Akış dinamiği hesaplama aracı

Bir vananın tipi ve boyutlarının doğru şekilde seçilmesi sırasında çeşitli hesaplama büyüklükleri belirleyici olabilir. Kv değeri, akış oranı ve basınç kaybının karakteristik değeri, istenen gereklilikler ve uygulamalar için doğru vananın seçilmesine yardımcı olur. Ücretsiz akışkan dinamiği hesaplama aracımızla bu değerleri kolayca online hesaplayabilirsiniz.  

Akış katsayısı

Kv akış katsayısı neyi ifade eder?h2>

Kv değeri, bir akışkanın bir vanadan ulaşılabilen akışı için 1950'li yıllardan beri mevcut olan standartlaşmış bir karakteristik faktördür. Kv değeri, DIN EN 60 534'e göre hesaplanır; değer, VDE/VDI 2173 sayılı direktiflere göre yaklaşık 1 bar basınç kaybı ve 5-30°C'lik bir sıcaklıkta yapılan ölçüme göre tanımlanır. Sonucun birimi, m3/saat cinsinden belirtilir.

Buna ek olarak, bu vana karakteristik değeri bir vananın belirli bir stroku, yani spesifik açılma derecesi için kullanılır. Bu bağlamada bir vana, ayar kademeleri kadar Kv değerine sahiptir. Bir Açık/Kapalı vanası sadece bir Kv değerine ve kontrol vanaları ise her konum için Kv değerlerine sahiptir. %100'lük maksimum strokun karakteristik faktörü, Kvs değeridir.

Cv ile Kv değerleri arasındaki fark

Genellikle aynı amaçla kullanılan Cv değeri, USG/dak (dakikadaki ABD galonu) olarak belirtilen Amerikan birimidir ve bu nedenle Kv değeri ile eşdeğer tutulamaz. Bu amaçla dönüştürme formülleri bulunmaktadır:

Kv = 0.857 * Cv 

Cv = 1.165 * Kv

Çeşitli ünite durumları için akış katsayılarını hesaplama formülleri

Sıvıların Kv hesaplaması

Sıvıların Kv değerini hesaplamak için, l/dak veya m3/saat cinsinden akış, ortamın vanadan önceki yoğunluğu ve vananın basınç kaybı, yani giriş basıncı ve karşı basıncının farkı bilinmelidir.

Q = m³/saat cinsinden hacimsel akış
Δp = bar cinsinden basınç kaybı
ρ = Sıvının kg/m³ cinsinden yoğunluğu

Gazların Kv hesaplaması

Gazlar için yapılan hesaplamada alt ve üst kritik akış durumu arasında ayrım yapılır. Alt kritik, vananın giriş basıncı ve karşı basıncının debiyi belirlediği anlamına gelir. Karşı basınç yani vanadan sonraki basınç (p2) ne kadar yüksekse hacimsel akış o oranda düşüktür.

Üst kritik, debinin sadece giriş basıncına bağlı olduğu anlamına gelir; bu sırada "Tıkanmanın" akış etkisi ortaya çıkar. Bu sırada, vananın en dar kesitindeki büyük basınç farkında (Δp > p1/2) teorik olarak ses hızı oluşur. Basınç kaybı nedeniyle hızlanan ortam, karşı basınç düşmeye devam etse dahi ses hızından (Mach 1) daha hızlı akamaz. Gazlarda, 1013 hPa ve 0°C'deki standardize edilmiş hesaplama, norm akış miktarı olarak QN ve norm yoğunluk olarak pN ile yapılır. Bu sırada ayrıca sıcaklık etkisi de dikkate alınmalıdır.

Alt kritik akışın hesaplanması (ses hızından düşük hız)

Üst kritik akışın hesaplanması (ses hızı)

p₁ = bar cinsinden giriş basıncı
p₂ = bar cinsinden karşı basınç
Δ_p = bar cinsinden basınç kaybı
Q_N = m³/saat cinsinden standardize edilmiş hacimsel akış
ρ_N = kg/m³ cinsinden standardize edilmiş yoğunluk
T = Vanadan önceki Kelvin cinsinden mutlak sıcaklık

Vanaların Kv değeri hesaplaması için ölçüm yapısı

Aşağıda gösterilen şekil, basınç kaybı mevcutken Kv değerlerinin belirlenmesi için kullanılan ölçüm yapısını gösterir. Burada 1, test numunesi, yani kontrol edilecek vana ve 2 ise akış ölçerdir. Bunun dışında, giriş basıncı (3) ve karşı basınç (4) için ölçüm noktaları ve akım kontrol vanası (5) da deney yapısında mevcuttur. Son olarak, gaz şeklindeki ortamların ölçülmesi için bir sıcaklık ölçüm cihazı (6) bağlanmıştır.

1 Test numunesi
2 Akış ölçer
3 Manometre: Vanadan önceki basınç (giriş basıncı)
4 Manometre: Vanadan sonraki basınç (karşı basınç)
5 Akım kontrol vanası
6 Sıcaklık ölçüm cihazı

Akış oranı

Q akış oranı neyi ifade eder?

Akışkan teknolojisindeki diğer bir karakteristik faktör, hacimsel akış olarak da adlandırılan akıştır. Bir akışkanın belirli bir sürede bir vanadan akan hacim miktarını belirtir.

Bir sıvının akış miktarını hesaplamak için; Kv değeri, ortamın yoğunluğu ve giriş basıncı ile karşı basınç arasındaki basınç farkı bilinmelidir. Bürkert tarafından belirtilen ortamlar, örnek olarak oksijen, karbonmonoksit veya etandır. Burada, ilgili yoğunluk kayıtlıdır ve sadece Kv değeri ve giriş basıncı ve karşı basınç alanlarının seçilmesi gerekecek şekilde basınç farkı otomatik olarak hesaplanır.

Çeşitli ünite durumları için hacimsel akışı hesaplama formülleri

Sıvılarda akış hesaplaması

Akış miktarını aşağıdaki formülle hesaplayabilirsiniz:

Q = Akış miktarı
Kv = m³/saat cinsinden akış katsayısı
Δp = bar cinsinden basınç kaybı
ρ = kg/m³ cinsinden yoğunluk

Gazların akış hesaplaması

Bir gazın standardize edilmiş akışı da aynı şekilde Kv değerine ve bunun yanında ortamın norm yoğunluğuna, giriş basıncı ve karşı basıncına ve sıcaklığına ihtiyaç duyar. Buna ek olarak, burada da alt ve üst kritik akış ayrımı yapılır.

Alt kritik akışın hesaplanması

Üst kritik akışın hesaplanması

p₁ = bar cinsinden giriş basıncı
p₂ = bar cinsinden karşı basınç
Δp = bar cinsinden basınç kaybı
Kv = m³/saat cinsinden akış katsayısı
ρ_N = kg/m³ cinsinden yoğunluk
T = Kelvin cinsinden sıcaklık

Vana üzerindeki basınç kaybı

Bir vana üzerindeki basınç kaybı nasıl hesaplanır?

Basınç düşüşü, ortamın vanadan önceki giriş basıncı ile vanadan sonraki karşı basınç arasındaki farkı tanımlar. Bu ölçüm değeri, bir akışkanın bir vanadan geçerkenki enerji kaybını temel alır ve bar cinsinden belirtilir. Bir sıvı temel alınarak basınç kaybının hesaplanması için Kv değerine, sıvının yoğunluğuna ve akışa ihtiyaç duyulur. Aşağıda, hesaplama için temel alınan formülü bulabilirsiniz.

Çeşitli ünite durumları için basınç düşüşünün hesaplama formülleri

Sıvılardaki basınç kaybı hesaplaması

ρ = kg/m³ cinsinden yoğunluk
Q = m³/saat cinsinden hacimsel akış
Kv = m³/saat cinsinden akış katsayısı

Gazlardaki basınç kaybı hesaplaması

Gaz şeklindeki bir ortam için yapılan hesaplamada, alt ve üst kritik akış ayrımı yapılır ve şu değerlere ihtiyaç duyulur: Kv değeri, 1013 hPa ve 0°C'deki norm akış, ayrıca norm yoğunluk, karşı basınç ve ortam sıcaklığı.

Alt kritik akışın hesaplanması

Üst kritik akışın hesaplanması

p₁ = bar cinsinden giriş basıncı
p₂ = bar cinsinden karşı basınç
ρ_N = kg/m³ cinsinden yoğunluk
T = Kelvin cinsinden sıcaklık
Q_N =m³/saat cinsinden standardize edilmiş hacimsel akış
Kv = m³/saat cinsinden akış katsayısı

Yoğunluklarıyla birlikte kaydedilmiş Brom veya Neon gibi çok sayıda mevcut ortam arasında seçim yapabilir veya başka bir ortam oluşturabilirsiniz. Bu sırada, akışkanın yoğunluğunu ve ünite durumunu da belirtmeniz gerekir. Daha sonra istediğiniz değer için gerekli verileri girerken, akış dinamiği hesaplama aracı arka planda çalışır ve nihai sonucun yanında, ara sonuçları da otomatik olarak sağ üstteki kutuda gösterir.

Şimdi hesaplamayı başlatın!

Örn. su buharı gibi başka maddeler veya çok düşük akış ya da daha yüksek viskoziteler nedeniyle tetiklenen özel akış koşulları mı hesaplamak istiyorsunuz? Veya gereksinimlerinize mükemmel şekilde uyan bir proses vanası mı arıyorsunuz? Özel proses vanalarının seçilmesi için geliştirdiğimiz vana tasarım aracımızı kullanın. Şimdi vanayı tasarlayın!