Producenci zaworów podają współczynnik Kv, instalacja dostarcza przepływ i ciśnienia – ogniwem między nimi jest obliczenie doborowe według VDI/VDE 2173. Kalkulator współczynnika Kv dla gazów (dobór zaworów) wykonuje je łącznie z rozróżnieniem przypadków, które najczęściej się przeocza.
Dwa stany przepływu, dwa wzory
Przy gazach decyduje stosunek ciśnień: jeśli ciśnienie za zaworem p2 jest większe niż połowa ciśnienia przed nim (p2 > p1/2), panuje przepływ podkrytyczny – strumień zależy od obu ciśnień. Gdy p2 spadnie poniżej p1/2, przepływ staje się krytyczny: w najwęższym przekroju panuje prędkość dźwięku i więcej niż ten strumień nie przepłynie, choćby ciśnienie za zaworem spadło dowolnie nisko. Kto dalej liczy wzorem podkrytycznym, dobiera za mały zawór.
Krok po kroku
- Wybierz gaz: kalkulator zna gęstość i gęstość normalną 8 popularnych gazów (N₂, O₂, Ar, He, H₂, CO₂, CH₄, powietrze)
- Wpisz dane robocze: przepływ w Nm³/h, ciśnienie przed p1 i za p2 (absolutne!), temperaturę
- Odczytaj wynik: wymagany Kv, stan przepływu i zalecenie z rezerwą doboru
Przykład obliczeniowy
10 Nm³/h azotu, p1 = 7 bar(a), p2 = 6 bar(a), 20 °C: przepływ podkrytyczny, wymagany Kv ≈ 0,152. Ze zwyczajową rezerwą wybiera się zawór o Kv 0,2–0,25 – ale nie więcej: mocno przewymiarowany zawór regulacyjny pracuje tylko w dolnym zakresie skoku i źle reguluje.
Wskazówki praktyczne
Zawsze licz na ciśnieniach absolutnych – klasyczny błąd to wstawienie nadciśnienia wprost z manometru. Przy wyborze zaworu liczy się największy potrzebny przepływ przy najmniejszej dostępnej różnicy ciśnień. A przy zaworach regulacyjnych: zakres regulacji musi porządnie pokryć także przepływ minimalny. Dane producenta (Kv przy określonym skoku, wartości XT) są rozstrzygające dla doboru dokładnego.
