Kontrol Vanası Seçim Kriterleri ;
Kontrol Vanası Akışkan Cinsi , Sıcaklığı ve Basınç değerleri ışığında hesaplanır ve seçilir.
Bu değerlere göre önce kontrol vanası tipi belirlenir. Kontrol vanası Globe , V-Ball , Segmented Ball , Butterfly olarak belirlenebilir.
- Kontrol vanası gövde malzemesi akışkan cinsine, sıcaklık ve basınç değerlerine göre belirlenir. Şöyle ki kullanılacak oransal kontrol vanası gövde dayanım basıncı PN16 -PN25 – PN40-PN63 – PN100 … akışkanın maksimum basınç değerine göre belirlenir. Sıcaklık yükseldikçe dayanım basıncı düşmektedir. Bu hesaplamada DIN 2401 e göre 120 C’ gövde basınç dayanımları PN sınıfı ile aynıdır.
- Akışkanın kimyasal değerlerine göre ise Çelik, Alaşımlı Çelik Paslanmaz çelik döküm yada dövme malzeme seçimi belirlenmektedir.
- Sıcaklık değerine göre gerekli izolasyon parçaları ve salmastra malzemesi belirlenir.
- Basınç değerine göre aktüatörün kapatma kuvveti hesaplanır ve doğru aktüatör seçimi yapılır.
- Kullanılacak ortamın ex-proof olup olmamasına göre ekipmanların özellikleri belirlenir.
- PLC , DCS yada PID sitemine uygun sinyal ile çalışabilecek I/P yada P/P pozisyoner belirlenir. I/P pozisyonerler 4-20 mA kontrol sinyali ile çalışmaktadır . Ayrıca sisteme göre 4-20 mA feed back, Hart, Profibus, Fiedbus, Modbus gibi farklı protokollerde çalışabilmektedir.
- Kontrol vanası koruma sınıfı ürünün dış ortamda ya da iç ortamda kullanılmasına uygun olarak IP koruma sınıfı belirlenmektedir.
- Kontrol vanası sızdırmazlık değeri ihtiyaca göre Class IV – Class V ya da
- Class VI olarak seçilebilmektedir.
- Class IV standart metal metale sızdırmazlık sağlamaktadır.
- Class V hareketli parçaların bir arada çalışmasını alıştırarak daha düşük kaçak miktarlara sahip olabilmektedir.
- Class VI ise soft sealing olarak da adlandırılan yumuşak sızdırmazlık sağlamaktadır. Bu dizayn da akış tamamen durdurulur ve oransal kontrol vanası kapattığında kesme vanası görevi görür. Bu dizaynın dezavantajı ise bizi sıcaklık dayanımında sınırlamasıdır. Özellikle yüksek sıcaklık ve partiküllü akışkanlarda tercih edilmemektedir.
Kontrol Vanası ölçülendirilirken aşağıda bulunan hususlara dikkat edilir.
- Cv/ Kvs-değerleri
- Nominal Basınç Sınıfları
- Kontrol Vanasında izin verilir fark basınç değeri
- Kontrol Vana sının akış karakteristiği
- Kavitasyon
Kv Değerinin Tanımı: Kontrol Vanası kendi strok mesafesinde, 1 barlık basınç düşümünde vananın içinden 5 to 30 °C sıcaklıkta m3/h cinsinden geçen su miktarını ifade eder.
kv-değerinin bir güvenlik katsayısı ile çarpılması gerekir .
Kvs = s.Kv =Kvs ( “s” güvenlik katsayısı motorlu ve pnömatik oransal kontrol vanaları için 1,1 , termostatik vanalar ve basınç düşürücüler için ise 1,3 bar dır. )
Kv-değerini hesaplama örneği:
Teknik veriler;
| Debi | : | V = 8,5 m3/h |
| Vana içindeki basınç düşümü | : | Δp= p1-p2 = 0,2bar |
| Suyun 0°C’deki yoğunluğu | : | ρo = 1000 kg/m3 |
| Girişteki sıcaklık | : | 110 °C |
| Suyun 110°C’deki yoğunluğu | : | ρ = 951 kg/m3 |
| Akışkan | : | Su |
| Giriş basıncı | : | 5 bar |
Sıvılar İçin Formül;
Kontrol Vanasının Akışkan Karakteristiği;
- Lineer karakteristik (1) stroktaki değişim sonucu kv değerindeki değişimin eşit olmasıdır.
- Eşit Yüzdeli Karakteristik (2) stroktaki eşit değişime bağlı kv değerinde parabolik bir değişim olmasıdır.
Kontrol Vanası Kavitasyon
Akış sit ve klape arasındaki boşluga geçtiği zaman, dinamik basınç yükselir ve statik basınç düşer (Bernoulli). Eğer statik basınç [pvc] akışkanın doymuş basıncının [pv] altına düşer ise, akışkan buharlaşır. Sit ve klape arasındaki boşluk da akışkan tekrar sıvı faza geçer. Bu akışkan durumundaki değişiklik yüksek gürültüye yol açar ve vananın için de hasara sebep olabilir.
Kontrol vanası içinde oluşacak kavitasyon grafik ve hesaplaması şöyledir.
Sonuç:
P1 = 6bar giriş basıncı
p2 = 4 bar çıkış basıncı
pv = 1bar* buhar basıncı
* 100°C’de su
XF = (P1-p2)/(P1-pv) = 6-4/(6-1) = 0,4 Z = 0,6 Vananın teknik verisi
Kavitasyon kontrolü
XF < Z XF = Z XF > Z
Kavitasyon yok Kavitasyon başlangıcı Kavitasyon
XF = 0,4 < 0,6 = Z kavitasyon yok
