolo di un punto saliente della Caratteristica Installata a scelta dell'utente vai al testo del problema Dati forniti dal costruttore Valve opening h Cv DN ( ) mm vai all' inserimento dati pag. 1

2 1 Diagramma della caratteristica intrinseca coefficiente di efflusso relativo DN = 15 mm DN = 0 mm DN = 5 mm corsa relativa (%) pag.

3 Inserimento dati di esercizio: NB: I dati pre-inseriti nei campi sono quelli del problema d'esame del , con il valore della pressione P 1 per il dimensionamento più stringente. Selezionare il tipo di fluido dalla lista Inserire la pressione P 1 Inserire la pressione P Inserire la tensione di vapore P v Inserire la portata massica ρ kg m 3 3 kg ρ kg m 3 m lb ft 3 V_punto m 3 V_punto s Scelta della valvola: Inserire il diametro noale (mm) della valvola: Verifica della scelta attraverso il confronto del C v al 70% della corsa: C v = V_punto P 1 P G f C v 9.99 C v70% psi 0.5 psi 0.5 diametro_scelto "inferiore o al più uguale a DN del piping" messaggio "Dimensionamento OK!" pag. 3

4 Calcolo e tracciamento della Caratteristica di Efflusso: dal OTHER DATA: F L 0.70 costruttore K c 0.8F L 0.39 F F vedi Magnani, Ferretti e Rocco Si deterano, 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% V_punto G c f ΔP max F L P1 FF Pv ΔPmax 8.4 psi ΔP max psi ΔP f P1 Pv ΔP max V_punto max C v70% V_punto G max f ΔP f psi ΔP f psi Scrivendo i vettori dei punti salienti, diamo una rappresentazione asintotica della caratteristica di efflusso: deltap 0 floor1.04 V_punto max V_punto_efflusso 0 V_punto c V_punto max V_punto max ΔP efflusso 0.5 0psi ΔP c ΔP max ΔP f pag. 4

5 La rappresentazione asintotica della caratteristica di efflusso è: Caratteristica di Efflusso (h = 0.7) US / SQRT(psi) calculated data pressure drop across the valve Inserimento dati per la caratteristica installata: Inserire il valore di ΔP u ai capi della utenza: Inserire il valore del ΔP n (noale) ai capi della valvola: Calcolo dell'autorità V della valvola: ΔP n V = V ΔP n ΔP u messaggio "E' conveniente usare valvole a caratteristica intrinseca lineare." Grafici delle caratteristiche: pag. 5

6 ΔP n V_punto n = C vn G f 100 Caratteristica Installata & Intrinseca V_punto n m 3 s V_punto n V_punto v = V V_punto n V ϕ v% 100 Rapporto di portata (%) Caratteristica installata diagonale 1 quadr. Caratteristica intrinseca corsa relativa pag. 6

7 Calcolo di portata transitante e caduta di pressione per un prefisato valore della corsa relativa: Il Criterio di scelta della caratteristica intrinseca: se V > 0.4 la caratteristica intrinseca migliore è lineare se V 0.5 la caratteristica intrinseca migliore è equipercentuale se 0.5 < V 0.4 la caratteristica intrinseca migliore è quadratica non si applica in questo caso! Inserire il valore della corsa h per la quale calcolare la portata: Calcoli effettuati per il valore della corsa relativa (%) che più si avvicina al valore scelto: h relativa 40 V_punto h = 1 V V_punto n V C v ( h) C vn V_punto h V_punto h m 3 s ΔP v_h = V_punto h C v ( h) G f ΔP v_h 38.99psi ΔP v_h.606atm ΔP v_h ΔP ΔP u_h ΔP n ΔP u 5.13psi u_h = ΔP 0 ΔP v_h ΔP u_h 0.355atm Inserire il valore della portata V_punto r in / per la quale calcolare la corsa h r ϕ r = V_punto n V_punto h V 1 V ϕ r Cv r = ϕ r C vn Cv r psi 0.5 la corsa h r si detera cercando, nella colona per la quale vale: la riga della tabella di Cv in corrispondenza della quale risulta: dnom 0 mm Cv r psi 0.5 pag. 7

8 Testo del problema: Devi affrontare il dimensionamento di una valvola per le seguenti condizioni: fluido: acido acetico densità: f = 1049 kg/ m 3 portata noale: m = 460 lb/ diametro noale della linea: DN = 5 mm pressione assoluta a monte della valvola nel range: P 1 = 10 1 bar pressione assoluta a valle della valvola: P = 8 bar tensione di vapore P v = 0.0 bar coefficiente del rapporto della pressione critica per i liquidi: F F = Calcola il coefficiente di efflusso C v della valvola. Hai a disposizione la valvola a membrana KSB Sisto caratterizzata da: un unica caratteristica intrinseca coefficiente di recupero F L =0.7 la seguente tabella del costruttore: DN 15 (mm) 0 (mm) 5 (mm) h (%) K v (m 3 (H O) / h bar 1/ ) C v =1.16*K v. Esegui un disegno schematico di una valvola a membrana 3. Scegli la valvola con il DN più opportuno. 4. Disegna la caratteristica intrinseca della valvola scelta 5. Calcola i punti salienti della caratteristica di efflusso e stabilisci se la valvola opera in regime di flusso normale. Successivamente, devi inserire questa valvola in un circuito la cui caduta di pressione dell utenza, é: a. ΔP u = ΔP n / ΔP u = ΔP n assumendo ΔP n = P 1 P 6. Quanto vale l autorità V nei casi a) e b)? 7. Con rif. al criterio di avere una caratteristica installata il più possibile vicina alla linearità, in quale dei casi la valvola sopra prescelta è proprio la preferibile? 8. Perché vale nella progettazione il criterio di avere una caratteristica installata il più possibile vicina alla linearità? Spiega a parole tue. Inoltre, nella condizione a) in cui: ΔP u = ΔP n /. 9. Qual è la portata volumetrica V h che transiterà nella valvola per h = 0.40? 10. Qual è il salto di pressione ΔP v_h attraverso la valvola inserita nel circuito per h = 0.40?. 11. Quale valore della corsa relativa h r consente di deterare una portata volumetrica V r = 60 (US)/? pag. 8