Sistem Gereksinimleriyle Uyumlu Ölçüde Solenoid Valf Seçmek ve Kv Hesaplaması

solenoidselect

 

Endüstride yepyeni bir makine tasarlanırken veya bir projede boru ölçüsü tayin edilirken en önemli problem, istenilen debinin hangi ölçüde bir vana veya boru çapıyla sağlanacağıdır. Genel maksat solenoid valfler, sıvı ve gazlarda çok geniş ve farklı uygulama alanlarında kullanılırlar. Vananın kapasitesinin bulunmasında vana dizaynına bağlı olarak değişkenlik gösteren Akış Katsayısı (Cv veya Kv) dikkate alınır.

 

Kv parametresi metrik sistem birimi olarak; bir valf boyunca 1 bar ‘lık basınç kaybı ile sıcaklığın 5°C ile 40°C arasında değiştiği suyun, metreküp/saat cinsinden hacimsel akışıdır. Cv ise imperial sistemin bir birimi olarak; bir valf boyunca 1 psi ‘lık basınç kaybı ile sıcaklığı 60 Fahrenheit ‘ta olan suyun, US galon/dakika cinsinden hacimsel akışıdır.

 

Biz daha yoğun olarak metrik sistemi kullandığımız için;

Hacim Birimi Basınç Birimi Sembol Çevrim Hesaplamaları
l/min Bar Kv (kv) 1 Kv = 0,06 Kvh =  0,07 Cv
m3/h Bar Kvh (Kv) 1 Kvh = 16,7 Kv = 1,17 Cv

 

Temel olarak; bir vananın seçiminde 5 ana parametreden bahsedebiliriz. Bunlar; akış katsayısı(Cv veya Kv), akışkan uyumluluğu, basınç, sıcaklık ve proses bağlantısıdır. Genellikle katalog ve teknik verilerde, bu değerlerin maksimum ve minimum noktaları listelenir. Seçim yapılırken maksimum seviyenin altında bir değeri sağlayan seçim yapılmalıdır.

 

 

SIVI UYGULAMALARDA;

 

Birçok uygulamada sıvılar sıkıştırılamaz kabul edilir ve vana seçimi yapılırken sadece aşağıdaki faktörler gözönünde bulundurulmalıdır;

 

Kv  = Vananın Akış Katsayısı (Flow Factor)

Q   = Akış miktarı (m3/sa)

∆P  = Vana boyunca oluşan basınç kaybı (P2 – P1)

P1  = Mutlak Giriş Basıncı (bar)

P2  = Mutlak Çıkış Basıncı (bar)

γ   = Akışkanın özgül ağırlığı (kg/dm3)

 

flowcoefficient

 

 

 

 

 

 

 

Örnek Uygulama : Saate 10 m3 su için bir solenoid vana seçilmek istenilmektedir. Suyun özgül ağırlığı 1 kg/dm3 kabul edilmiştir. Vana girişinde manometre üzerinde okunan giriş basınç değeri 3 bar, vana çıkışındaki manometre üzerinde okunan çıkış basıncı değeri ise 1,5 bardır. Hangi ölçüde bir DURAVIS solenoid valf seçmemiz gereklidir?

 

Sıcaklık, akışkan uyumluluğu (su), basınç değerleri gözönünde bulundurulduğunda genel maksatlı bir uygulama olduğu görülmektedir. Sıvılar için akış denkleminde Kv değerini bulmak için;

 

forliquid

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kv değeri minimum 8,16 m3/sa olan bir valf seçilmelidir. DURAVIS ESV 100 serisi normalde kapalı valflerden baktığımızda; ESV 100.04 (3/4″) valfin Kv değeri 7,80 m3/sa tir yani bizim parametrelerimiz için yetersizdir. ESV 100.05 (1″) valfin Kv değeri 10,80 m3/sa tir, dolayısıyla bizim ihtiyacımız olan debi miktarını sağlamaktadır.

 

Denklemden de görüleceği üzere; ∆P küçüldükçe, Kv değeri yükseleceği unutulmamalıdır. Bu sebeple giriş çıkış basınçları ne kadar doğru ifade edilirse o kadar ekonomik bir seçim yapılmış olunur.

 

 

GAZ UYGULAMALARINDA;

 

Akışkanımız sıkıştırılabilir gazlar veya hava olduğunda ise sıcaklıkta gözönünde bulundurulmalıdır. Ayrıca akışın çıkış basıncının giriş basıncının yarısından büyük mü yoksa küçük mü olduğu önemlidir çünkü buna göre denklem farklılık gösterir. Qn formülleri, 20°C sıcaklık için geçerlidir. (Formüle sıcaklık birimi Kelvin olarak yazılmalıdır.)

 

forair


Örnek Uygulama:
Saate 100 m3 hava için bir solenoid vana seçilmek istenilmektedir. Havanın özgül ağırlığı 1,293 kg/dm3 kabul edilmiştir. Sıcaklık 20°C dir. Vana girişinde manometre üzerinde okunan giriş basınç değeri 6 bar, vana çıkışındaki manometre üzerinde okunan çıkış basıncı değeri ise 5 bardır. Gerekli Kv değeri ne olmalıdır? 

 

P1/2  =  6 / 2 = 3 bar

5 > P1/2 öyleyse kritik  olmayan durum dur;

forair2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

www.us-kon.com.tr

Çek Vana Nedir? Flanşarası ve Çalparalı Çek Vana Özellikleri Nelerdir?

Çekvana
 

Çek vanalar suyun tek yönde akışını sağlayan cihazlardır.

 

Çalışma Prensibi

 

Çalparalı tip çek vanalar su akışı ile açılır. Akış olmadığı zaman hattaki geri basınç veya çekvalfin mekanizmasının ağırlığı ile kapanır. Flanşarası çekvalfler su akışı ile açılır. Akış olmadığı durumda, su darbesi ters akışı meydana gelmeden yay mekanizması ile otomatik olarak kapanır. Flanşarası çekvalf kullanımı pompa çalışma ve durma gibi durumlarda su darbelerini önler. Boru sisteminde, sıkıştırılamaz sıvının boru tesisatından geçerken belli basınç ve hızda aniden durması su darbesi, gürültü ve vibrasyon gibi tahrip edici kuvvetlere sebep olur. Su darbesi meydana geldiğinde, oluşan dalga boru sisteminde geriye doğru daha büyük bir çap veya ana hat gibi rahatlatıcı bir noktaya kadar ilerler. Şok dalgası bu noktada ileri geri hareket ederek, hasar verici enerji bazen boruda kırılmaya sebep olurken, sistem içinde sönümlenir. Flanşarası çekvalfler az yer kaplaması ve dikey montaj olanağı ile çalpara çekvalflere göre avantaj sağlar. Genellikle pompa çıkışında ve su darbesi olabilecek yerlerde kullanılır. Diğer yerlerde çalparalı tip çek vana kullanılabilir.

 

Önemli Notlar

 

(a) Her yangın pompası çıkışında çek vana kullanılmalıdır.
(b) Birden fazla su kaynağının kullanıldığı sistemlerde (örn. yangın pompası, yükseltilmiş depo), her bağlantıda çek vana kullanılmalıdır.
(c) İtfaiye bağlantı ağzı hattında çek vana kullanılmalıdır.
(d) Çek vana dikey veya yatay montaj için onaylı oldukları konuma göre, dikey hatlarda su akışı yukarı yönde olacak şekilde monte edilmelidir.
(e) Çek vanalar yeraltı borulamada kullanılıyorsa bakımı için erişim tedbirleri alınmalıdır. (Örneğin su geçirmez, donmaya dirençli beton pitler içinde)
(f) Su darbesi çek vanaların kelebek vanaların gövdelerine direkt monte edilmesi sakıncalıdır. Kelebek vananın klapesinin açılıp kapanması için uygun mesafelere monte edilmelidir.

 

www.us-kon.com.tr

www.duravis.com

 

Vananız İçin Doğru Aktüatörü Seçmek

DURAVIS_VALVE

Vanalar, en basit haliyle bir gövde ve içerisindeki hareketli bir parçadan oluşur. Bu içindeki hareketli parça, vana boyunca akan akışkanı kısıtlayan ve/veya kontrol eden elemandır. Aktüatör diye adlandırılan ekipman ise, vanayı otomatize eder. Hangi aktüatörün kullanılacağı ise ortamdaki enerji kaynakları ve proses gerekliliklerine göre belirlenir.

 

A-) HAREKET: Vana hareketini anlamak için iki tip dizayndan bahsedilebilir;

 

1-) Doğrusal/Linear Vanalar; Bu tip vanalardaki kapama elemanı üzerindeki doğrulsal hareket ya direkt yada rotary-linear dönüştürme mekanizmasıyla bir çokturlu aktüatörler tarafından sağlanır. Bu dönüştürme mekanizması 3 türlü olabilir. 1) Yükselen-milli eksenel dönmeyen 2) Eksenel ve yükselen milli 3) Yükselen Milli…Gate ve Globe vanalar linear vanalara örnektir.

 

2-) Çeyrek-Turlu Vanalar; Vana milini 90 derece eksenel döngüyle hareket ettiren bir aktüatör ile çalışırlar. Standart olarak çalışma aralığı 90 derece dir. Küresel, Kelebek ve Plug vanalar bu tip vanalardır.

 

B-) KUVVET:

Vananın kapama elemanını kontrol etmek için kullanılacak olan ve gerekli olan kuvvetin büyüklüğü aktüatör seçiminde kritik bir faktördür. Kayar milli vanalarda bu sistem linear/doğrusal bir itme veya çekme olabilir. (Örneğin; pnömatik piston aktüatör yardımıyla otomatikleştirilmiş bıçaklı vana). Çok turlu veya çeyrek turlu vanalarda ise bir rotary/eksenel bir kuvvet veya tork gereklidir. Kapama elemanı büyüdükçe, yataklamaya uygulanacak kuvvet gereksinimi de artmaktadır. Gate ve globe vanalarda bu kuvvet daha rasyonel hesapanabilirken; çeyrek turlu vanalarda yüksek bir emniyet katsayısı ile gerekli tork değeri önerilir.

 

 

C-) HIZ:

Vana uygulamasında istenen çalışma hızı aslında belirli bir zaman diliminde bir aktüatörden ne kadar iş beklenildiğiyle ilgilidir. Aktüatör ün yaptığı iş = Kuvvet x Yol olarak hesaplanır. Özellikle elektrikli aktüatörler için bu bir kritik parametredir. Çünkü direk olarak motorun gücüne bağlı olabilmektedir. Akışkan gücü kullanarak çalışan pnömatik ve hidrolik aktüatörler ise besleme büyüklüğü ve egzost hatları önemlidir.

 

 

D-) ÇALIŞMA FREKANSI:

Gerekli çalışma frekansı, vana ve aktüatörün mekanik olarak dayanımını baz alır. Ayırıcı ve kısıcı vanalar genellikle çok sık çalıştırılmazlar. Bu nedenle bu mekanik parçalar üzerinde çok az bir mekanik yıpranma olur. Oransal vanalar ise çok sık çalıştıkları için dayanım derecesi önemli bir faktördür.

 

www.us-kon.com.tr

 

www.duravis.com