Поток пара в сужающейся трубе

[alexpotapov]

Для специалистов, думаю будет несложно.
По трубе диаметром 89 мм подается пар под давлением 2 атмосферы.
Выход пара в пропарочную камеру - фактически в атмосферу.
Если поставить на эту трубу клапан с условным проходом - 50 мм.
Вопрос - как изменится поток.
Я рассматриваю еще вариант установки 2-х клапанов, параллельно.
Пропариваются железобетонные изделия.
Это реальная работа. Я разработал систему автоматического управления для процесса тепловлажностной обработки, а с паропроводом - сомнения.
клапан работает в функции открыт-закрыт.
Меня интересует не уменьшится ли пропускная способность трубопровода из-за того, что изначально пар будет проходить по трубе диаметром 89 мм, а перед пропарочной камерой через клапан с условным проходом 50 мм. После клапана труба тоже 89 мм.
Точнее всего - нужно знать количество пара за единицу времени просто по трубе д=89 и то же с клапаном. Источник пара собственная котельная предприятия - мощность можно в расчет не брать.
Длина паропровода - 300 метров, клапан устанавливается за 30-50 до камеры.
Количество пара, поступающего в камеру за единицу времени - это работа, а уменьшение этой величины нежелательно, поскольку может привести к нарушению технологического процесса (время).
Для пропарки ж\б изделий не нужно пар дроссилировать. Тогда невозможно узнать истинную температурную характеристику процесса, поскольку при постоянном поступлении пара в камеру мы будем измерять его (пара) температуру.
Подача теплоносителя осуществляется через электромагнитный клапан работающий в функции: открыт-закрыт. Тем самым каждый цикл подачи теплоносителя дает возможность для создания в пропарочных камерах термодинамического баланса.
Не нужно учитывать и работу котельной - котлу ничего не сделается - есть еще потребители пара.

Заранее благодарен всем, кто поможет.

[Парджеттер]

Парджеттер:

alexpotapov, смените заголовок на более информативный, отражающий суть обсуждаемого вопроса

[Архипов]

alexpotapov в сообщении #247012 писал(а):

Это реальная работа. Я разработал систему автоматического управления для процесса тепловлажностной обработки, а с паропроводом - сомнения.

Не имея перед глазами всей системы, трудно что-либо советовать.
Опишите общую задачу (какой конечный результат требуется ?)
1) Какой параметр Вы желаете регулировать (температуру пара, скорость потока, расход пара, распределение потока по сакциям, время, ...) ?
2) Какой параметр Вы желаете сохранять постоянным?
3) Источник пара в Вашем распоряжении?

[Парджеттер]

Парджеттер:

Хочется, хочется перенести это все в "Механику и технику". Пожалуй, так и сделаю.

[Ajabsandal]

alexpotapov в сообщении #247012 писал(а):

Для специалистов, думаю будет несложно.
По трубе диаметром 89 мм подается пар под давлением 2 атмосферы.
Выход пара в пропарочную камеру - фактически в атмосферу.
Если поставить на эту трубу клапан с условным проходом - 50 мм.
Вопрос - как изменится поток.
Я рассматриваю еще вариант установки 2-х клапанов, параллельно.
Пропариваются железобетонные изделия.
Это реальная работа. Я разработал систему автоматического управления для процесса тепловлажностной обработки, а с паропроводом - сомнения.

Заранее благодарен всем, кто поможет.

На клапане "сработается" перепад давления. Обычно с заводским клапаном идет кривая коэффициента потери двления, спользуя которую можно определить Ваши потери давления при данном расходе пара. Очевидно, при заданном перепаде давления на паропроводе, при установке клапана расход пара упадет.

[Xey]

alexpotapov в сообщении #247012 писал(а):

Если поставить на эту трубу клапан с условным проходом - 50 мм.
Вопрос - как изменится поток.

Количество прошедшего пара зависит от перепада давления, сечения труб и их длины. Если трубы длинные (а клапан короткий) поток существенно не изменится.

[Maslov]

Ajabsandal в сообщении #247217 писал(а):

Очевидно, при заданном перепаде давления на паропроводе, при установке клапана расход пара упадет.

При заданном перепаде давления, конечно, упадет. Но если источником пара является, например, парогенератор с заданной производительностью, то возрастет давление на входе в трубу, и расход пара может при этом не измениться.
Какая именно схема имеет место быть в данном случае, из описания задачи не ясно.

[Ajabsandal]

Maslov в сообщении #247228 писал(а):

Ajabsandal в сообщении #247217 писал(а):

Очевидно, при заданном перепаде давления на паропроводе, при установке клапана расход пара упадет.

При заданном перепаде давления, конечно, упадет. Но если источником пара является, например, парогенератор с заданной производительностью, то возрастет давление на входе в трубу, и расход пара может при этом не измениться.
Какая именно схема имеет место быть в данном случае, из описания задачи не ясно.

Как взорвать котел? Очень просто! Перекрывайте клапан на линии пара и поднимайте давление в котле для поддержания расхода!
Но если посмотреть на заводскую инструкцию по эксплуатации котла (парогенератора, по новоязу), то ясно следует, что котел рассчитан на рабочие параметры - номинальное давление и производительность, а регулирующий клапан ставится только для понижения производительности (в номинале клапан полностью открыт!!!), но никак не наоборот! Поэтому рабочая трактовка только одна.

[Архипов]

Автор темы указал, что от котельной проложена труба длиной 300 м до места предполагаемой всавки регулирующего клапана. Клапан имеет проходной диаметр около 5 см при диаметре трубы около 9 см. Предположительно, клапан имеет фланец, который будет существенно тормозить поток пара. То есть вставка этого клапана существенно (приблизительно в 2 раза) уменьшит расход пара через себя, увеличивая давление в трубе от котельной.
А не лучше ли установить регулятор в котельной? То есть регулировать расход пара изменением давления пара (уменьшая либо увеличивая подачу топлива в нагреватель). Наверняка там установлен манометр. Расход пара пропорционален давлению, очень удобно расчитывать по давлению расход пара. И рациональным будет расход топлива.

[alexpotapov]

Для пропарки ж\б изделий не нужно пар дроссилировать. Тогда невозможно узнать истинную температурную характеристику процесса, поскольку при постоянном поступлении пара в камеру мы будем измерять его (пара) температуру.
Подача теплоносителя осуществляется через электромагнитный клапан работающий в функции: открыт-закрыт. Тем самым каждый цикл подачи теплоносителя дает возможность для создания в пропарочных камерах термодинамического баланса.
Не нужно учитывать и работу котельной - котлу ничего не сделается - есть еще потребители пара.

[Zai]

alexpotapov в сообщении #247012 писал(а):

По трубе диаметром 89 мм подается пар под давлением 2 атмосферы.
Выход пара в пропарочную камеру - фактически в атмосферу.
Если поставить на эту трубу клапан с условным проходом - 50 мм.
Вопрос - как изменится поток.

По Вашей трубе течет пар, но уже не под давлением 2 атмосферы, а под давлением чуть больше одной атмосферы, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление длинного трубопровода. При этом пар дросселируется при входе в трубу. Установка дополнительного устройства с проходным сечением, соизмеримым с исходным вряд ли существенно изменит температуру пара, при этом возможно изменится расход в сторону уменьшения. Для оценки уменьшения расхода необходимо знать величину текущего расхода. Вы можите проверить экспериментально возможное влияние клапана установкой регулировочной шайбы с отверсием 50 мм на фланце или насадкой на выходе. Подобор отверстия шайбы даст ответ на количество клапанов.