Шум - невід'ємний фактор, пов'язаний з протіканням середовища через клапан. Шум не тільки шкідливо впливає на здоров'я людини, але і є відображенням негативних процесів, що відбуваються всередині клапана, які знижують працездатність клапана аж до аварійних пошкоджень.
Робочий шум клапана може мати наступні джерела:
- Механічний шум;
- Аеродинамічний шум;
- Гідродинамічний шум.
Причиною механічного шуму можуть бути механічні вібрації внутрішніх елементів клапана, явище резонансу, неправильний хід рухомих частин, надмірні зазори. Для придушення цього явища застосовують конструктивні рішення. Механічні вібрації можна також обмежити зміною маси тарілки і напрямком течії середовища.
Аеродинамічний шум відбувається в результаті переходу механічної енергії течії стискаються середовищ (пар, газ) в акустичну енергію.
Джерелом шуму є зростання швидкості течії середовища в результаті її розширення. При неправильному підборі швидкість на виході з клапана може перевищувати швидкість звуку.
Зменшити рівень шуму можна збільшенням товщини стінки трубопроводу на виході з клапана та установки на ньому шумоізоляції. Однак найбільш ефективним способом боротьби з шумом є застосування перфорованих затворів. Це призводить до значного зниження шуму. Головні чинники:
- Зменшення ефективності переходу механічної енергії в акустичну;
- Розпад струменя на велику кількість малих струменів призводить до вироблення більш високочастотних шумів, які мають меншу енергію і легше придушуються в стінках і шумоізоляції;
- Високочастотні звуки є менш шкідливими для людини.
Наступним способом придушення аеродинамічного шуму є застосування перфорованих плит і розширюється дифузора ( «переходу») на виході з клапана.
При високому рівні шуму треба використовувати всі ці методи одночасно.
Слід зазначити, що при значному перевищенні допустимої швидкості потоку боротьба з шумом будь-якими технічними засобами стає неефективною.
Гідродинамічний шум пов'язаний з плином рідини, а його головні джерела:
- Шум впливу турбулентного потоку на внутрішні стінки клапана і трубопроводу;
- Кавітаційний шум;
- Шум вторинного скипання.
Для насиченої водяної пари - до 40 м / сек;
Для перегрітої пари - до 75 м / сек;
Для стисненого повітря - до 55 м / сек.
Кавітація залежить від багатьох причин (швидкість і температура потоку, форма регулюючого органу, ступінь його відкриття і т.д.). Кавітація - грізне явище, вона може в короткий час вивести клапан з ладу. Розрахувати максимально допустимий перепад тиску води на клапані досить просто за формулою:
де K - коефіцієнт кавітації, для односідельними клапанів, він дорівнює приблизно 0,6.
P1min - прийняте абсолютний тиск до клапана при максимальній температурі води, що протікає.
Pw - абсолютний тиск насиченої пари, яке береться з таблиці.
Критичне падіння тиску на клапані, після якого розвивається кавитация
приклад:
Визначити допустимий падіння тиску на регулюючому клапані, встановленого на трубопроводі, що подає мережної води в тепловий пункт. Т = 150 ° С; P1 = 0,6 МПа (0,7 МПа АБC.).
P1 абс. min = 0,7 МПа = 700 кПа
Pw абс. = 0,5 МПа = 500 кПа (з таблиці при 150 ° С)
ΔPдоп. = 0,6 (700-500) = 120 кПа = 1,2 бар
ΔPкріт. = 0,75 (700-500) = 150 кПа = 1,5 бар
Збільшити перепад тиску на клапані можна встановлюючи його на низькотемпературні частини системи, наприклад, встановивши клапан перепаду тиску на зворотний трубопровід мережної води, що зазвичай має температуру 70 ° С. Продовжуючи наведений вище приклад:
ΔPдоп. = 0,6 (700-105) = 360 кПа = 3,6 бару
ΔPкріт. = 0,75 (700-105) = 450 кПа = 4,5 бар
Звідси видно, що при установці клапана перепаду тиску на зворотному трубопроводі перепад на клапані можна збільшити в 3 рази.
Для більш точного розрахунку шумообразования згідно VDMA 24422 (випуск 5.79) для регулюючих клапанів вводиться коефіцієнт шуму Z. Цей коефіцієнт наводиться в технічних характеристиках клапанів ряду фірм (Polna, Samson і ін.)
Дані з каталогу на клапани ZSN Polna: