شیر های کنترل

مقدمه

در این مقاله به نکاتی در خصوص عوامل موثر در انتخاب قطر شیر های کنترل می پردازیم. میزان گذر سیال(آب،روغن،بخار و …) با استفاده از میزان بار سرمایی و یا گرمایی تجهیزات و مصرف کننده ها و روابط موجود در تبدیل انرژی مشخص شده و شیر کنترل مناسب جهت کنترل میزان گذر جریان انتخاب می گردد. از آنجا که شیر به تنهایی جزئی از سیستم کامل کنترل می باشد به منظور اندازه گذاری و انتخاب درست شیر و دیگر اجزاء مربوطه باید از عوامل موثر در این امر اطلاع داشت. از پارامتر های مورد استفاده در سیستم های کنترل جریان به اختصار می توان از موارد زیر نام برد:

• ضریب جریان

این ضریب بیانگر رابطه بین میزان گذر جریان و اختلاف فشار داخل شیر است. برای آب میزان گذر جریان بر حسب گالن در دقیقه با افت فشار در حالت کاملا باز شیر تعیین کننده میزانCV می باشد.

• اختلاف فشار

تفاوت فشار در قسمت های ورودی و خروجی شیر وقتی که شیر کاملا بسته است. در مورد شیر های سه راهه اختلاف فشار بین پورت های باز و بسته در نظر گرفته می شود.

• حداکثر اختلاف فشار

ماکزیمم اختلاف فشار مجاز دو سر شیر که در صورت افزایش آن شیر کاملا بسته نخواهد شد و امکان صدمه به قسمت های داخلی وجود خواهد داشت.

• افت فشار

تفاوت بین فشار ورودی و خروجی شیر در حالت گذر جریان که درمورد شیر های سه راهه جهت پورت های باز تعریف می شود. یادآور می گردد که شیر های کنترل در هنگام کار لزوما در حالت کاملا باز قرار نگرفته و با توجه به گذر جریان درخواستی به میزان مناسب باز و یا بسته می شود.

• فشار کاری

فشار وارده به پورت ورودی شیر در حالت کاری و طبیعی سیستم که درمورد سیستم های آبی برابر جمع جبری فشار استاتیک و فشار پمپ می باشد.

• نقطه تنظیم

میزان مورد نظر فشار و یا دما که روی کنترل کننده تنظیم می شود و تمامی عملیات کنترل برای رسیدن به این نقطه و ثابت نگه داشتن آن می باشد.

• تغییرات و نوسانات سیستم

این پارامتر بیانگر تغییرات مداوم و متناوب در فشار و دمای مورد نظر و در نتیجه میزان دبی جریان می باشد.

• محدوده نسبی عملکرد

محدوده مقادیر از متغیر مورد نظر که باعث حرکت شیر از حالت کاملا باز تا حالت کاملا بسته می شود.

تذکر:

در حالت استفاده از شیر در شرایط بحرانی مقدار زیر رادیکال برابر یک در نظر گرفته شود. به منظور محاسبه ضریب جریان درمورد سیالات دیگر مانند بخار سوپرهیت هوای فشرده و گاز های صنعتی باید از فرمول های پیچیده تری استفاده نمود که به علت جلوگیری از طولانی شدن مبحث از ذکر آنها خدداری می گردد.

اندازه گذاری شیر های کنترل بخار

کنترل صحیح میزان بخار و در نتیجه دمای سیال ثانویه مستقیما به نحوه انتخاب شیر کنترل و اندازه آن بستگی دارد. شیر کنترل بخار با قطر بزرگ تر از حد باعث ایجاد نوسان در پارامتر مورد نظر شده و در نتیجه منجر به کنترل ضعیف خواهد شد. همچنین به علت کارکرد شیر و در حالت نزدیک به بسته خوردگی و فرسایش قسمت های داخلی شیر تشدید خواهد شد چراکه قطرات آب موجود در بخار با سرعت زیاد به طرف دیگ حرکت کرده و منجر به ایجاد صدمه خواهند شد. شیر کنترل با قطر کوچک تر از حد نیز قادر به کنترل و عبور حداکثر بار نمی باشد و از طرفی باعث طولانی شدن زمان راه اندازی سیستم شده و راندمان کلی مجموعه را نیز کم خواهد نمود. باید توجه داشت که اندازه شیر کنترل نباید به راحتی هم اندازه قطر لوله ای که شیر روی آن وصل می شود انتخاب گردد زیرا همانطور که ذکر شد موجب کنترل ضعیف و نوسات زیاد خواهد شد. در اکثر مواقع درصورت انتخاب صحیح قطر شیر شیر کنترل کوچک تر از قطر لوله خواهد شد. افت فشار داخل شیر بدین معنی است که سرعت جریان در داخل شیر زیاد تر می گردد. بنابراین قسمت های داخلی باید از مواد محکم و سختی کاری شده انتخاب شوند تا بتوانند در شرایط سرعت زیاد بخار استقامت لازم را نشان دهند. بعد از محاسبه Kv توسط فرمول یا نمودار های مربوطه با مراجعه به جدول مشخصات شیر مورد نظر شیر با Kv بالاتر انتخاب خواهد شد تا بتواند در حالت85% تا 90% باز عمل کنترل را انجام دهد. درصورت باز بودن صد درصد شیر کنترل مطلوب انجام نخواهد شد.

به منظور افت فشار مناسب در شیر درصورت مشخص بودن حدقل فشار کاری مصرف کننده با توجه به حداکثر عبور بخار این فشار برابر فشار خروجی شیر در نظر گرفته شده و در نتیجه افت فشار لازم در داخل شیر تعیین خواهد شد. در صورت مشخص نبودن فشار خروجی می توان به طور تقریبی افت فشار داخل شیر را برابر25%-20% فشار مطلق بخار ورودی در نظر گرفت. افت فشار کمتر از 10% فشار بخار ورودی باعث بزرگ تر شدن قطر شیر خواهد شد. حداکثر افت فشار بخار در داخل شیر های کنترل برابر42% فشار ورودی می باشد که به افت فشار بحرانی معروف است. در این حالت فشار تغییری در میزان جریان حاصل نخواهد شد.

اگر شما هم مشتاق یادگیری تخصصی و حرفه ای تاسیسات مکانیکی با اساتیدی مجرب هستید میتوانید دوره آموزشی اصول طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمانی،بیمارستانی و صنعتی را ثبت نام کنید.