co2piping.com

Varoventtiili ja ulospuhallusputki

Mitoita varoventtiili sekä sen tulo- ja ulospuhallusputki standardin EN 13136 mukaan hiilidioksidille ja muille kylmäaineille: vaadittu kapasiteetti, venttiilin virtauspinta-ala, vastapaine, tuloputken painehäviö, kuivajäävaara ja melu ulostulossa.
R744 · 60,0 bar · DN15

Kylmäaine ja järjestelmä

Kaikki yhtä aikaa: mitoittava tapaus tulipalossa, kun kaikki venttiilit voivat purkaa. Yksi kerrallaan: kun venttiilit suojaavat osia, jotka eivät voi purkaa yhtä aikaa. Jokaisen venttiilin vastapaine tarkistetaan sen omaa rajaa vasten.
Kylmäkupari (EN 12735-1) ja teräs ovat yleisimmät ulospuhallusputkissa. Vesikupari ja puristusliitosjärjestelmät käyvät, jos putki ja liittimet kestävät vastapaineen ja ne on hyväksytty kylmäaineelle – vesijärjestelmien puristusliittimissä on usein EPDM-tiivisteet, jotka eivät kestä kylmäaineita ja öljyä. Kuparia ei saa käyttää ammoniakin kanssa.

Varoventtiilit

Liitä venttiilin tietolomake
Yksi rivi positiota kohden kuten venttiilitaulukossa. Putket mitoitetaan venttiilin kapasiteetille Qm × määrä (varmalla puolella); Qmd tarkistetaan sitä vasten. Jos haluat laskea kuten valmistaja, syötä Qm:n tilalle korjattu kapasiteetti Qmd'. Kaasun lämpötilaa tarvitaan vain, kun paine on yli kriittisen paineen (CO2: 73,8 bar), esim. korkeapainepuolella. Lämpötila tuntematon? Käytä kuumakaasun lämpötilaa – korkeampi lämpötila antaa suuremman putken (varmalla puolella).

Yhteinen ulospuhallusputki: viimeinen T → ulostulo

0, kun ulostulo on ulkoilmaan; anna paine, jos putki purkaa paineelliseen järjestelmään. Koko Auto = pienin, joka pitää kaikkien venttiilien vastapaineen (ja äänivaatimuksen) rajoissa. Mikään putki ei saa olla venttiilin lähtöä pienempi.

Melu ulostulossa

Arvio API 521 / ISO 23251 mukaan ulostulon suihkusta. Äänivaatimuksen kanssa valitaan pienin koko, joka täyttää sekä vastapaineen että äänivaatimuksen. Rakennukset, heijastukset ja äänenvaimentimet muuttavat todellista tasoa.

Projekti

.html
Tiedosto
Jaa ja tulosta

Yksiköt

Virtauskaavio

Kaavio piirretään vasemmalla olevista tiedoista. Napsauta venttiiliä muokataksesi sitä tai putkea muuttaaksesi sen kokoa ja pituutta; punainen putki = raja ylittyy.
V1DN1060,0 bar500 kg/hDN10 · 0,3 m9,6 %ulostulo91 dB(A) @ 10 mDN15 · 10,0 m · 4 käyrää500 kg/h · 5,50 bar

Venttiilit – vastapaine

VenttiiliAvautumispaine (bar)Virtaama (kg/h) LiitäntäPaine T:ssä (bar)Vastapaine (bar)% avautumisp. Osuus T:n jälkeenKbTuloTila
V160,00 500,0DN10 5,505,76 9,6 %DN151,000 0,02 %OK

Yhteinen ulospuhallusputki – kaikki koot

Viimeinen osuus (viimeinen T → ulostulo) kaikissa kooissa; sitä edeltävät osuudet valitaan jokaiselle riville automaattisesti. Paine T:ssä = paine viimeisessä T:ssä; huonoin % = venttiilien suurin vastapaine prosentteina avautumispaineesta. * = kriittinen virtaus ulostulossa.

Laskentaperusteet

Näytä laskenta

Putkiosuuksittain

PutkiMassavirta [kg/s]Tiheys [kg/m³]Sisä-Ø [mm]Nopeus [m/s]RefPituus (+ ekvivalentti) [m]Δp [bar]Δp/m [Pa/m]Huomautus
Tulo V10,1389269,313,63,55623 0000,02710,1 (+0,251)0,011911 9000,02 % / 3,0 %
Liitäntä V10,138911,4913,683,2623 0000,02710,30,26488 1009,6 % / 10 %
Kokoojaputki V1 → ulostulo0,13892,48217,3238490 0000,025510 (+1,8)5,555 000kriittinen · 5,50 bar

Laskennan perusteet

Menetelmä
EN 13136 (kuten EN 378-2 viittaa): vaadittu kapasiteetti ja venttiilin kapasiteetti avautumispaineessa ja ylipaineessa; poistoputket isotermisessä kokoonpuristuvassa virtauksessa kuristuksella, ratkaistuna ulostulosta takaisin kohti jokaista venttiiliä varoventtiilin tilan kaasun lämpötilassa; tuloputki inkompressibelinä virtauksena varoventtiilin tiheydellä.
Yhtälöt
  • Qm = 0.2883 · C · Kb · A · Kdr · √(p0/v0)
  • C = 3.948 · √(κ · (2/(κ+1))^((κ+1)/(κ−1)))
  • p1² − p2² = G² · R·T · (f·L/D + ΣK + 2·ln(p1/p2))
  • p* = G · √(R·T) (choked end)
  • Δp_inlet = (f·L/D + ΣK) · ρ·v²/2
  • K_bend = 21.3 · fT (Crane TP-410)
  • L_eq = ΣK · D / f
Kitka
Darcy–Weisbach · Colebrook–White (64/Re < 2300)
Ainetiedot
CoolProp 8.0.0
Standardit
EN 13136:2013+A1:2018 · EN 378-2 · EN ISO 4126-1 · API 521 / ISO 23251 · Crane TP-410
Huomautukset
  • Kaasuputket: tiheys ja nopeus putken alavirran päässä; Δp sisältää pudotuksen kuristetussa päässä. Huomautus antaa tulopudotuksen ja vastapaineen %-osuutena avautumispaineesta suhteessa rajaan. Ulostulo-osa näyttää paineen alussaan (yli ilmanpaineen).

Usein kysyttyä varoventtiileistä ja ulospuhallusputkista

Miten varoventtiili mitoitetaan EN 13136 mukaan?

Ensin vaadittu purkauskapasiteetti: tulipalossa 10 kW/m² kertaa säiliön ulkopinta jaettuna höyrystymislämmöllä, muuten kompressorin virtaama tai lämmönlähteen teho. Sitten EN 13136 antaa venttiilin pinta-alan kaavasta Qm = 0,2883·C·Kb·A·Kdr·√(p0/v0) avautumispaineessa plus 10 %.

Laske yllä olevalla työkalulla

Kuinka suuri vastapaine varoventtiilille sallitaan?

Tavallisille varoventtiileille yleensä enintään 10 % avautumispaineesta, tasapainotetuille enemmän valmistajan mukaan. Tuloputken painehäviö saa olla enintään 3 %. Laskin laskee ulospuhallusputken vastapaineen kokoonpuristuvalla ja kriittisellä virtauksella.

Laske yllä olevalla työkalulla

Miten useiden varoventtiilien yhteinen ulospuhallusputki mitoitetaan?

Jokaisen venttiilin vastapaine tarkistetaan kaikkien purkaessa yhtä aikaa (tulipalo) tai yksi kerrallaan. T-kappaleiden väliset osuudet kuljettavat edeltävien venttiilien virtaaman ja voivat olla eri kokoa; nyrkkisääntönä kokoojaputken pinta-ala on vähintään liitäntöjen pinta-alojen summa.

Laske yllä olevalla työkalulla

Mikä on erityistä CO2:n (R744) varoventtiileissä?

Paineet ovat korkeita ja korkeapainepuolella CO2 on usein ylikriittistä, joten venttiili mitoitetaan kaasulle tietyssä lämpötilassa. Alle 5,2 baarin CO2 muodostaa kuivajäätä, joten ulospuhallusputken on oltava lyhyt ja itsestään tyhjenevä ilman alakohtia.

Laske yllä olevalla työkalulla

Saako ulospuhallusputki olla kuparia?

Kyllä HFC/HFO-aineilla ja CO2:lla, jos putki kestää vastapaineen: kylmäkupari EN 12735-1 tai vesikupari EN 1057 ja puristusliitosjärjestelmät, joiden liittimet on hyväksytty kylmäaineelle. Ammoniakin kanssa kupari on kielletty; käytä terästä tai ruostumatonta.

Laske yllä olevalla työkalulla

Kuinka kova ääni purkautuvasta varoventtiilistä tulee?

Usein yli 100 dB(A) ulostulon lähellä. Laskin arvioi äänen API 521:n mukaan ja valitsee suuremman putken, jos äänivaatimus on annettu; jos se ei riitä, siirrä ulostuloa tai asenna äänenvaimennin.

Laske yllä olevalla työkalulla

Oletukset: Purkauskapasiteetti ja venttiilin virtaus standardin EN 13136:2013+A1 mukaan, johon EN 378-2 viittaa (EN ISO 24664:2024 ei vielä tarkistettu) (Qm = 0,2883·C·Kb·A·Kdr·√(p0/v0)); purkausputki isentrooppisella kokoonpuristuvalla virtauksella ja kuristuksella, kaasun lämpötila = purkauslämpötila (varovainen); tuloputki inkompressibelinä virtauksena. Kylmäainetiedot CoolProp-viiteyhtälöistä. Meluarvio API 521 / ISO 23251 mukaan.

Vastuuvapauslauseke: Työkalu ei takaa oikeita tuloksia. Pätevän henkilön on valittava ja hyväksyttävä varolaitteet; tarkista aina EN 378:n, EN 13136:n, valmistajan tietojen ja paikallisten määräysten mukaan.

Ohje – varoventtiili ja ulospuhallusputki

Laskuri noudattaa standardia EN 13136: ensin vaadittu purkauskapasiteetti, sitten venttiilin pinta-ala tai kapasiteetti, sitten tuloputken painehäviö ja ulospuhallusputken vastapaine.

1. Kylmäaine ja paine

  • Valitse kylmäaine ja avautumispaine (ylipaine). Venttiili purkaa avautumispaineessa lisättynä paineen nousulla (yleensä 10 %).
  • Useimmiten puretaan kylläistä höyryä. Kriittisen paineen yläpuolella (esim. CO2 korkeapainepuolella, yli 73,8 bar) tai tulistetulle kaasulle, esim. kuumakaasulinjassa, valitse kaasu tietyssä lämpötilassa. Toimii kaikille luettelon kylmäaineille.
  • Luettelosta puuttuvat kylmäaineet voi laskea valinnalla ”Muu kylmäaine” ja valmistajan tiedoilla.

2. Vaadittu kapasiteetti

  • Tulipalo: EN 13136 käyttää lämpövuota 10 kW/m² säiliön ulkopinnalle; kapasiteetti on tämä lämpö jaettuna höyrystymislämmöllä.
  • Kompressori: iskutilavuus × imukaasun tiheys × volumetrinen hyötysuhde. Lämmönlähde: lämpöteho jaettuna höyrystymislämmöllä.

3. Venttiili

  • Kdr:n ja tuotelehden pinta-alan avulla venttiilin kapasiteettia verrataan vaadittuun. Pinta-alalla 0 näytetään tarvittava pinta-ala.
  • Ulospuhallusputki mitoitetaan sille, mitä venttiili pystyy purkamaan, ei vain vaaditulle.
  • Valitse, miten venttiilin tiedot annetaan: virtauspinta-ala ja Kdr, API 526 -suutin, kapasiteetti omissa olosuhteissasi tai kapasiteetti tietolehden olosuhteissa (muunnetaan). Vain yhtä tapaa käytetään kerrallaan; muut kentät piilotetaan. Kapasiteetin voi antaa yksikössä kg/h, kg/s, lb/h tai Nm³/h.

4. Putket

  • Tuloputki saa menettää enintään 3 % avautumispaineesta. Ulospuhallusputki tarkistetaan jokaiselle koolle; pienin koko, joka pitää vastapaineen rajan sisällä, valitaan.
  • Ammoniakin kanssa kupari ei ole sallittu. CO2:lla huomioi kuivajäävaroitus.
  • Useita venttiileitä: lisää venttiileitä Venttiilit-paneelissa. Jokaisella venttiilillä on oma kapasiteetti, tuloputki ja liitäntäputki yhteiseen ulospuhallusputkeen. Kaavio näyttää koko järjestelmän; muokkaa venttiiliä napsauttamalla sitä.
  • Kokoojaputki jaetaan jokaisessa T:ssä: jokainen osuus kuljettaa sitä edeltävien venttiilien virtaaman ja saa oman koon. Koot pitävät jokaisen venttiilin vastapaineen sen rajoissa, kaikki yhtä aikaa tai yksi kerrallaan, ja ne voi valita myös käsin.

5. Melu, tallennus ja tulostus

  • Anna etäisyys lähimpään vastaanottajaan ja meluvaatimus, niin saat varoituksen, kun arvio ylittää sen.
  • Äänivaatimuksen kanssa valitaan pienin koko, joka täyttää vastapaineen ja äänen. Suurempi putki antaa pienemmän ulostulonopeuden ja siten vähemmän ääntä. Jos mikään koko ei täytä vaatimusta, näytetään etäisyys, jolla se täyttyy.
  • Äänenvaimennin on lisävaruste: valitse tyyppi tyypillisille arvoille tai anna valmistajan vaimennus ja häviökerroin. Vaimentimen painehäviö sisältyy vastapaineeseen.
  • ”Tallenna” lataa projektin tiedostona, ”Avaa” avaa sen uudelleen, ”Tulosta” tulostaa tulokset.