Pour calculer la valeur du coefficient Kv, les données de
fonctionnement dont à déterminées en fonction
des conditions et du type de l'installation, telles que le débit,
la densité du fluide.
Les équations généralement adoptées
selon le type de fluide, sont :
Fluides
(eau, etc.) |
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- Q = Débit (m3/h)
- DP = Pression différentielle (bar)
- p = Poids spécifique (kg/dm3) ou densité.
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Vapeur saturée |
P2 > P2/2 |
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- G = Débit poids vapeur (kg/h)
- DP = Pression différentielle (bar)
- P2 = Pression en aval de la vanne (bar absolu)
- P1= Pression en amont de la vanne (bar absolu)
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P2 < P1/2 |
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Vapeur
surchauffée |
P2 > P2/2 |
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- G = Débit poids vapeur (kg/h)
- DP = Pression différentielle (bar)
- P1= Pression en amont de la vanne (bar absolu)
- P2 = Pression en aval de la vanne (bar absolu)
- v2 = Volume spécifique (m3/kg), sous P2 et T1
- V = Volume spécifique (m3/kg), sous P1/2 et T1
- T1 = Température en amont (K)
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P2 < P1/2 |
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Gaz |
P2 > P2/2 |
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- Qn = Débit gaz à 0°C et 1013 mbar (Nm3/h)
- rn = Densité du gaz à 0°C et
1013 mbar (kg/Nm3)
- DP = Pression différentielle (bar)
- P1= Pression en amont de la vanne (bar absolu)
- P2 = Pression en aval de la vanne (bar absolu)
- T1 = Température en amont (K)
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P2 < P1/2 |
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Le Kvs de la vanne :
Pour caractériser les vannes de série, on
donne un coefficient Kvs, qui correspond au coéfficient Kv
pour une course nominale de H100 du clapet
Pour chaque type de vanne de série, on donne une course
nominale H100 pour laquelle la vanne peut être
considérée comme complètement ouverte
Le Kvo de la vanne :
C'est le débit de fuite qui traverse la vanne si
elle présente une perte de charge de 1 bar (DPv =1 bar) quand
elle est totalement fermée. Le Kvo s'exprime en m³/h.
Taux de fuite
Le taux de fuite d’une vanne est le rapport Kvo / Kvs
Pour une vanne neuve, ce taux de fuite doit être inférieur
à 0,05 %.
Coefficient de débit Kv pour une vanne
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C'est le débit d'eau Q en m3/h mesuré à 4°C
(Masse volumique = 1000kg/m3) qui pour une perte de charge de 1
bar, passe à travers la vanne considérée comme
entièrement ouverte.
Une vanne sous dimensionnée peut engendrer une chute de
pression élevée au travers du dispositif et peut par
conséquent endommager le siège de la vanne par érosion.
Inversement une vanne de régulation surdimensionnée
peut entraîner un fonctionnement instable de l'installation.
Pour chaque type de vanne, le constructeur indique une pression
différentielle limite admissible qui dépend de son
diamètre, du mode de construction, de la puissance du servomoteur,
de la température du fluide, du taux de fuite et du débit
maximal qui le traverse.
Avec :
- Q = Débit d'eau réel en m3/h à
la température x
- r = masse volumique de l’eau en kg/dm3
ou densité (dépend de la température)
- DP Chute de pression au travers de la vanne en
bar
C'est la différence de pression entre l'entrée et
la sortie de la vanne. C'est donc sa perte de charge.
La valeur du Kv est de même utilisée pour calculer
la chute de pression dans une vanne en fonction du débit
qui le traverse.
Avec :
- Q = Débit d'eau réel en m3/h à
la température x
- r = masse volumique de l’eau en kg/dm3 ou densité
(dépend de la température)
- DP Chute de pression au travers de la vanne en
bar
La fonction principale d'une vanne de régulation est d'assurer
la progressivité d'un débit. C'est l'autorité
de la vanne qui va déterminer la stabilité de la régulation.
Cette progressivité sera quantifiée par l'autorité
de la vanne.
- DPv = perte de charge de la vanne entièrement
ouverte pour le débit nominal
- DPL = perte de charge du circuit à débit
variable
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Circuit à débit variable
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Circuit de mélange
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Circuit de répartition
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- E = générateur de chaleur
- V = Emetteur de chaleur
Caractéristiques des vannes
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Vanne à caractéristique linéaire |
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La meilleure progressivité de la puissance thermique
est obtenue quand la vanne a une autorité, a = 1. Il
est impensable de choisir cette valeur, donc la progressivité
sera médiocre avec ce type de vanne.
Pour utiliser ce type de vanne en régulation, il faudrait
régler la bande proportionnelle à une valeur
très élevée. Cette vanne ne peut pas
être utilisée en régulation progressive.
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Vanne à caractéristique quadratique |
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La meilleure progressivité serait obtenue pour une
autorité, a = 1. Mais toutefois pour a = 0,5, l’autorité
de la vanne n’étant pas linéaire peut malgré
tout donné satisfaction. Si la hauteur manométrique
de la pompe le permet, on aurait intérêt à
donner une autorité par exemple de 0,6 à 0,7.
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Vanne à caractéristique logarithmique |
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Dans ce type de vanne, le déplacement du clapet produit
une variation de débit proportionnelle au débit
total précédent le changement. La meilleure
progressivité de puissance est obtenue pour 0,6 à
0,7.
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Vanne à puissance calorifique linéaire |
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Dans ce type de vanne le constructeur a conçu le clapet
de façon à obtenir une puissance calorifique
proportionnelle à la levée du clapet, pour une
autorité a = 0,5.Une autorité trop grande aurait
le même effet nuisible qu’une autorité trop petite.
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Dernière mise à jour :
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