Технический комитет по стандартизации «Промышленная трубопроводная арматура и сильфоны»
(ТК 259)

Закрытое акционерное общество «Научно-производственная фирма
«Центральное конструкторское бюро арматуростроения»

 

СТ ЦКБА 020-2004

Арматура трубопроводная

МЕТОДИКА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА
МАЛОШУМНОГО РЕДУЦИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
С ПОСТОЯННЫМ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ
СОПРОТИВЛЕНИЕМ

НПФ «ЦКБА»

2004

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом «Научно-производственная фирма «Центральное конструкторское бюро арматуростроения» (ЗАО «НПФ «ЦКБА») и Научно-промышленной ассоциацией арматуростроителей (НПАА).

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом от 21.06.2004 № 26.

3 СОГЛАСОВАН Техническим комитетом по стандартизации Госстандарта России «Промышленная трубопроводная арматура и сильфоны» (ТК259).

4 ВЗАМЕН ОСТ 26-07-1373-75 «Методика расчета малошумного дроссельного устройства с постоянным гидравлическим сопротивлением».

СОДЕРЖАНИЕ

СТ ЦКБА 020-2004

Арматура трубопроводная

Дата введения 2004-09-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на малошумные редуцирующие устройства (далее - устройства) с постоянным гидравлическим сопротивлением DN от 6 до 32 и давлением Рр до 20 МПа (200 кгс/см²), работающие на воде при температуре до 100 °С.

2 Термины, определения, условные обозначения и сокращения

2.1 В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями и условными обозначениями:

2.1.1 малошумное редуцирующее устройство. Промышленная трубопроводная арматура или ее составляющая часть, предназначенная для снижения давления до установленной величины при заданном расходе рабочей среды посредством создания в проточной части одного или нескольких последовательно расположенных внезапных сужений и расширений.

2.1.2 уровень колебаний (вибрация) L.. Характеристика колебаний, сравнивающая две одноименные физические величины, пропорциональная десятичному логарифму отношения оцениваемого и исходного значений величины

Примечание - для ускорения уровень, измеряемый в децибелах (дБ)

где  - оцениваемое значение ускорения, м/с²;

 - исходное значение ускорения, м/с²;

для малошумного устройства - = 3·10^-4 м/с².

2.1.3 собственная частота колебаний. Количество гармонических колебаний в секунду.

2.1.4 малошумное устройство. Устройство из последовательно соединенных диафрагм (шайб) для снижения уровней вибрации, возникающей при протекании среды через проточную часть арматуры.

2.1.5 ступень. Конусообразная перфорированная диафрагма.

2.2 Условные обозначения

DN - проход условный (размер номинальный);

D - диаметр проточной части устройства, мм;

d_n - диаметр отверстий п-й ступени, мм;

п - количество ступеней редуцирования;

n_расч - количество ступеней расчетное;

n_прин - количество ступеней принятое;

FN - площадь условного прохода, мм²;

f_n - суммарная площадь отверстии n-й ступени, мм²;

G - массовый расход рабочей среды, кг/с;

P_вх - абсолютное давление среды на входе устройства, МПа;

Р_вых - абсолютное давление среды на выходе устройства, МПа;

P_n - абсолютное давление среды за n-й ступенью устройства, МПа;

ΔP_n - перепад давления на n-й ступени устройства, МПа;

K_vn - пропускная способность n-й ступени, м³/ч;

ρ - плотность среды, кг/м³;

μ - коэффициент расхода n-й ступени, отнесенный к суммарной площади отверстий f_n;

К_n - количество отверстий n-й ступени;

α - угол конусности каждой ступени, град;

b - расстояние между ступенями, мм;

h_n - толщина ступени, мм;

S_n - расстояние от устройства до центра каждого отверстия ступени;

r - радиус скругления входной и выходной кромок отверстий, мм;

β - часть перепада давления, приходящаяся на одну ступень;

 - уровень вибрации, дБ;

f - частота колебаний, Гц.

3 Задача расчета

3.1 Определение количества ступеней редуцирования.

3.2 Определение количества отверстий в каждой ступени.

4 Методика расчета

4.1 Проточная часть малошумного редуцирующего устройства с постоянным гидравлическим сопротивлением представлена на рисунке 1.

4.2 Рекомендуемые размеры проточной части устройства приведены в таблице 1.

Таблица 1

4.3 Расчет количества ступеней редуцирования.

Количество ступеней рассчитывается по формуле:

                                                                  (1)

Рисунок 1 - Проточная часть малошумного редуцирующего устройства с постоянным гидравлическим сопротивлением

где β = 0,3 при ΔР от 0,2 до 10 МПа;

β = 0,5 при ΔР от 10 до 20 МПа.

Полученные значения п_расч следует округлить до ближайшего большего целого числа.

4.4 Определение количества отверстий в каждой ступени.

Количество отверстий рассчитывается в следующей последовательности:

1) Рассчитать перепад давления на каждой ступени по формуле:

ΔP_n = P_n-1·β.                                                                          (2)

2) Рассчитать абсолютное давление за п-ой ступенью Р_п по формуле

P_n = P_n-1 + ΔP_n.                                                                    (3)

При расчете следует учитывать следующее:

- давление на входе первой ступени равно давлению на входе устройства Р_o = Р_вх;

- давление на выходе последней ступени равно давлению на выходе устройства P_n = P_вых.

3) Рассчитать пропускную способность каждой ступени по формуле

                                                               (4)

4) Рассчитать относительную эффективную проходную площадь каждой ступени по формуле

                                                                  (5)

где

5) По значению  по графику зависимости , приведенному на рисунке 2, определить значение коэффициента расхода μ_n.

6) Рассчитать относительную проходную площадь f_n по формуле

                                                                 (6)

Рисунок 2 Зависимость  малошумного редуцирующего устройства

7) Рассчитать количество отверстий по формуле

                                                                (7)

где d_n - диаметры отверстий, выбираемые равными диаметру сверла, с учетом толщины стенки диафрагмы.

Если расчетное значение числа отверстий  меньше двух, то следует принять его равным двум. Если  число не целое, то следует округлить его до ближайшего целого числа.

4.5 Устройство изготавливается в соответствии с результатами расчета и испытывается на виброакустическом стенде для определения зависимости уровней вибрации от частоты .

Результаты испытаний приводят в технической документации на устройство.

4.6. Пример гидравлического расчета приведен в приложении А.

Приложение А

(рекомендуемое)

Пример расчета редуцирующего устройства клапана сильфонного черт. С26375-010

А.1 Задача расчета

Задачами расчета являются:

- расчет количества ступеней редуцирующего устройства;

- расчет количества отверстий каждой ступени редуцирования.

А.2 Исходные данные для расчета приведены в таблице А.1.

Таблица А.1 - Исходные данные для расчета редуцирующего устройства

А.3 Результаты расчета

Результаты расчета приведены в таблице А.2.

Таблица А.2 - Результаты расчета

На рисунке А.1 приведены результаты измерений уровней вибрации малошумного редуцирующего устройства черт. С26375-010 с постоянным гидравлическим сопротивлением, замеренные экспериментально на виброакустическом стенде.

Рисунок А.1 Уровни вибрации малошумного редуцирующего устройства с постоянным гидравлическим сопротивлением

 

Генеральный директор ЗАО «НПФ «ЦКБА»	В.А. Айриев
Заместитель генерального директора	Ю.И. Тарасьев
Начальник отдела стандартизации 121	С.Н. Дунаевский
Исполнители:
Начальник отдела 152	В.Т. Доможиров
Ведущий инженер-исследователь 1 кат.	Л.А. Савельева
СОГЛАСОВАНО
Председатель ТК 259	М.И. Власов