تغيير حجم صمام التحكم هو العملية المستخدمة لتحديد الحجم المناسب لصمام التحكم لتطبيق معين.
تتضمن هذه العملية النظر في عوامل مختلفة بما في ذلك تدفق السوائل، وانخفاض الضغط، ودقة التحكم المطلوبة.
العوامل الفعالة في التحكم في حجم الصمام
العوامل التي يجب مراعاتها عند تحديد حجم صمام التحكم هي:
تدفق السوائل: يجب أن يتحكم صمام التحكم في تدفق السوائل التي يتطلبها النظام.
لتحديد تدفق السائل المطلوب، يجب عليك مراعاة خصائص النظام، مثل حجم خط الأنابيب ونوع السائل ومعدل التدفق.
انخفاض الضغط: يؤدي التحكم في الصمام إلى انخفاض الضغط في النظام. يجب أن يكون انخفاض الضغط مقبولاً ويجب ألا يؤثر على أداء أجهزة النظام الأخرى.
دقة التحكم: يجب أن يكون صمام التحكم قادراً على التحكم في تدفق السائل بالدقة المطلوبة. تعتمد دقة التحكم المطلوبة على التطبيق المحدد.
عند تشغيلها في أوضاع نصف مفتوحة ونصف مغلقة، تخدم صمامات التحكم نفس الغرض تقريبًا في أنظمة المعالجة مثل المقاومات في الدوائر الكهربائية.
فقدان الطاقة في التحكم في الصمامات هو أن الطاقة المفقودة تكون في الغالب على شكل حرارة، على الرغم من أن بعض الطاقة المفقودة تظهر على شكل اهتزازات وضوضاء.
يمكن أن تكون ضوضاء الصمام شديدة في بعض الحالات، خاصة في بعض تطبيقات تدفق الغاز.
في معظم صمامات التحكم، تكون الآلية السائدة هي تبديد الطاقة نتيجة للاضطراب الذي يحدث للسائل أثناء تحركه عبر الأجزاء الضيقة من قطع الصمام.
مبادئ قياس التحكم في الصمامات
يُطلق على عملية اختيار صمام التحكم المناسب لتبديد الطاقة المتوقع تغيير حجم الصمام.
يسبب الصمام المضاد ذو الحجم الصغير العديد من المشاكل بما في ذلك تقييد التدفق (التدفق المختنق).
حيث يكون صمام التحكم غير قادر على توفير معدل التدفق المطلوب حتى عند فتحه بالكامل. يمكن أن يتسبب التدفق المقيد في انخفاض مؤقت في الضغط، مما يؤدي إلى التجويف، وهي ظاهرة يؤدي فيها تكوين الفقاعات وانفجارها اللاحق إلى التآكل.
مشكلة شائعة أخرى هي التحكم في صمام الفلاش.
يحدث الوميض عندما يتبخر السائل بسبب انخفاض الضغط في الوريد المتضيق، مما يسبب التآكل.
يؤدي صمام التحكم الكبير في الصمام إلى تدمير وضوح التحكم مقارنةً بصمام التحكم ذي الحجم المناسب.
تتمثل القاعدة العامة في تحديد حجم التحكم في الصمام لاستخدام أقصى نطاق ممكن وتحدث نقطة الضبط المطلوبة عند حوالي 60% إلى 80% من الحد الأقصى، وهو الشرط المثالي لنقطة ضبط العملية.
طرق تحجيم صمام التحكم
استخدم الرسم البياني
يمكن استخدام طرق مختلفة لتحديد حجم صمام التحكم.
إحدى الطرق الشائعة هي استخدام مخططات حجم صمام التحكم.
تأخذ هذه المخططات في الاعتبار تدفق السائل، وانخفاض الضغط، ودقة التحكم المطلوبة وتحدد حجم صمام التحكم المناسب لكل حالة محددة.
استخدام برنامج التحكم في حجم الصمام
هناك طريقة أخرى لتحديد حجم التحكم في الصمام وهي استخدام برنامج تصميم التحكم في الصمام.
تأخذ هذه البرامج في الاعتبار عوامل مختلفة وتحدد الحجم المناسب للتحكم في الصمام لكل حالة محددة.
أحد الأمثلة على برامج التحكم في حجم الصمام هو برنامج Bray Sizing Program، وهو برنامج قوي لقياس صمام التحكم يقوم تلقائيًا بإجراء حسابات التحكم في حجم الصمام.
يقوم برنامج القياس BII بإنشاء ورقة مواصفات ISA بناءً على متطلبات تدفق التحكم في الصمام الخاص بك ويمكنه التنبؤ بالتجويف والضوضاء والجهد في الفتحات المختلفة، مما يضمن الدقة في التشغيل.
وأخيرًا، يمكن الاستعانة بمهندس صمام التحكم للمساعدة في تحديد حجم صمام التحكم.
يمكن لمهندس التحكم في الصمامات أن يأخذ في الاعتبار عوامل مختلفة ويحدد التحكم في الحجم المناسب للصمام لتطبيقك المحدد.
مثال
لنفترض أن لديك نظامًا بتدفق سائل يبلغ 100 لترًا في الدقيقة.
إن انخفاض الضغط المقبول في النظام هو 10 باسكال ودقة التحكم المطلوبة هي 10%.
يمكن استخدام مخططات حجم صمام التحكم لتحديد حجم صمام التحكم المناسب.
باستخدام هذه المخططات، يمكن ملاحظة أن حجم التحكم الصحيح للصمام في هذه الحالة هو صمام تحكم مقاس 2 بوصة.
فيزياء تبديد الطاقة في تدفق السوائل المضطربة
يتم تصنيف صمامات التحكم لقدرتها على تقليل تدفق السوائل بنفس الطريقة التي يتم بها تصنيف المقاومات لقدرتها على منع تدفق الإلكترونات في الدائرة.
بالنسبة للمقاومات، وحدة قياس محدودية تدفق الإلكترون هي الأوم: 1 أوم من المقاومة يؤدي إلى انخفاض الجهد بمقدار 1 فولت عبر تلك المقاومة.
قانون أوم عبارة عن علاقة خطية بسيطة تعبر عن “احتكاك” حاملات الشحنة الكهربائية أثناء الحركة البطيئة في جسم صلب.
عندما يتحرك السائل بشكل مضطرب عبر أي حدود، فإن الطاقة ستفقد حتمًا في هذا الاضطراب.
تتناسب كمية الطاقة المهدرة مع الطاقة الحركية للحركة المضطربة، والتي تتناسب مع مربع السرعة وفقا لمعادلة الطاقة الحركية الكلاسيكية للأجسام المتحركة.
نحن نعلم أن كمية الطاقة المفقودة بسبب الاضطراب في مثل هذا التدفق للسوائل ستكون كمية (k) من إجمالي الطاقة الحركية.
أي طاقة مفقودة في الاضطراب تظهر في نهاية المطاف على شكل انخفاض في ضغط السائل في اتجاه مجرى هذا الاضطراب.
ولذلك، صمام التحكم (صمام التحكم) الذي يحيد تدفق السوائل.
سيكون الضغط عند المنبع أكبر من الضغط عند المصب (بافتراض أن جميع العوامل الأخرى مثل حجم الأنبوب والارتفاع فوق سطح الأرض عند المصب هي نفسها عند المنبع)
للتحكم في الصمام الذي يضغط على تيار السائل.
يتغير المتغيران الأول والأخير فقط مع موضع الجذع، وتبقى كثافة السائل ثابتة نسبيًا.
من المعتاد في هندسة صمامات التحكم التعبير عن “تقييد” كل صمام من حيث معدل التدفق وفقًا لهبوط ضغط معين والوزن النوعي للسائل (Gf).
خاتمة
يعد تغيير حجم صمام التحكم عملية مهمة يجب إجراؤها بعناية. إن تحديد حجم صمام التحكم بشكل صحيح لتطبيق معين يضمن الأداء المناسب للنظام.
يمكنك الاتصال بمهندسينا في كيا سانات للحصول على المشورة بشأن اختيار أفضل حجم للتحكم في الصمام.
اتصل بنا للحصول على جميع أنواع أدوات التحكم في الصمامات مثل التحكم في صمام سامسون، والتحكم في صمام فيشر، والتحكم في صمام ماسونيلان، والتحكم في صمام هانيويل، والصمام الهوائي لبخار أصفهان، وصمام سامسون الهوائي، إلخ.
روابط مفيدة:
20 عاملاً مهمًا في أداء التحكم في الصمامات