밸브는 유체 경로에 저항을 추가하여 유량을 줄입니다. 액체나 기체는 두 지점 사이에 압력 차이가 존재하기 때문에 움직이며, 부분적으로 닫힌 밸브는 그 차이를 스스로 공유합니다. 밸브가 소비하는 것은 더 이상 라인의 나머지 부분을 통해 유체를 밀어내는 데 사용할 수 없으므로 흐름은 더 낮은 값으로 고정됩니다. 이것이 한 문장으로 된 전체 메커니즘입니다.
유용한 세부 사항은 밸브가 요구하는 압력의 양, 밸브가 움직일 때 요구되는 트림 모양이 어떻게 변경되는지, 흐름이 떨어지는 동안 시스템의 나머지 부분에 어떤 일이 발생하는지에 있습니다. 우리는 10년 넘게 계측기, 유압 및 일반 산업 라인에 스테인레스 스틸 밸브 및 부속품을 공급해 왔으며 고객이 스로틀링에 관해 묻는 질문은 매우 친숙한 패턴을 따릅니다. 여기 있습니다.
부분적으로 닫힌 밸브 내부에서는 어떤 일이 발생합니까?
제한은 트림(바늘, 플러그, 디스크 또는 볼이 시트 쪽으로 이동)에 의해 생성됩니다. 밸브를 닫으면 열린 영역이 좁아지고 두 가지 효과가 따릅니다.
- 유체의 속도가 빨라집니다. 연속성은 동일한 질량이 더 작은 영역을 통과하도록 요구하므로 목구멍의 속도는 증가하고 베르누이의 원리에 따라 국부적인 정압은 감소합니다.
- 에너지는 하류에서 손실됩니다. 가속된 유체는 결코 압력을 완전히 회복하지 못합니다. 제한으로 인한 난류와 마찰은 기계적 에너지를 열로 바꾸고, 이를 유체가 운반합니다.
두 번째 효과가 정말 중요합니다. 밸브는 단순히 파이프를 막는 플러그가 아닙니다. 이는 압력 에너지를 되돌릴 수 없는 손실로 변환합니다. 손실이 커질수록 흐름을 구동하는 데 필요한 압력 차이가 적어지고 유량이 낮아집니다.
압력 강하는 흐름을 구매하는 통화입니다.
펌프, 조절기 또는 가스 헤더에서 생성된 압력을 예산으로 간주하십시오. 공급 배관, 필터, 열 교환기, 밸브 및 배출 배관은 모두 그 일부를 소비하고 남은 것은 실제로 유체를 이동시키는 것입니다. 스로틀링은 밸브의 몫을 늘리고 잉여분은 줄어들며 장부가 다시 균형을 이룰 때까지 흐름이 감소합니다.
고정 공급 압력 대 펌프
압력 조절기 또는 가스 헤더 업스트림을 사용하면 밸브를 닫을 때 공급 압력이 대략 일정하게 유지됩니다. 밸브 자체의 압력 강하는 증가하고 유량은 감소하며 아래의 사이징 방정식은 그 결과를 설명합니다.
원심 펌프를 사용하면 상황이 달라집니다. 스로틀링은 저항을 추가하고 시스템 곡선을 가파르게 만들어 작동 지점이 펌프 곡선을 따라 더 높은 토출 압력과 더 낮은 유량 쪽으로 미끄러집니다. 밸브는 단독으로 작동하는 것이 아니라 펌프를 조종합니다. 멀리 뒤쪽으로 조절된 펌프는 최고 효율 지점에서 왼쪽으로 작동하고, 내부적으로 재순환하고, 더 뜨겁고 더 시끄럽게 작동하며 씰이 더 빨리 마모될 수 있습니다.
숫자: Cv, Kv 및 제곱근 법칙
밸브 용량은 유량 계수로 표현됩니다. Cv는 미국 단위로, 밸브를 가로질러 1psi 낙하와 함께 통과하는 60°F 물의 분당 갤런입니다. 미터법에 해당하는 값은 Kv입니다. 액체의 경우:
Q = Cv × √(ΔP / SG)
여기서 Q는 유량, ΔP는 밸브 전체의 압력 강하, SG는 액체의 비중입니다. Cv 자체는 밸브 위치에 따라 달라지기 때문에 방정식은 두 가지 효과를 동시에 전달합니다. 즉, 개방은 Cv를 변경하고 스로틀링은 ΔP를 변경합니다.
제곱근은 사람들을 사로잡는 것입니다. 흐름은 압력 강하가 아니라 제곱근에 비례하므로 고정된 개구부에서 사용 가능한 압력 강하를 흐름의 1/4로 줄이면 흐름이 절반으로 줄어듭니다. 동일한 수학은 거의 닫힌 밸브에서 스템을 조금만 돌리면 흐름이 급격하게 변하는 이유를 설명합니다. 낮은 양력에서는 열린 영역의 부분적인 변화가 Cv의 큰 백분율 변화를 생성합니다.
밸브 특성: 흐름이 얼마나 원활하게 떨어지는지
완전 개방 시 용량이 동일한 두 밸브는 반 개방 시 매우 다르게 작동할 수 있습니다. 고유한 특성은 여행과 함께 Cv가 어떻게 성장하는지 설명합니다.
| 줄기 여행 | 선형 트림 | 동일 비율 트림 | 빠르게 열리는 트림 |
|---|---|---|---|
| 10% | 10% | 3% | 50% |
| 30% | 30% | 7% | 85% |
| 50% | 50% | 14% | 100% |
| 70% | 70% | 31% | 100% |
| 100% | 100% | 100% | 100% |
빠른 개방 트림은 근무 중/비근무 시 적합하도록 여행의 첫 1/3에서 대부분의 용량에 도달합니다. 동일 백분율 트림은 가장 넓은 제어 가능 범위를 제공하며 제어 루프에 대한 일반적인 선택입니다. 선형 트림은 밸브 전체의 압력 강하가 상당히 일정하게 유지되는 경우에 적합합니다.
유량 변화에 따라 밸브 전체의 ΔP가 변경되기 때문에 설치된 동작은 게시된 곡선과 정확히 일치하지 않습니다. 이는 스로틀 펌프 시스템에서 등비율 트림이 매우 일반적인 이유 중 하나입니다.
더 이상 닫으면 흐름 감소가 중지됩니다.
밸브 하나가 할 수 있는 일에는 한계가 있습니다. 액체가 수축대라고 알려진 시트 바로 하류의 가장 좁은 지점을 통해 가속되면 액체의 압력이 액체의 증기압 아래로 떨어질 수 있습니다. 기포가 형성되고 하류에서 더 붕괴되면 트림과 파이프 벽이 손상됩니다. 그것은 캐비테이션이며 덜거덕거리는 소음과 천천히 침식되는 시트로 스스로를 알립니다.
하류 압력이 증기압보다 낮게 유지되면 기포는 결코 붕괴되지 않으며 유체는 부분적으로 기화되어 밸브를 떠납니다. 그것은 번쩍이고 몇 주 안에 밸브를 망칠 수 있습니다. 가스에는 고유한 한계가 있습니다. 목구멍의 속도가 음속에 도달하면 흐름이 막히고 하류 압력을 낮추어도 아무런 변화가 없습니다. 증상은 항상 똑같습니다. 밸브를 계속 닫으면 흐름이 응답하지 않고 소음이 커집니다.
일반적인 해결 방법은 직렬로 연결된 두 밸브에 걸쳐 압력 강하를 분할하거나, 캐비테이션 방지 트림을 지정하거나, 하류 압력을 높이는 것입니다.
작업에 밸브 유형 맞추기
모든 밸브가 조절용으로 제작된 것은 아닙니다. 흐름을 조절하기 위해 차단 밸브를 사용하는 것은 우리가 보는 가장 흔한 실수 중 하나이며, 일반적으로 시트가 손상되고 어리둥절한 제어력 상실로 끝납니다.
| 밸브 종류 | 조절 동작 | 일반적인 역할 |
|---|---|---|
| 니들 밸브 | 작은 유량 범위에서 미세하고 반복 가능한 조정 | 계측기 라인, 샘플링, 저유량 조절 |
| 글로브 밸브 | 우수한 범위성으로 부드럽고 점진적인 변화 | 일반 흐름 제어 및 규제 |
| 볼 밸브 | 거의 닫힐 때까지 거의 변화하지 않다가 갑자기 변합니다. | 격리 및 온/오프 근무 |
| 게이트 밸브 | 가난한; 게이트와 좌석이 손상될 수 있습니다. | 격리 전용 |
| 버터플라이 밸브 | 중간 정도이며 디스크 위치에 따라 크게 달라집니다. | 대형 라인, 일반 규제 |
| 체크 밸브 | 조정할 수 없습니다. 흐름 방향에 반응 | 역류 방지 |
니들 밸브: 미세 감소를 위한 자연스러운 선택
작은 시트로 이동하는 테이퍼형 니들은 열린 공간에 길고 점진적인 변화를 일으키므로 샘플링 라인, 퍼지 흐름, 분석기 공급 및 저유량 회로와 같이 흐름을 정밀하게 트리밍하고 유지해야 할 때 니들 밸브가 표준 해답이 되는 이유입니다. 우리의 가이드 니들 밸브 응용 그들이 자리를 차지하는 곳을 다룹니다.
스테인레스 스틸 암나사 니들 밸브 샘플링 라인과 저유량 회로의 경우, 이 스테인리스강 니들 밸브는 미세한 유량 조정 기능과 안정적인 조절을 위한 경면 광택 보어를 제공합니다. 제품보기 → 볼 밸브: 탁월한 격리, 열악한 스로틀링
볼 밸브는 완전히 열리거나 완전히 닫힐 때 가장 행복합니다. 부분적으로 열려 있고, 흐름 경로가 어색하고, 시트가 고속 유체에 노출되고, 마지막 몇 도의 이동에서 흐름이 갑자기 변합니다.
스테인레스 스틸 이중 페럴 볼 밸브 흐름을 조절하지 않고 완전히 열거나 닫아야 하는 경우 이 고압 계기 볼 밸브는 일체형 구조와 상단 입구 서비스 가능성을 제공합니다. 제품보기 → 기기 및 유압 회로에 적용하기
계측에서 유량 감소는 일반적으로 트랜스미터 분리, 게이지 환기 또는 분석기로의 샘플 흐름 트리밍과 같은 소규모 로컬 작업입니다. 니들 밸브가 있는 양방향 매니폴드는 단일 어셈블리에서 조정 및 확실한 차단 기능을 제공하여 조인트 수와 잠재적인 누출 경로 수를 최소한으로 유지합니다.
스테인레스 스틸 양방향 밸브 매니폴드 니들 밸브 계측기 격리 및 시료 흐름 트리밍을 위해 이 양방향 매니폴드 니들 밸브는 단일 어셈블리에서 미세 조정과 차단 기능을 결합합니다. 제품보기 → 유압 회로의 원리는 훨씬 더 높은 압력에서도 동일합니다. 여기서 침식은 진정한 위험이며 강화된 트림, 넉넉한 벽 두께 및 신뢰할 수 있는 밀봉은 적은 추가 비용을 지불할 가치가 있습니다.
흐름을 줄이기 위한 실용적인 체크리스트
- 정상 및 최소 조건에서 필요한 흐름과 회로의 각 끝에서 사용 가능한 압력을 설정합니다.
- 파이프 크기로 추측하기보다는 필요한 Cv 또는 Kv를 계산하십시오.
- 정상 작동이 약 20~80% 열리도록 밸브 크기를 조정하고 양방향으로 조정할 수 있는 공간을 남겨둡니다.
- 특성을 루프에 일치시킵니다. 밸브가 압력 강하의 대부분을 차지하는 경우 동일한 비율, 그렇지 않은 경우 선형입니다.
- 격리 및 조절 작업을 별도로 유지하고 한 단계에서 큰 압력 강하가 발생할 때마다 캐비테이션이나 막힌 흐름을 확인하십시오.
짧은 버전
밸브는 유체에서 압력을 빼앗아 결코 회복되지 않는 열로 바꾸기 때문에 유속을 감소시킵니다. 밸브를 닫으면 사용 가능한 압력 차이의 점유율이 증가하고 남은 압력은 더 이상 원래 흐름을 유지하기에 충분하지 않습니다. 그것이 얼마나 원활하게 일어나는지는 트림에 달려 있습니다. 얼마나 멀리 갈 수 있는지는 유체에 따라 다릅니다. 특정 흐름에 맞게 밸브 크기를 조정하는 경우, 우리는 귀하와 함께 수치를 검토하게 되어 기쁘게 생각합니다. 다음을 살펴보세요. 유체 시스템 솔루션 우리는 귀하의 라인 조건을 작성하거나 간단히 보내서 크기를 함께 조정하도록 합니다.
