Gleichprozentige und lineare Regelventile beschreiben die inhärente Durchflusscharakteristik eines Regelventils bei konstantem Druckabfall. Die installierte Kennlinie kann unterschiedlich sein, da sich der am Ventil verfügbare Druckabfall mit dem Systemdurchfluss ändert. Wählen Sie die Charakteristik aus dem gesamten Prozesssystem, dem erforderlichen Durchflussbereich, dem Druckabfallverhältnis des Ventils und dem vorhergesagten Hub aus – und nicht nur aus der Regelvariable. Der Ventilstellbereich ist eine getestete Ventileigenschaft, während der Anwendungsregelbereich der Durchflussbereich ist, den der installierte Prozess tatsächlich steuern muss.
Zwei Regelventile können die gleiche Nenngröße, Druckklasse und den gleichen Nenn-Cv haben, aber ein sehr unterschiedliches Prozessverhalten erzeugen.
Während eines Laborkapazitätstests kann ein Ventil nahezu proportional auf die Spindelbewegung reagieren. Ein anderer kann die Kapazität langsam bei geringem Hub und viel schneller am oberen Ende des Hubs erhöhen. Nach der Installation können jedoch beide Reaktionen durch die Pumpenkurve, Rohrleitungsverluste, Gerätewiderstände und sich ändernden Druckabfall am Ventil verändert werden.
Aus diesem Grund wählen Sie eine gleichprozentiges vs. lineares Regelventil Dabei geht es nicht nur darum, das Merkmal auszuwählen, das traditionell mit einer bestimmten Anwendung assoziiert wird. Der Ingenieur muss die inhärenten Eigenschaften von den installierten Eigenschaften unterscheiden und dann bestätigen, ob das ausgewählte Ventil einen nützlichen Hub und eine stabile Prozessverstärkung vom minimalen bis zum maximalen Betriebsdurchfluss bietet.
Gleichprozentiges vs. lineares Regelventil – Die Entscheidung in einer Tabelle
| Auswahlbedingung | Es kann eine lineare Charakteristik berücksichtigt werden | Gleichprozentiges Merkmal kann berücksichtigt werden |
|---|---|---|
| Ventildruckabfall | Bleibt über den gesamten erforderlichen Durchflussbereich vergleichsweise stabil | Sinkt deutlich, wenn der Systemdurchfluss zunimmt |
| Erforderlicher Durchflussbereich | Moderater Bereich mit vorhersehbarer Prozessreaktion | Großer Betriebsbereich mit Niedriglast- und Hochlastregelung |
| Reaktion bei geringem Hub | Die Kapazität nimmt direkter mit der Fahrt zu | Bei geringerem Federweg nimmt die Kapazität allmählicher zu |
| Reaktion nach oben | Die Kapazität steigt weiterhin mit einer ähnlichen inhärenten Rate | Die Kapazität nimmt mit zunehmender Hubhöhe schneller zu |
Diese Tabelle ist ein Ausgangspunkt und kein Ersatz für die installierte Dimensionierung. Die korrekte Charakteristik muss anhand der tatsächlichen minimalen, normalen und maximalen Prozessfälle überprüft werden.
Inhärente Strömungscharakteristik: Das Ventil selbst getestet
Die inhärente Durchflusscharakteristik ist die Beziehung zwischen Ventilhub und Durchflusskoeffizient, wenn der Druckabfall am Prüfventil auf einem konstanten Wert gehalten wird.
Es beschreibt, wie das Ventil und die Innengarnitur zur Änderung der Kapazität ausgelegt sind. Der sich ändernde Widerstand des angeschlossenen Prozesssystems wird nicht berücksichtigt.
Lineare inhärente Charakteristik
Bei einer idealen linearen inhärenten Charakteristik erzeugen gleiche Ventilhubschritte ungefähr gleiche Anstiege des Durchflusskoeffizienten, während der Ventildruckabfall konstant bleibt.
Gleichprozentige inhärente Eigenschaft
Bei einer idealen gleichprozentigen Kennlinie führen gleiche Wegschritte zu etwa gleichen prozentualen Änderungen des vorhandenen Durchflusskoeffizienten.
Die Kapazität steigt daher im unteren Hubbereich vergleichsweise langsam und zum oberen Teil des Hubs hin schneller an. Dies kann die Steuerbarkeit bei geringer Last unterstützen und gleichzeitig eine höhere Kapazität bei nahezu vollem Hub beibehalten.
Schnellöffnungscharakteristik
Eine Schnellöffnungscharakteristik sorgt schon früh im Hub für einen großen Teil der Nennkapazität. Es wird normalerweise eher mit Ein-Aus-, Entlastungs- oder speziellen Sequenzierungsaufgaben als mit präziser kontinuierlicher Modulation in Verbindung gebracht.
Installierte Eigenschaft: Was der Prozess tatsächlich sieht
Die installierte Durchflusskennlinie ist das Verhältnis zwischen Ventilhub und Prozessfluss, nachdem das Ventil in das Gesamtsystem eingebaut wurde.
Sie kann von der inhärenten Charakteristik abweichen, da sich der über das Ventil verfügbare Druckabfall normalerweise mit dem Durchfluss ändert.
Der gesamte Systemdruck wird durch Rohrleitungen, Armaturen, Wärmetauscher, Filter, Düsen, statische Erhebungen und andere Prozessgeräte verbraucht. Bei pumpengetriebenen Systemen kann sich der verfügbare Differenzdruck auch je nach Pumpenkennlinie und Betriebspunkt ändern.
Eine als „linear“ gekennzeichnete Trimmung garantiert keine lineare Beziehung zwischen dem Aktorsignal und dem installierten Prozessfluss. Ebenso garantiert ein gleichprozentiger Zuschnitt nicht, dass das installierte System gleichprozentig bleibt.
Ventilautorität und Druckabfallanteil
Wenn das Ventil einen wesentlichen und relativ stabilen Anteil des Systemdruckabfalls behält, bleibt seine installierte Kennlinie näher an der inhärenten Kennlinie.
Wenn das Ventil bei hohem Durchfluss nur einen kleinen Anteil des gesamten Systemdruckabfalls aufnimmt, kann die installierte Kennlinie stark verfälscht werden.
Drei Prozessszenarien
Szenario A: Vergleichsweise konstanter Ventildruckabfall
Wenn der Ventildruckabfall nahezu konstant ist und die Prozessverstärkung vorhersehbar ist, kann eine lineare Trimmung eine nützliche installierte Reaktion bieten.
Szenario B: Pumpsystem mit steigendem Rohrleitungsverlust
In einem Umlaufwasser- oder Chemikaliensystem können die Rohrleitungs- und Geräteverluste mit zunehmendem Durchfluss erheblich ansteigen. Eine gleichprozentige Kennlinie kann diesen Druckverlustabfall kompensieren.
Szenario C: Großer Lastbereich
Dampf-, Brenngas-, Speisewasser-, Kühlwasser- und Prozessversorgungssysteme können in einem weiten Lastbereich betrieben werden. Häufig wird der gleiche Prozentsatz bewertet, aber der Ventilkörperstil, die reduzierte Innenausstattung, die Split-Range-Strategie oder Parallelventile können wichtiger sein als die Charakteristik allein.
Rangeability ist nicht dasselbe wie Prozess-Turndown
Stellbereich des Ventils
Das inhärente Stellverhältnis beschreibt das Verhältnis zwischen den maximal und minimal steuerbaren Durchflusskoeffizienten unter definierten Ventiltestbedingungen.
Ein veröffentlichtes Stellverhältnis wie 50:1, 100:1 oder 300:1 ist keine Garantie dafür, dass der installierte Prozess dasselbe Durchflussverhältnis genau steuern kann.
Ablehnung der Bewerbung
Der Anwendungs-Turndown ist das Verhältnis zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Prozessfluss, den der installierte Regelkreis zuverlässig regeln muss.
Der tatsächliche Regelbereich kann durch den minimalen steuerbaren Ventilhub, die Dimensionierung, die installierte Verstärkung, die Sitz- und Packungsreibung, die Auflösung des Stellantriebs und Stellungsreglers, die Genauigkeit des Durchflussmessers, das Sensorgeräusch, die Reglerabstimmung, Leckage, Kavitation, Flashing und Drosselfluss begrenzt werden.
Wie sich die Durchflusscharakteristik auf den Ventilhub auswirkt
Der gleiche erforderliche Cv kann je nach gewählter Kennlinie und Trimmkurve unterschiedlichen Ventilwegen entsprechen.
Verwenden Sie immer die genaue Kapazitäts-Hub-Kurve des Herstellers und das Ergebnis der installierten Dimensionierung. Die vollständige Größenreihenfolge finden Sie unter So dimensionieren Sie ein Regelventil.
Gleicher Prozentsatz vs. linear nach Anwendung
| Bewerbung | Ausgangspunkt | Was überprüft werden muss |
|---|---|---|
| Druckabbau bei stabilen Drücken | Linear kann ausgewertet werden | Druckschwankungen, gedrosselter Durchfluss, Lärm und Aktuatorschub |
| Gepumptes Wasser oder Chemikalienkreislauf | Häufig wird der gleiche Prozentsatz bewertet | Pumpenkennlinie, Leitungsverluste, Mindestdurchfluss und Ventilautorität |
| Kontrolle der Dampflast | Üblicherweise wird ein gleicher Prozentsatz angenommen | Lastbereich, Druck, Drosselfluss und Geräusch |
| Tankfüllstandskontrolle | Hängt von der Prozessgeometrie und der Steuerungsstrategie ab | Statische Förderhöhe, Pumpenverhalten und Prozessverstärkung |
Durch die Charakteristikauswahl kann das falsche Ventil nicht korrigiert werden
Durch den Wechsel von linear zu gleichprozentig wird nicht jedes Steuerungsproblem behoben.
- Übergroßer Ventilkörper
- Unzureichender maximaler Cv
- Falscher Ventiltyp
- Verstopfter oder erosiver Besatz
- Kavitation, Blitzen oder starke aerodynamische Geräusche
- Unzureichender Aktuatorschub oder Drehmoment
- Totzone des Stellungsreglers, Reibung oder mechanisches Spiel
Siehe die Leitfaden zur Auswahl von Regelventilen wenn die Merkmalsprüfung ergibt, dass das Gehäuse, die Innenausstattung oder das Antriebskonzept geändert werden sollte.
Warum die Charakterisierung von Stellungsreglern kein universeller Ersatz ist
Digitale Stellungsregler und Steuerungssysteme können die Beziehung zwischen Befehlssignal und Ventilweg verändern, sie können jedoch nicht den maximalen Nenn-Cv des Ventils, die physikalische Trimmgeometrie, die mechanische Auflösung, die Grenzwerte für schwere Einsätze oder die Antriebskraft ändern.
Arbeitsblatt zur Auswahl der Merkmale des Käufers
- Definieren Sie das Kontrollziel.
- Sorgen Sie für minimalen, normalen und maximalen Durchfluss mit entsprechenden Drücken und Temperaturen.
- Berechnen Sie den installierten Cv oder Kv.
- Vergleichen Sie den Anteil des Ventildruckabfalls über den Betriebsbereich.
- Überprüfen Sie den prognostizierten Weg in allen Betriebsfällen.
- Definieren Sie die erforderliche Bewerbungsunterbrechung.
- Überprüfen Sie die Eignung von Ventilkörper und Innengarnitur.
- Überprüfen Sie Kavitation, Flashing, Drosselströmung, Geräusche, Geschwindigkeit und Erosion.
- Bestätigen Sie den Schub oder das Drehmoment des Stellantriebs, die Fehleraktion und die Auflösung des Stellungsreglers.
- Fordern Sie die genaue Kapazitäts-Hub-Kurve für die ausgewählte Ausstattung an.
Was der Lieferant bereitstellen sollte
- Ausgewählte Ventilkörper- und Garniturbezeichnung
- Inhärente Eigenschaft
- Bewerteter Cv oder Kv
- Veröffentlichte inhärente Rangeability für die exakt ausgewählte Trimmung
- Erforderlicher Cv oder Kv für jeden Prozessfall
- Voraussichtlicher Weg bei minimalem, normalem und maximalem Durchfluss
- Installierte Kennlinie oder Verstärkungsüberprüfung, sofern erforderlich
- Ergebnisse zu Kavitation, Flashing, Drosselströmung, Lärm und Geschwindigkeit
- Antriebsdimensionierung und Mindestnutzenannahmen
- Stellungsreglerkonfiguration und Signalcharakterisierung
Fordern Sie eine Überprüfung der Durchflusseigenschaften an
Senden Sie Vcore Valve die minimalen, normalen und maximalen Durchflussfälle, die entsprechenden Drücke, Flüssigkeitseigenschaften, den erforderlichen Regelbereich, den Ventiltyp, das Stellantriebssignal und die Fehlerposition.
Verwandte technische Ressourcen
- So dimensionieren Sie ein Regelventil
- Leitfaden zur Auswahl von Regelventilen
- Industrielle Regelventilprodukte
- Steuerventil-Trimmoptionen zur Kavitation und Geräuschreduzierung
- Leitfaden zur Auswahl von Ventilantrieben
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen einem linearen und einem gleichprozentigen Regelventil?
Eine lineare inhärente Charakteristik sorgt für annähernd gleiche Inkremente des Durchflusskoeffizienten für gleiche Inkremente des Hubs bei konstantem Ventildruckabfall. Gleicher Prozentsatz sorgt für ungefähr gleiche prozentuale Änderungen des vorhandenen Durchflusskoeffizienten.
Was ist die Kennlinie eines eingebauten Regelventils?
Dabei handelt es sich um die tatsächliche Beziehung zwischen Ventilhub und Prozessfluss, nachdem das Ventil in das Rohrleitungssystem eingebaut wurde.
Wann sollte ein gleichprozentiges Regelventil ausgewählt werden?
Dies wird häufig dann ausgewertet, wenn der erforderliche Durchflussbereich groß ist oder wenn der am Ventil verfügbare Druckabfall mit steigendem Durchfluss deutlich abnimmt.
Wann sollte ein lineares Regelventil ausgewählt werden?
Dies kann in Betracht gezogen werden, wenn der Druckabfall am Ventil vergleichsweise stabil bleibt und der Prozess eine direktere Beziehung zwischen Hub und Kapazität unterstützt.
Ist der Stellbereich des Ventils dasselbe wie der Regelbereich des Prozesses?
Nein. Das inhärente Stellverhältnis ist eine getestete Ventileigenschaft. Der Anwendungs-Turndown ist das tatsächliche Verhältnis von maximalem zu minimalem Prozessfluss, den der installierte Regelkreis steuern muss.
Kann ein digitaler Stellungsregler ein lineares Ventil auf den gleichen Prozentsatz umstellen?
Es kann die Beziehung zwischen Befehlssignal und Hub ändern, jedoch nicht die physische Trimmung, den Nenn-Cv, die Aktuatorkraft oder die Grenzwerte für schwere Einsätze.
