Sistem tasarımındaki boru ve valf seçimi için temel düşünceler

Endüstriyel üretim, belediye inşaatı ve çeşitli mühendislik alanlarında,borulama sistemleri üretim süreçlerini birbirine bağlayan ve operasyonel sürekliliği sağlayan damar ağı olarak hayati bir rol oynarBu sistemler çeşitli sıvıları taşıyorsu, petrol, gaz ve kimyasallar, ancak tasarımları, kurulumları ve bakımları önemli zorluklar sunuyorÖzellikle standart boru boyutları konusunda.

Farklı bölgeler farklı standartlar kullanır:Uluslararası Standartlandırma Örgütü (ISO) DN (Diametre Nominal) ve Amerikan Makine Mühendisleri Derneği (ASME) NPS (Nominal Pipe Size)Bu farklılık, uluslararası işbirlikleri, ekipman tedarikleri ve proje uygulamaları sırasında hassas dönüşüm gerektirir.Aşırı basınç kaybı, ekipman hasarı veya güvenlik tehlikeleri.

Bu kılavuz, verilere dayalı analiz yoluyla kapsamlı DN-NPS dönüşüm yöntemleri ve valf seçimi stratejileri sunar.

• DN ve NPS arasındaki temel kavramlar ve standart farklılıklar
• Referans tabloları, yakınlamalar ve kesin hesaplamalar dahil olmak üzere dönüşüm metodolojileri
• Pratik boru ölçüm teknikleri (OD, çevre, ID)
• Ana valf seçimi kriterleri: boru boyutları, akış gereksinimleri, basınç değerleri ve ortam uyumluluğu
• Tam delikli ve azaltılmış delikli valflerin karşılaştırmalı analizi
• Optimize edilmiş sistem tasarımı için veri analizi uygulamaları

DN, ISO metrik standartlarına göre borular, armatürler ve valfler için standartlaştırılmış bir boyutlandırma yöntemini temsil eder.Su temini gibi uygulamalarda bileşen özelliklerini basitleştirir.Tipik DN değerleri (örneğin, DN15, DN25) tam ölçümlerden ziyade boyut aralıklarına karşılık gelir.

NPS, ASME standartlarına göre analog boyutlandırma sözleşmesi olarak hizmet eder, çoğunlukla Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılır.Bu nominal değerler aynı şekilde, kesin ölçümlerden ziyade boyut kategorilerini temsil eder..

Temel farklılıklar ölçüm birimlerinde (milimetre ile inç) ve standart çerçevelerde (ISO ile ASME) yatar.DN20 ise NPS 3/4'e karşılık gelirken, dönüşüm tablolarına dikkatli bir referans gereklidir..

NPS (büyüklük standardı), özellikle sızıntı geçirmez bağlantılar için konik iğneleme standartlarına atıfta bulunan NPT (Ulusal Boru Filmi) ile karıştırılmamalıdır.

Standart tablolar en basit dönüşüm yöntemini sağlar.

Hızlı tahminler için:

• NPS 1/2" ≈ DN15
• NPS 1" ≈ DN25
• NPS 2" ≈ DN50

Not: Bu yaklaşımlar doğuştan yanlışlıklara sahiptir ve kritik uygulamalar için kesin hesaplamaların yerini almamalıdır.

Mühendislik hassasiyeti için:

• NPS = DN ÷ 25.4(milimetre inç)
• DN = NPS × 25.4(inç milimetre)

Bu formüller tam olarak 25.4 mm/inç dönüşüm faktöründen türemiştir, ancak pratik uygulamalar standart boyut toleranslarını hesaba katmalıdır.

Tüplerin OD'sini kaliper veya bant ölçümleri kullanarak belirleyin ve standart boyut tablolarıyla çapraz referans yapın.

Doğrudan OD ölçümünün pratik olmayan borular için, OD'yi çevre (C) üzerinden hesaplamak için:OD = C ÷ π(π≈3.14159).

Özellikle boru uçlarında veya erişim noktalarında doğrudan ID ölçmek için iç kaliperler veya delik ölçerleri kullanın.

Valf nominal boyutları genellikle bağlantı borularına uymalıdır. İstisnalar, kasıtlı boyut farklılıklarının hız veya basınç düşüşünü yönettiği akış kontrol uygulamalarını içerir.

Valfın akış katsayısı (Cv), belirtilen basınç farklılıklarında sıvıyı geçirme kapasitesini gösterir (1 psi ΔP'de dakikada galon olarak ölçülür)..

Değişiklikleri önlemek için valf basınç sınıfları maksimum sistem çalışma basınçlarını aşmalıdır. Standart sınıflar arasında ANSI sınıfları (150, 300 vb.) veya metrik sistemler için PN sınıfları vardır.

Akışkan özelliklerine dayanıklı malzemeler seçin, koroziv ortamlar için paslanmaz çelikler, kimyasal dayanıklılık için plastikler vb.

Bağlı borulara eşleşen iç çapları, akış kısıtlamasını ve basınç kaybını en aza indirgenir.

• Yüksek akış sistemleri
• Sıvı sıvılar
• Çerezleme veya temizleme gerektiren uygulamalar

Bağlantı borularından daha küçük akış geçitleri dahil ederek, daha fazla basınç düşüşü pahasına maliyet tasarrufu sağlar.

• Genel endüstriyel uygulamalar
• Alçak akış gereksinimlerine sahip sistemler
• Bütçe bilinçli projeler

Etkili bir sistem tasarımı, aşağıdaki konularla ilgili yapılandırılmış verileri gerektirir:

• Boru özellikleri:Malzeme, boyutlar, bağlantı türleri
• Sıvı özellikleri:yoğunluk, viskozluk, sıcaklık/basınç aralıkları
• Valf parametreleri:Cv değerleri, malzemeler, hareket yöntemleri
• Sistem gereksinimleri:Akış hızları, izin verilen basınç düşüşleri

Ana teknik hesaplamalar şunları içerir:

• Akış analizi:Darcy-Weisbach veya Hazen-Williams denklemleri
• Basınç kaybı modeli:Ayarlar, yüksekliğin değişimi hesaplanıyor
• Valf boyutu:Sistem ΔP ve Q'ya dayalı Cv hesaplamaları
• Optimizasyon algoritmaları:Maliyet/performans dengesi için genetik algoritmalar

Grafik temsiller (basınç profilleri, akış hızı haritaları) tasarım doğrulanmasını ve sorun gidermesini artırır.

Bir kimyasal tesisine aşağıdakiler için korozyona karşı dirençli valfler gereklidir:

• Akış: 100 m3/h (≈440 GPM)
• Basınç: 10 bar (≈145 psi)
• Sıvı: Koroziv sıvı
• Boru malzemesi: Paslanmaz çelik

1 bar ΔP'de gerekli Cv:

Cv = Q × √(SG/ΔP) = 440 × √(1/1) = 440

Seçilen paslanmaz çelik küre valfleri:

• Yaşam Öyküsü > 440
• Basınç sınıfı ≥ ANSI 150
• Flanked bağlantıları eşleşen boru DN

Endüstriyel sistemler daha karmaşık hale geldikçe, boyut standartları bilgisini analitik metodolojilerle bütünleştirmek, verimli ve güvenli operasyonlar için gereklidir.Gelecekteki gelişmeler, akışkan ağların öngörüsel bakımı ve dinamik optimizasyonu için makineden öğrenme ve IoT teknolojilerini giderek daha fazla kullanacak.