co2piping.com

Zawór bezpieczeństwa i przewód wydmuchowy

Dobierz zawór bezpieczeństwa oraz jego przewód dolotowy i wydmuchowy wg EN 13136 dla CO2 i innych czynników chłodniczych: wymagana przepustowość, przekrój zaworu, przeciwciśnienie, spadek ciśnienia na dolocie, ryzyko suchego lodu i hałas na wylocie.
R744 · 60,0 bar · DN15

Czynnik chłodniczy i instalacja

Wszystkie jednocześnie: przypadek obliczeniowy przy pożarze, gdy wszystkie zawory mogą wydmuchiwać. Jeden naraz: gdy zawory chronią części, które nie mogą wydmuchiwać razem. Przeciwciśnienie każdego zaworu jest sprawdzane względem jego własnej granicy.
Miedź chłodnicza (EN 12735-1) i stal są najczęstsze w przewodach wydmuchowych. Miedź instalacyjna i systemy zaprasowywane są dopuszczalne, jeśli rura i złączki wytrzymują przeciwciśnienie i są dopuszczone do czynnika – złączki zaprasowywane do wody mają często uszczelki EPDM, które nie znoszą czynników chłodniczych i oleju. Miedzi nie wolno stosować z amoniakiem.

Zawory bezpieczeństwa

Wklej arkusz danych zaworu
Jeden wiersz na pozycję, jak w karcie zaworów. Przewody dobiera się na przepustowość Qm × ilość (z zapasem); Qmd jest z nią porównywana. Aby liczyć jak producent, wpisz zamiast Qm skorygowaną przepustowość Qmd'. Temperatura gazu jest potrzebna tylko, gdy ciśnienie przekracza krytyczne (CO2: 73,8 bar), np. po stronie wysokiego ciśnienia. Nieznana temperatura? Przyjmij temperaturę gorącego gazu – wyższa temperatura daje większy przewód (z zapasem).

Wspólny przewód wydmuchowy: ostatni trójnik → wylot

0 dla wylotu do atmosfery; podaj ciśnienie, jeśli przewód wydmuchuje do instalacji pod ciśnieniem. Średnica Auto = najmniejsza, która utrzymuje przeciwciśnienie wszystkich zaworów (i wymaganie akustyczne). Żaden przewód nie może być mniejszy niż wylot zaworu.

Hałas na wylocie

Szacunek wg API 521 / ISO 23251 dla strumienia na wylocie. Przy wymaganiu akustycznym wybierana jest najmniejsza średnica spełniająca zarówno przeciwciśnienie, jak i wymaganie akustyczne. Budynki, odbicia i tłumiki zmieniają rzeczywisty poziom.

Projekt

.html
Plik
Udostępnij i drukuj

Jednostki

Schemat przepływu

Schemat jest rysowany z danych po lewej. Kliknij zawór, aby go edytować, lub przewód, aby zmienić jego średnicę i długość; czerwony przewód = przekroczona granica.
V1DN1060,0 bar500 kg/hDN10 · 0,3 m9,6 %wylot91 dB(A) @ 10 mDN15 · 10,0 m · 4 łuków500 kg/h · 5,50 bar

Zawory – przeciwciśnienie

ZawórCiśnienie otwarcia (bar)Przepływ (kg/h) PrzyłączeCiśnienie na trójniku (bar)Przeciwciśnienie (bar)% nastawy Odcinek za trójnikiemKbWlotStatus
V160,00 500,0DN10 5,505,76 9,6 %DN151,000 0,02 %OK

Wspólny przewód wydmuchowy – wszystkie średnice

Ostatni odcinek (ostatni trójnik → wylot) w każdej średnicy; odcinki przed nim są dobierane automatycznie dla każdego wiersza. Ciśnienie na trójniku = ciśnienie na ostatnim trójniku; najgorszy % = najwyższe przeciwciśnienie w procentach ciśnienia otwarcia wśród zaworów. * = przepływ krytyczny na wylocie.

Podstawa obliczeń

Pokaż obliczenia

Dla każdej rury

RuraStrumień masy [kg/s]Gęstość [kg/m³]Średnica wewn. [mm]Prędkość [m/s]RefDługość (+ zastępcza) [m]Δp [bar]Δp/m [Pa/m]Uwaga
Wlot V10,1389269,313,63,55623 0000,02710,1 (+0,251)0,011911 9000,02 % / 3,0 %
Przyłącze V10,138911,4913,683,2623 0000,02710,30,26488 1009,6 % / 10 %
Kolektor V1 → wylot0,13892,48217,3238490 0000,025510 (+1,8)5,555 000krytyczny · 5,50 bar

Podstawa obliczeń

Metoda
Norma EN 13136 (wskazana przez EN 378-2): wymagana przepustowość i przepustowość zaworu przy ciśnieniu nastawy powiększonym o nadwyżkę ciśnienia; przewody wylotowe jako przepływ izotermiczny i ściśliwy z dławieniem, rozwiązany od wylotu w kierunku wstecznym do każdego zaworu przy temperaturze gazu w stanie wydmuchu; przewód wlotowy jako przepływ nieściśliwy przy gęstości w stanie wydmuchu.
Równania
  • 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
Tarcie
Darcy–Weisbach · Colebrook–White (64/Re < 2300)
Dane czynnika
CoolProp 8.0.0
Normy
EN 13136:2013+A1:2018 · EN 378-2 · EN ISO 4126-1 · API 521 / ISO 23251 · Crane TP-410
Uwagi
  • Przewody gazowe: gęstość i prędkość na wylocie rury; Δp uwzględnia spadek przy zdławionym wylocie. Uwaga podaje spadek na wlocie oraz ciśnienie wsteczne jako % ciśnienia nastawy w odniesieniu do limitu. Sekcja wylotowa przedstawia ciśnienie na swoim początku (powyżej ciśnienia atmosferycznego).

Najczęstsze pytania o zawory bezpieczeństwa i przewody wydmuchowe

Jak dobrać zawór bezpieczeństwa wg EN 13136?

Najpierw wymagana wydajność wydmuchu: przy pożarze 10 kW/m² razy zewnętrzna powierzchnia zbiornika podzielone przez ciepło parowania, w innych przypadkach przepływ sprężarki lub moc źródła ciepła. Następnie EN 13136 daje pole przekroju zaworu ze wzoru Qm = 0,2883·C·Kb·A·Kdr·√(p0/v0) przy ciśnieniu otwarcia plus 10 %.

Oblicz w narzędziu powyżej

Jakie przeciwciśnienie może mieć zawór bezpieczeństwa?

Zawory konwencjonalne dopuszczają zwykle najwyżej 10 % ciśnienia otwarcia, zawory z mieszkiem więcej – według producenta. Spadek ciśnienia na wlocie może wynosić najwyżej 3 %. Kalkulator wyznacza przeciwciśnienie w przewodzie wydmuchowym dla przepływu ściśliwego i krytycznego.

Oblicz w narzędziu powyżej

Jak dobrać wspólny przewód wydmuchowy dla kilku zaworów bezpieczeństwa?

Przeciwciśnienie każdego zaworu sprawdza się przy wszystkich zaworach jednocześnie (pożar) lub jednym naraz. Odcinki między trójnikami prowadzą przepływ zaworów przed nimi i mogą mieć różne średnice; praktyczna zasada mówi, że pole kolektora ma być co najmniej sumą pól przyłączy.

Oblicz w narzędziu powyżej

Co jest szczególnego w zaworach bezpieczeństwa dla CO2 (R744)?

Ciśnienia są wysokie, a po stronie wysokiego ciśnienia CO2 jest często nadkrytyczny, więc zawór dobiera się dla gazu w danej temperaturze. Poniżej 5,2 bar CO2 tworzy suchy lód, dlatego przewód wydmuchowy ma być krótki i samoodwadniający, bez punktów niskich.

Oblicz w narzędziu powyżej

Czy przewód wydmuchowy może być z miedzi?

Tak dla HFC/HFO i CO2, jeśli rura wytrzymuje przeciwciśnienie: miedź chłodnicza EN 12735-1 albo miedź instalacyjna EN 1057 i systemy zaprasowywane ze złączkami dopuszczonymi do czynnika. Z amoniakiem miedź jest zabroniona; stosuj stal lub stal nierdzewną.

Oblicz w narzędziu powyżej

Jak głośny jest wydmuch zaworu bezpieczeństwa?

Często ponad 100 dB(A) w pobliżu wylotu. Kalkulator szacuje hałas wg API 521 i przy wymaganiu akustycznym dobiera większy przewód; jeśli to nie wystarczy, przenieś wylot lub zamontuj tłumik.

Oblicz w narzędziu powyżej

Założenia: Wydajność wydmuchu i przepływ przez zawór zgodnie z EN 13136:2013+A1, do której odwołuje się EN 378-2 (EN ISO 24664:2024 jeszcze niesprawdzona) (Qm = 0,2883·C·Kb·A·Kdr·√(p0/v0)); przewód wydmuchowy z izotermicznym przepływem płynu ściśliwego i dławieniem, temperatura gazu = temperatura wydmuchu (wariant bezpieczny); przewód wlotowy jako przepływ nieściśliwy. Dane czynnika chłodniczego z równań referencyjnych CoolProp. Hałas szacowany zgodnie z API 521 / ISO 23251.

Zastrzeżenie: Narzędzie nie gwarantuje poprawnych wyników. Urządzenia zabezpieczające musi dobrać i zatwierdzić kompetentna osoba; zawsze sprawdź zgodność z EN 378, EN 13136, danymi producenta i przepisami lokalnymi.

Pomoc – zawór bezpieczeństwa i przewód wydmuchowy

Kalkulator postępuje wg EN 13136: najpierw wymagana przepustowość, potem przekrój lub przepustowość zaworu, następnie spadek ciśnienia w dolocie i przeciwciśnienie w przewodzie wydmuchowym.

1. Czynnik i ciśnienie

  • Wybierz czynnik i ciśnienie nastawy (nadciśnienie). Zawór wydmuchuje przy ciśnieniu nastawy plus nadwyżce (zwykle 10 %).
  • W większości przypadków wydmuchiwana jest para nasycona. Powyżej ciśnienia krytycznego (np. CO2 po stronie wysokiego ciśnienia, powyżej 73,8 bar) lub dla gazu przegrzanego, np. na przewodzie gorącego gazu, wybierz gaz w danej temperaturze. Działa to dla wszystkich czynników z listy.
  • Czynniki spoza listy można obliczyć opcją „Inny czynnik” z danymi producenta.

2. Wymagana przepustowość

  • Pożar: EN 13136 przyjmuje strumień ciepła 10 kW/m² na zewnętrzną powierzchnię zbiornika; przepustowość to to ciepło podzielone przez ciepło parowania.
  • Sprężarka: objętość skokowa × gęstość na ssaniu × sprawność objętościowa. Źródło ciepła: moc cieplna podzielona przez ciepło parowania.

3. Zawór

  • Z Kdr i przekrojem z karty katalogowej przepustowość zaworu porównywana jest z wymaganą. Przy przekroju 0 pokazany jest przekrój potrzebny.
  • Przewód wydmuchowy dobiera się na to, co zawór może wydmuchać, a nie tylko na wymaganą przepustowość.
  • Wybierz, jak podawane są dane zaworu: pole przekroju i Kdr, dysza API 526, wydajność w Twoich warunkach lub wydajność w warunkach karty (przeliczona). Używany jest zawsze tylko jeden sposób; pozostałe pola są ukryte. Wydajność można podać w kg/h, kg/s, lb/h lub Nm³/h.

4. Przewody

  • Dolot może tracić najwyżej 3 % ciśnienia nastawy. Przewód wydmuchowy sprawdzany jest dla każdej średnicy; wybierana jest najmniejsza, która utrzymuje przeciwciśnienie w granicy.
  • Z amoniakiem miedź jest niedozwolona. Przy CO2 zwróć uwagę na ostrzeżenie o suchym lodzie.
  • Kilka zaworów: dodaj zawory w panelu Zawory. Każdy zawór ma własną wydajność, przewód dolotowy i przewód przyłączny do wspólnego przewodu wydmuchowego. Schemat pokazuje całą instalację; kliknij zawór, aby go edytować.
  • Kolektor jest dzielony na każdym trójniku: każdy odcinek prowadzi przepływ zaworów przed nim i ma własną średnicę. Średnice utrzymują przeciwciśnienie każdego zaworu w jego granicy, przy wszystkich zaworach jednocześnie lub jednym naraz, i można je też wybrać ręcznie.

5. Hałas, zapis i druk

  • Podaj odległość do najbliższego odbiorcy i wymaganie akustyczne, aby otrzymać ostrzeżenie przy przekroczeniu.
  • Przy wymaganiu akustycznym wybierana jest najmniejsza średnica spełniająca przeciwciśnienie i hałas. Większy przewód daje mniejszą prędkość na wylocie, a więc mniej hałasu. Jeśli żadna średnica nie spełnia wymagania, pokazywana jest odległość, w której jest spełnione.
  • Tłumik jest opcją: wybierz typ dla typowych wartości lub podaj tłumienie i współczynnik strat producenta. Spadek ciśnienia tłumika jest wliczony w przeciwciśnienie.
  • „Zapisz” pobiera projekt jako plik, „Otwórz” otwiera go ponownie, „Drukuj” drukuje wyniki.