การหาขนาดวาล์วควบคุมเป็นเรื่องสำคัญในฐานะวาล์วควบคุมเป็น Final Control Element  จึงมีเรื่องสำคัญ 2 เรื่องที่ต้องให้ความสำคัญเพื่อให้วาล์วควบคุมสามารถทำหน้าที่ได้สมบูรณ์  ประการแรก  ต้องหาข้อมูลในกระบวนการหรือระบบมาตรววัดปริมาตรของเหลวที่ถูกต้อง  เช่น อัตราการไหลสูงสุดและต่ำสุดในแต่ละเงื่อนไขการทำงาน,  ความดันตกคร่อมวาล์วที่มีได้ (Available Pressure Drop) ที่แต่ละเงื่อนไขการทำงาน (ดูรูปที่ 5-1), ความดันสูงสุดและอุณหภูมิสูงสุดทางเข้าวาล์วควบคุม, ความหนืดของเหลวที่อยู่ในกระบวนการหรือระบบนั้นๆ, การไหลเป็นแบบของเหลวสถานะเดียว (Single-Phase Flow) หรือ 2 สถานะ (Two-phase Flow), การเลือกความดันตกคร่อมวาล์วที่ถูกต้องทั้งนี้เพราะความดันสูญเสียในระบบท่อหรือคุณสมบัติการทำงานของแต่ละปั๊มจะแตกต่างกันในแต่ละสภาวะเงื่อนไข  ดังในรูปที่ 5-2

ประการที่สอง การเลือกใช้สมการคำนวณหาขนาดวาล์วที่เหมาะสมกับสภาวะเงื่อนไขการทำงานของระบบหรือกระบวนการฯ โดยแยกแยะเงื่อนไขให้ชัดเจน  ในกรณีการกำหนดวาล์วที่ใช้กับของเหลวอยู่ในเงื่อนไข 1.) Turbulent, Non-Choked, 2.) Turbulent, Choked, 3.) Satuated Flow, 4.) Laminar (Viscous), 5.) Non-Newtonian  และ 6.) Two-Phase Flow เป็นต้น

สำหรับมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับวาล์วจะมี 2 ค่าย  ค่ายแรกอยู่ในสหรัฐอเมริการใช้หน่วยอังกฤษ คือ The Instrumentation, System, and Automation Society (ISA) ได้แก่ ISA S75.01-2000, Control Valve Sizing Equation  และอีกค่ายหนึ่งอยู่ในทางยุโรปใช้ SI Unit คือ The International Electrotechnical Commission (IEC) ได้แก่ IEC 60534-2-1, Industrial Process Control Valve , Part 2-1: Flow Capacity Sizing Equations for Fluid Flow under Installed Condition

รูปที่ 5-1  ความดันตกคร่อมวาล์วที่มีได้ (Available Pressure Drop) ที่แต่ละเงื่อนไขการทำงาน

ความเป็นมา

ก่อนจะเรียนรู้ปัจจุบันและฝันถึงอนาคต เราต้องย้อนกลับไปดูความเป็นมาเสียก่อน    ในแรกเริ่มเดิมที่มีการใช้วาล์วควบคุม Globe Valve โดยใช้มือหมุนขนาด 4 นิ้วติดตั้งเข้ากับระบบท่อ 4 นิ้ว  เมื่อใช้งานไปปรากฏว่าที่ความดันตกคร่อมวาล์วสูงวาล์ยังคงมี capacity สำหรับการควบคุมอัตราการไหลสูงอยู่ หรือจะว่าไปก็คือวาล์วมีขีดความสามารถเหลือเฟื้อว่างั๊ยเถอะ  ทำให้เป็นสาเหตุในการออกแบบเพื่อการประหยัดเป็นกฏเล็กน้อยว่าเลือกใช้วาล์วควบคุมให้มีขนาดเล็กกว่าระบบท่อที่ไปติดตั้งลดลง 1 ขนาด  เช่น ถ้าติดตั้งระบบท่อ 4 นิ้วก็เลือกใช้วาล์วขนาด 3 นิ้ว นั้นเอง  แต่ข้อจำกัดการเลือกด้วยวิธีการนี้ยังคงมีปัญหาอยู่จึงมีการพัฒนาสัมประสิทธิ์กำหนดขนาด (Sizing Coefficient) บนพื้นฐานของการสงวนพลังงานด้วย Bernoulli’s Equation และการสงวนมวลด้วย Continuity Equation  เมื่อรวมกันแล้วจะได้อัตราการไหลผ่านคอคอด (Restriction) ในที่นี้คือช่องว่างระหว่างลิ้นวาล์วกับ Seat ring เมื่อลิ้นวาล์วของวาล์วควบคุมมีการเคลื่อนที่ มีค่าในทางทฤษฎี

แต่ในทางปฏิบัติ  ได้มีการนำตัวแปรตัวใหม่ที่มีชื่อว่า “Discharge Coefficient”; C ถูกนำมาใช้เพื่อทำการปรับแก้ไขค่าให้การคำนวณมีความแม่นย่ำในทางปฏิบัติให้มากขึ้น  และปรับเปลี่ยน DH.ให้อยู่ในรูปของค่าความดันในหน่วน Psi แทน ft  ด้วย /g

รูปที่ 5-2  ความดันของระบบปั๊มที่อัตราการไหลสูง/อัตราการไหลต่ำมีผลต่อการเลือกใช้ค่าความดันตกคร่อมวาล์วในการคำนวณหาขนาดวาล์วควบคุม

จากนั้นได้มีการพัฒนาปรับใช้งานสมการ (5-2) ให้สามารถใช้งานได้สะดวกมากขึ้นจึงพัฒนารูปสมการใหม่ขึ้นมาพร้อมรวมเอาพื้นที่การไหลของช่องทางการไหลของวาล์ว, Contraction Coefficient และ Head Loss Coefficient เข้าด้วยกัน กำหนดให้เป็นตัวแปรตัวใหม่ที่มีชื่อว่า “Valve Coefficient”CV ค่าดังกล่าวนี้เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าเป็นตัวแปรบ่งบอกขีดความสามารถรองรับอัตราการไหลของวาล์ว  ดังสมการ (5-3)

Flow Capacity:

เพื่อให้สอดคล้องกับ ISA  เราจะใช้ q  แทน Q  สำหรับอัตราการไหลผ่านวาล์ว

              ด้วยเหตุนี้ค่า  CV = 1  จึงหมายถึงอัตราการไหล 1 gpm (U.S.) ของน้ำที่ 60 °F ภายใต้ความดันตกคร่อมวาล์ว 1 psi  แต่เนื่องจากความไม่สมบูรณ์ในตัวสมการจึงมีข้อจำกัดการใช้งานของสมการ (5-4)  อยู่ 2 ข้อจำกัดคือ

  1. สมการ (5-4) ใช้ได้กับการไหลที่มีรูปแบบ Turbulent Flow นั้นคือมีค่า Reynolds Number ในท่อมีค่าRe  ≥  5,000 หรือ Valve Reynolds Number ในสมการ (5-11) มีค่า Re  ≥10,000  อย่างไรก็ตามข้อจำกัดนี้สามารถละเลยได้ถ้าหากเราต้องการ CV มีค่าสูงกว่า 0.1 และ Kinematic Viscosity มีค่าต่ำกว่า 40 centistoke  จะมีเงื่อนไขอื่นๆอีกมากมายแต่เอาแค่นี้ก่อน
  2. ที่สภาวะเงื่อนไขหนึ่ง เมื่อเกิดการปิดสกัดกั้นการไหลภายในช่องทางการไหลในวาล์วที่เราเรียกว่า “Choked Flow” เกิดขึ้นที่ช่องทางการไหลหรือเลยมาทางด้านปลายน้ำของวาล์ว  ซึ่งเป็นค่าที่แน่นอนค่าหนึ่งของอัตราส่วนความดันตกคร่อมวาล์วต่อความดันด้านทางเข้าวาล์ว  ซึ่งเราเรียกว่า “Pressure Recovery Factor”; FL2   โดยเดิมทีเราเรียก “Critical FlowFactor”2 ; Cf

รูปที่ 5-3 Choked Pressure Drop (DPch)

เมื่อนำสมการ (5-3) มาเขียนกราฟความสัมพันธ์จะได้ดังในรูปที่ 5-3  พบว่าก่อนที่จะเกิด Choked Flow ความชันของเส้นกราฟมีค่าคงที่เท่ากับ CV  และของไหลมีการไหลผ่านวาล์วด้วยอัตราการไหลที่แปรผันโดยตรงกับความดันตกคร่อมวาล์ว  แต่เมื่อเกิด Choked Flow ถึงแม้เราจะเพิ่มความดันตกคร่อมจากค่าความดันทางเข้าคงที่  อัตราการไหลผ่านวาล์วจะไม่เปลี่ยนแปลงใดๆ  ซึ่งจะเป็นไปตามข้อจำกัดของการใช้สมการ (5-4) ในการคำนวณหาขนาดวาล์ว

เมื่ออัตราการไหลเพิ่มสูงขึ้น ความดันเสียดทานสูญเสียในระบบเพิ่มสูงขึ้นนั้นเสมือนเป็นความดันที่เหลือให้วาล์วมีความดันตกคร่อมน้อยลงเมื่อเปิดวาล์วใช้งาน  ดังนั้นวาล์วจึงต้องมีค่า CV สูงเพื่อเพิ่มพื้นที่ไหลผ่านช่องทางการไหลให้มากและความดันตกคร่อมน้อยเพื่อชดเชยกับความดันตกคร่อมที่เหลือน้อยของระบบ และเหตุการณ์ในทางกลับกันเมื่อทำการปิดวาล์ว  ดังนั้นการคำนวณหาขนาดของวาล์วหรือการคำนวณหาค่า CV เพื่อหาวาล์วที่มีค่า  CV สอดรับกับความดันตกคร่อมที่มีอยู่ภายในระบบ เช่น ความดันจากปั๊มดังในรูปที่ 5-4  ด้วยเหตุนี้การพิจารณาเลือกชนิดวาล์วจึงต้องพิจารณา Flow Characteristic ของวาล์วให้สอดคล้องและสอดรับกับความดันตกคร่อมที่มีอยู่ภายในระบบ

รูปที่ 5-4  ความสัมพันธ์ CV ของวาล์วกับความดันตกคร่อมวาล์วที่มีอยู่ในระระบบ

รูปที่ 5-5  ความสัมพันธ์ภาพรวมชนิดวาล์วควบคุมกับ CV

ในการหาค่า C นั้น IEC 60534-2-3 กำหนดให้ทำการวัดค่าความดันก่อนทางเข้าวาล์วในตำแหน่งก่อนถึงวาล์ด้วยระยะ 2 เท่าขนาดท่อเป็น P1 และการวัดค่าความดันหลังทางออกวาล์วในตำแหน่งหลังวาล์ด้วยระยะ 6 เท่าขนาดท่อ ดังในรูปที่ 5-6

รูปที่ 5-6  ตำแหน่งวัดความดันในการทดสอบหา Valve Flow Coefficient (CV)

สัมประสิทธิ์ของวาล์ว (Flow Coefficient)

ก่อนปี ค.ศ. 1946 การคำนวณหาขนาดวาล์ควบคุมได้ใช้พื้นที่คอคอดของวาล์ว (Valve Orifice) ดังในสมการ (5-1) จากนั้นพัฒนาการจนกำเนิด Valve Flow Coefficient (CV) ซึ่งจะให้ผลที่แม่นยำกับของไหลในระบบท่อที่เป็น “น้ำ” แต่ในภาคอุตสาหกรรมของไหลภายในท่อมีของไหลหลายชนิดด้วยกันทั้งของเหลว ทั้งก๊าซ ทั้งของเหลวผสมกับก๊าซ ในของเหลวเองก็มีทั้งของเหลวชนิด Newtonian, Non-Newtonia เป็นต้น   การพัฒนาปรับปรุงการใช้ CV จึงต้องขยายขอบเขตให้ครอบคลุมความต้องการ ให้ใช้ได้กับของเหลวที่มีความถ่วงจำเพาะที่แตกต่างจาก “น้ำเย็น” จึงเป็นที่มาของตัวแปรแก้ไขค่า หรือสัมประสิทธิ์ของวาล์วหลายตัวตามมา

ภายหลังผ่านการใช้งาน CV มาพบว่าผลการคำนวณขนาดวาล์วในบางครั้งผิดพลาดมากและไม่สามารถหาเหตุผลมารองรับอธิบายได้  จนเริ่มแก้ไขปัญหาได้เมื่อปี ค.ศ. 1963  ได้มีการนำตัวแปรใหม่ที่เรียกว่า “Critical Flow Factor” ซึ่งต่อมาภายหลังได้เปลี่ยนชื่อมาเป็น “Liquid Pressure Recovery Factor; FL  เป็นตัวแปรบ่งบอกถึงจำนวนความดันฟื้นตัวซึ่งเกิดขึ้นทางด้านทางออกของวาล์วหรือ คอคอดที่เกิดจากการหรี่วาล์ว (Throttling Orifice) วาล์วที่มีการฟื้นตัวสูงจะมีค่า FL ต่ำ  ซึ่งจะบ่งบอกถึงของเหลวที่ไหลผ่านวาล์วอาจก่อให้เกิดการกลายเป็นไอได้ง่ายเนื่องจากความดันตกลงลึกและต่ำกว่าความดันไอของเหลว  สำหรับในกรณีที่ใช้กับก๊าซ  จะก่อให้เกิดความเร็วการไหลผ่านคอคอดที่เกิดจากการหรี่วาล์วมีความเร็วสูงเท่ากับกับเร็วเสียงหรือที่เรียกว่า Sonic Velocity ผลที่ตามมาทำให้มีอัตราการไหลต่ำกว่าที่คำนวณได้หากไม่นำ FL มาพิจารณา นั้นคือในทั้งการไหลของเหลวและก๊าซผ่านวาล์วควบคุมเกิดปรากฏการณ์ “Choked Flow” นั้นเอง (ดูรูปที่ 5-3)

ในปี ค.ศ. 1983 ได้มีการเพิ่มตัวแปรแก้ไขค่าอีก 2 ตัวคือ “Pressure Differential Factor of Control Valve; Xt ที่ตำแหน่งเกิดปรากฏการณ์ “Choked Flow”  ตัวแปรที่สองคือ “Expansion Factor; Y” เพื่อใช้เป็นตัวแปรแก้ไขค่าความหนาแน่นก๊าซบริเวณคอคอดวาล์ว (Orifice หรือ Restriction หรือ Throttling Orifice หรือ… เอาเป็นว่าช่องว่างระหว่างลิ้นวาล์วกับ Seat Ring ขณะวาล์วทำงานก็แล้วกัน)

นอกจากนี้ยังพบอีกว่าในกรณีติดตั้งวาล์วควบคุมซึ่งมีขนาดเล็กกว่าขนาดท่อ  หรือพูดอีกนัยหนึ่งว่าติดตั้งอยู่ระหว่างท่อข้อลด (Reducers) การคำนวณขนาดวาล์วควบคุมก็มีความคลาดเคลื่อนด้วยเช่นกัน  สาเหตุเกิดจากความดันตกคร่อมท่อข้อลดก่อนและหลังวาล์วควบคุมนั้นเองซึ่งให้ค่าต่ำกว่าความดันตกคร่อมวาล์วที่มีได้ (Available Pressure Drop) ของวาล์ว นั้นคือเลือกใช้ ∆P ผิด  ซึ่งเป็นข้อระวังในการเลือกใช้ ∆P คล้ายกับในกรณีของระบบปั๊มดังในรูปที่ 5-2   ดังนั้นในปี ค.ศ. 1968  จึงได้แก้ไขปัญหาดังกล่าวด้วยการนำตัวแปรแก้ไขค่าทีเรียกว่า “Piping Geometry Factor; Fp มาใช้

นอกจากนี้ได้มีการนำตัวแปรแก้ไขค่าเนื่องจากค่าความหนืดของไหลในระบบท่อซึ่งเรียกว่า “Reynolds Number Factor; FR มาใช้  จนในปี ค.ศ. 1993 ถูกพัฒนาปรับปรุงแก้ไขใหม่เพื่อเพิ่มความแม่นยำ

ตัวแปรแก้ไขค่าตัวสุดท้ายคือ “Liquid Pressure Ratio Factor; FF ถูกนำมาใช้เพื่อแก้ไขกับการไหลของเหลวที่เกิดปรากฏการณ์ Flashing หรือ Boiling

ตัวแปรอีกตัวแปรที่เราอาจเจอเป็นตัวแปรที่ใช้เหมือน CV เพียงแต่อยู่ในระบบหน่วน SI Unit  นั้นคือ KV

การคำนวณขนาดวาล์วควบคุม (CV ) สำหรับของเหลว

บนพื้นฐานของการสงวนพลังงานด้วย Bernoulli’ Equation และการสงวนมวลด้วย Continuity Equation  ดูรูปที่ 5-7  เมื่อของเหลวไหลเข้ามาในระบบท่อมีความดัน P1 เมื่อผ่านท่อข้อลดจะสูญเสียความดันเนื่องจากแรงเสียดทานระหว่างของเหลวกับท่อข้อลดทางเข้าวาล์ว  ความดันจะตกลงเล็กน้อยในขณะที่ความเร็วของเหลวจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย  เมื่อของเหลวไหลไหลผ่านวาล์วจะผ่าน  Orifice หรือ Restriction หรือ Throttling Orifice หรือช่องว่างระหว่างลิ้นวาล์วกับ Seat Ring ขณะวาล์วทำงาน  ซึ่งมีพื้นที่หน้าตัดลดลงจะทำให้ของเหลวเพิ่มความเร็วการไหลสูงขึ้นในขณะเดียวกันก็จะทำให้ความดันของเหลวลดลงด้วยเช่นกัน  ตำแหน่งที่เลยไปจากจุดนี้เล็กน้อยที่เรียกว่า Vena Contracta จะเป็นจุดที่มีความเร็วของเหลวมีค่าสูงสุดและความดันต่ำสุดที่เรียกว่า PVC  เมื่อของเหลวไหลต่อไปพื้นที่หน้าตัดท่อจะเพิ่มมากขึ้นความเร็วของเหลวจะเริ่มลดลงในขณะเดียวกันความดันจะกลับเพิ่มขึ้นตามมาจนผ่านท่อข้อลดทางด้านทางออกวาล์ว  พื้นที่หน้าตัดดก็เพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อยทำให้ความเร็วของเหลวลดลงและความดันเพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อยมีค่าเท่ากับ P2  นั้นเอง

จากความดันต่ำสุด PVC และความเร็วสูงสุดในตำแหน่ง Vena Contracta จนถึงความดันด้านทางออกวาล์ว P2 นั้นเป็นการเปลี่ยนรูปแบบพลังงานจลน์ไปเป็นพลังงานศักย์ หรือเรียกว่า Liquid Pressure Recovery ของวาล์วมีค่าเท่ากับ P2-PVC  และเราเรียกวาล์วที่มีค่า (P2-PVC)/(P1-P2) มากว่าเป็น วาล์วมีความดันฟื้นตัวสูง (High Recovery Valve)  ได้แก่ Rotary Valves, Gate Valves เป็นต้น  ในทางกลับกันหากวาล์วที่มีค่า (P2-PVC)/(P1-P2) น้อย จะเรียกว่าวาล์วมีความดันฟื้นตัวต่ำ (Low Recovery Valve)

รูปที่ 5-7  รูปแบบความดันของเหลวไหลผ่านวาล์ว

การคำนวณหาขนาดวาล์วควบคุมที่ใช้งานกับของเหลว พิจารณากำหนดสภาวะเงื่อนไขการทำงาน 1.) Turbulent, Non-Choked, 2.) Turbulent, Choked, 3.) Saturated Flow, 4.) Laminar (Viscous), 5.) Non-Newtonian  และ 6.) Two-Phase Flow  เพื่อสามารถเลือกใช้ตัวแปรแก้ไขค่าได้อย่างเหมาะสม  ในงานชั่งตวงวัดตามข้อกำหนดของกฏหมายเราทำการวัดของเหลวที่มีสถานะเดียว (Single Phase) เท่านั้น ดังนั้นตัด 6.) ไป   อีกทั้งงานที่เกี่ยวข้องของเหลว เช่น น้ำ ผลิตภัณฑ์ของเหลวปิโตรเลียม ล้วนเป็นของเหลวชนิด Newtonian  ดังนั้นตัด 5.) ไป  สำหรับงานซื้อขายของเหลวด้วยมาตรวัดปริมาตรของเหลวในงานชั่งตวงวัดตามข้อกำหนดของกฏหมายเรานั้นเป็นการดำเนินงานในเชิงพาณิชย์การไหลของเหลวในระบบท่อแทบ 100% เป็นการไหลในรูปแบบ Turbulent Flow ดังนั้นตัด 4.) และ 3.)  จึงเหลือ Turbulent, Non-Choked, หรือ Choked  ที่เราจะพิจารณา  เพราะที่เขียนมาทั้งหมดก็มากเกินพอสำหรับคนชั่งตวงวัดอย่างเรา…  แล้วไม่รู้ใครจะอ่านบาง…  อ่านแล้วจะเข้าใจหรือไม่อีกเรื่องหนึ่ง… ใครอ่านใครได้ !

การคำนวณขนาดวาล์วควบคุมควรทราบข้อมูลในเบื้องต้นอย่างน้อย ได้แก่

 

            เริ่มต้นด้วยใช้วาล์วควบคุมกับของเหลว, รูปแบบการไหลของเหลวผ่านวาล์วควบคุมแบบ Turbulent Flow, มีสภาวะไม่เกิด Nonvaporizing Flow Condition (Non-Choked Flow)

CV        =     Valve Flow Coefficient

q           =     อัตราการไหล; gpm, m3/h

P1          =     ความดันด้านทางเข้าวาล์ว ; psia, bar, kPa

P2         =     ความดันด้านทางออกวาล์ว ; psia, bar, kPa

N1         =     ตัวคูณสมการขึ้นอยู่กับการเลือกใช้หน่วยของตัวแปรต่างๆ ในสมการ  ดูรูปที่ 5-9

FP         =     Piping Geometry Factor

Gf          =     ค่าความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity) ของเหลวที่กำหนดอุณหภูมิคงที่ค่าหนึ่ง (น้ำที่ 60 °F มีค่า Gf เท่ากับ 1)

 

อัตราการไหลมวล (ผ่านวาล์วควบคุม)

CV     =     Valve Flow Coefficient

w      =     อัตราการไหลมวล; lb/h, kg/h

P1      =     ความดันด้านทางเข้าวาล์ว; psia, bar, kPa

P2      =     ความดันด้านทางออกวาล์ว; psia, bar, kPa

N6     =      ตัวคูณสมการขึ้นอยู่กับการเลือกใช้หน่วยของตัวแปรต่างๆ ในสมการ  ดูรูปที่ 5-9

FP      =     Piping Geometry Factor

g1      =     Specific Weight at upstream Conditions; lbm/ft3, kg/m3

 

การหาอัตราการไหลสูงสุดของเหลวภายใต้ Turbulent Flow, Vaporizing Flow Condition (Choked Flow) ของวาล์วในระบบท่อตรงซึ่งมีขนาดท่อเท่ากับขนาดของวาล์ว (ดูรูปที่ 5-8)

            Valve Reynolds Number; ReV

ReV       =     Valve Reynolds Number

CV         =     Valve Flow Coefficient

q            =     อัตราการไหล; gpm, m3/h

d            =     Valve Body Port Diameter; in, mm

Fd          =     Valve-style Modifier

FL          =       Liquid Pressure Recovery Factor

n(nu)     =     Kinematic Viscosity, Centistokes =10-6 m2/sec

N2 ,N4   =     ตัวคูณสมการขึ้นอยู่กับการเลือกใช้หน่วยของตัวแปรต่างๆ ในสมการ  ดูรูปที่ 5-9

รูปที่ 5-8  อัตราการไหลสูงสุดของเหลวภายใต้ Turbulent Flow, Vaporizing Flow Condition (Choked Flow)  ผ่านวาล์ว

เนื่องจาก CV ไม่ใช่ตัวแปรแบบ dimensionless จึงต้องมีการแปลงหน่วยเมื่อใช้สมการข้ามกันระหว่างหน่วนอังกฤษกับ SI Unit  โดยมีรูปที่ 5-9  เป็นตารางตัวคูณปรับแก้ไขการใช้หน่วยวัดที่ต่างกัน

รูปที่ 5-9  ตัวคูณสมการคำนวณหาขนาดวาล์วควบคุมที่ใช้กับของเหลว

หากเราพิจารณาสมการ (5-8)  และสมการ (5-12)  เราจะเห็นว่าค่า CV นั้นอยู่กับ FP  และ FL ตามลำดับ  หรือพูดอีกนัยหนึ่งก็คือในกรณีปกติอัตราการไหลผ่านวาล์ว (q) ขึ้นอยู่กับ CV· FP  แต่หาภายใต้การไหลแบบ Choked Flow  อัตราการไหลขึ้นอยู่กับ CV· FL แต่รูปแบบที่เราอาจคุ้นเคยมากและนำไปใช้ประโยนช์ในการเลือกขนาดและชนิดวาล์วจะอยู่ในรูป  CVFP/d2 และ CVFL/d2  ตามลำดับ

 

เริ่มขั้นตอนการคำนวณอัตราการไหลของเหลวผ่านวาล์ว

  1. เลือกและคำนวณหาความดันตกคร่อมวาล์ว ( ∆P )

ในทางปฏิบัติการเลือกใช้ P1 ที่เหมาะสมและถูกต้องกับระบบหรือกระบวนการนั้นๆ  เราสามารถใช้ Head Pressure ของปั๊มจากกราฟสมรรถนะ (Performance Curve) ของผู้ผลิต  ควรใช้ Head Pressure ของปั๊มให้สอดคล้องกับอัตราการไหลสูงสุดผ่านวาล์ว  และอย่าลืมนำค่า Static Head Pressure ณ. ตำแหน่งที่ติดตั้งปั๊มกับตำแหน่งติดตั้งวาล์วมาพิจารณาเพิ่มหรือลดด้วย  (ดูรูปที่ 5-1)

มีเทคนิคสำเร็จรูป (Rules of Thumb) แนะนำการเลือกใช้ขนาด ∆P ว่า  ให้เลือกใช้ ∆P

ก.       มีค่าสูงกว่า 5% ของความดันรวมของระบบ (Total system Pressure)   โดยความดันรวมของระบบมีค่าเท่ากับผลรวมของ Static Head Pressure และ Head Pressure ของปั๊มให้สอดคล้องกับอัตราการไหลสูงสุดผ่านวาล์ว และอาจรวมถึงความดันอื่นๆที่มีเพิ่มขึ้นทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแต่ละระบบหรือกระบวนการ   หรือ

ข.       มีค่าเท่ากับ 5 psi   สำหรับ Rotary Valve Control  หรือ

ค.       มีค่าเท่ากับ 10 psi สำหรับ Globe Valve

ทั้งนี้การเลือกให้ ∆P มีค่าเท่ากับ 5 psi  มาจากกรอบเงื่อนไขที่ว่าการออกแบบระบบท่อ  ความเร็วที่สูงสุดที่ยอมรับได้ภายในท่อสำหรับของเหลวมีค่าไม่เกิน 15 ft/sec (ซึ่งอาจจะมากกว่าที่กำหนดในรูปที่ 5-18 ที่กำหนดให้ไม่เกิน 10 ft/sec)สำหรับก๊าซมีค่าไม่เกิน 150 ft/sec ซึ่งสามารถนำมาเขียนกราฟความสัมพันธ์ระหว่าง Cd =CV/d2 กับ ∆P ดังในรูปที่ 5-10   โดยมีค่า Cd =CV/d2 = 17  (บนข้อสมมุติฐานของ Butterfly Valve เปิดที่ตำแหน่ง 60  องศา)

ยกตัวอย่างเช่น  ติดตั้ง Butterfly Valve  ขนาด 4 นิ้ว  เข้ากับท่อขนาด 6 นิ้ว  ด้วยเงื่อนไขค่า Cd =CV/d2 = 17  ดังนั้น CV=17.d2 = 272  นั้นหมายถึงความดันตกคร่อมวาล์วเพิ่มจาก 5 psi  จนถึง 25 psi  (ดูจากเส้นกราฟ Valve = LineSize) เมื่อของเหลวไหลในท่อ 6 นิ้วด้วยความเร็ว 15 ft/sec

ข้อควรระวังในการเลือกขนาดวาล์ว  ต้องไม่เลือกขนาดวาล์วเล็กกว่าขนาดท่อเกิน 2 เท่า  นั้นคือ  VALVE  ≥  ½ PIPE DIAM. ทั้งนี้เนื่องจากการรองรับความเค้นและความเครียด (Strain and Stress) จากระบบท่อที่กระทำต่อตัวเรือนวาล์วอาจมากจนเกินไปหากเลือกวาล์วที่ขนาดเล็กจนเกินไป

  1. คำนวณหาความดันตกคร่อมวาล์วที่ทำให้เกิด Choked Flow ในการไหลของเหลว หรือ Choked Pressure Drop (∆P ch)

∆P ch         =      Choked Pressure Drop; psi

FL             =     Liquid Pressure Recovery Factor

FF             =     Liquid Pressure Ratio Factor

PV            =     Vapor Pressure; psia, bar, kPa

P1             =     ความดันด้านทางเข้าวาล์ว; psia, bar, kPa

รูปที่ 5-10   กราฟความสัมพันธ์ระหว่าง Cd =CV/d2 กับ ∆P

Liquid Pressure Recovery Factor; FL

เป็นตัวแปรแก้ไขค่าใช้กับตัววาล์วที่ไม่ประกอบด้วยข้อต่อใดๆร่วมอยู่  ซึ่งตัวแปรนี้เป็นค่าที่ขึ้นอยู่กับอิทธิพลลักษณะรูปร่างการจัดสร้างภายในตัววาล์วว่ามีผลต่ออัตราการไหลเมื่อเกิด Choked Flow มากน้อยเพียงใด  เป็นตัวแปรบ่งบอกขนาดความดันฟื้นตัวของวาล์วเทียบกับความดันตกคร่อมวาล์ว

ค่า FL ยังถูกใช้ในการคำนวณหาความดันตกคร่อมที่ก่อให้เกิดของเหลวไหลด้วยความเร็วเสียงที่คอคอดของวาล์ว (Orifice) มีค่า

ด้วยเหตุนี้ค่า FL จึงมีหลายค่าขึ้นอยู่กับการออกแบบวาล์วในแต่ละชนิดดังในรูปที่ 5-11  และรูปที่ 5-12  ซึ่งในการคำนวณการเลือก FL จึงเสมือนเราเริ่มเลือกชนิดวาล์วกลายๆ

รูปที่ 5-11   FL จึงมีหลายค่าขึ้นอยู่กับการออกแบบวาล์วในแต่ละชนิด

รูปที่ 5-12   ค่า Liquid Pressure Recovery Factor; FL กับชนิดวาล์ว

รูปที่ 5-13  ค่า; FL ,  Fi ,  Fd กับชนิดวาล์ว

รูปที่ 5-14  ค่า; FL ,Fi ,Fd กับชนิดวาล์ว

Liquid (Critical) Pressure Ratio Factor; FF

 

สำหรับการไหลที่ยังไม่เกิด Choked Flow หรือของเหลวกลายเป็นไอนั้นความดันที่ Vena Contracta (Pvc) สามารถทำนายได้จากค่าความดันด้านทางออกของวาล์ว P2 เพราะความดันฟื้นตัวของวาล์วมีค่าสัดส่วนคงที่เมื่อเทียบกับความดันตกที่ Vena Contracta แต่เมื่อเกิดเงื่อนไข Choked Flow ภายในวาล์วความสัมพันธ์ระหว่าง P2 กับ Pvc จึงไม่มีอีกต่อไป  ประกอบกับความสลับซับซ้อนของรูปร่างภายในตัวเรือนวาล์วทำให้การทดสอบและวัดค่าความดันที่ Vena Contracta (Pvc) เป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้  ISA จึงใช้ Liquid (Critical) Pressure Ratio Factor; FF  ซึ่งเป็นสัดส่วนระหว่าง Apparent Vena Contracta Pressure ภายใต้สภาวะ Choked Flow เทียบกับความดันไอของเหลวที่อุณหภูมิทางเข้าวาล์ว  ในการทำนายหรือประมาณค่า Pvc สำหรับสภาวะเงื่อนไขการไหลของเหลวที่อิ่มตัว (Saturate Liquid Flow)

เมื่อค่าประมาณของ FF  บนพื้นฐานที่ว่าของเหลวอยู่ในสถานะสมดุลทางเทอร์โมไดนามิกส์ (ซึ่งในทางเป็นจริงไม่ได้สมดุลขณะเกิด Choked Flow)  มีค่า

PV      =     Vapor Pressure ที่อุณหภูมิขาเข้าวาล์ว; psia, bar, kPa

Pc         =     Critical Pressure ที่อุณหภูมิขาเข้าวาล์ว (ดูรูปที่ 5-15 และรูปที่ 5-16); psia, bar, kPa

รูปที่ 5-15 Critical Temperature Tc  และ Critical Pressure Pc ของของเหลว

เราก็สามารถคำนวณ Choked Pressure Drop (∆Pch) ในสมการ (5-15) ได้

จากนั้นทำการพิจารณาความดันตกคร่อมวาล์ว (∆P) และ Choked Pressure Drop (∆Pch)  เพื่อเลือกใช้เป็นความดันตกคร่อมวาล์วที่มีได้ (Allowable Sizing Drop  หรือ Allowable Pressure Drop (∆Pa)) ที่แต่ละเงื่อนไขการทำงาน (∆Pa) แทนในสมการ (5-8.1)

นอกจากนี้เรายังสามารถหาค่าความดันตกคร่อมวาล์วที่อาจเป็นจุดเริ่มต้นของการเกิด Cavitation หรือที่เรียกว่า Incipient Cavitation  (∆P incipient cavitation) ด้วยสมการ

รูปที่ 5-16 Critical Pressure Pc ของของเหลว
  1. หาค่า Specific Gravity (Gf) โดยเลือกค่าความถ่วงจำเพาะที่สภาวะอุณหภูมิทำงานจริง (Operating Temperature) นั้นคือ

โดยอุณหภูมิน้ำที่ 60 °F มีค่าความหนาแน่นเท่ากับ  62.37 lb/ft3

  1. คำนวณค่าประมาณการCV ที่ต้องการ  โดยสมมุตให้ Piping Geometry Factor (FP) มีค่าเท่ากับ 1 ในสมการ (5-8)  เขียนสมการใหม่ได้ว่า
  2. ประมาณการขนาดวาล์วควบคุม โดยยึดเอาค่า CV ที่คำนวณได้จาก สมการ (5-8.1) ไปเปิดตาราง Catalog ของผู้ผลิตวาล์ว  โดยให้เลือกขนาดวาล์วที่เล็กที่สุดที่มีค่ามากกว่า CV ที่คำนวณได้เล็กน้อยพอประมาณ  เราจะได้ค่า d ของวาล์ว
  3. คำนวณค่า Valve Reynolds Number (ReV)  โดยใช้สมการ (5-13) เพื่อให้แน่ใจว่าการไหลของเหลวในระบบท่อและผ่านวาล์วเป็นการไหลรูปแบบ Turbulent Flow6.1.     ใช้ค่า Fd  ที่สอดคล้องกับ FL  ที่ประมาณในขั้นตอนที่ 26.2.     ใช้ค่า CV จากในสมการ (5-8.1)6.3.     ใช้ค่า d  จากขั้นตอนที่  56.4.     ใช้ค่า q  เช่นเดียวกับในขั้นตอนที่ 4

    6.5.       ถ้าค่า Re > 40,000  ถือว่าการไหลของเหลวภายในวาล์วเป็น Turbulent Flow  ดำเนินการคำนวณต่อไป  โดยให้ Valve Reynolds Number Factor; FR มีค่าเท่ากับ 1

    6.6.       ถ้าค่า ReV    40,000  ถือว่าการไหลของเหลวภายในวาล์วเป็น Laminar หรือ Transition Flow ให้สิ้นสุดการคำนวณ  ต้องเลือกข้อสมมุติฐานใหม่ต่างจาก “ของเหลว, Turbulent Flow

    รูปที่ 5-17 Valve Reynolds Number Factor; FR
  4. กำหนดค่า Piping Geometry Factor (FP) จาก Catalog ของผู้ผลิตวาล์วโดยให้มีค่าสอดคล้องกับชนิดวาล์วจากการเลือก Liquid Pressure Recovery Factor; FL ในขั้นตอนที่ 2 และขนาดวาล์วจากการเลือกไว้ในขั้นตอนที่ 5  หากไม่มีข้อมูลให้คำนวณหาค่า FP โดยประมาณดังนี้

 

Piping Geometry Factor; FP

ดูรูปที่ 5-7  เนื่องจากตัวแปรแก้ไขค่าตัวนี้ใช้แก้ไขผลกระทบของระบบท่อก่อนและหลังทางเข้าวาล์วซึ่งจะมีผลกระทบต่อการไหลของเหลวและส่งผลกระทบไปถึง Capacity ของวาล์ว  ดังนั้นหากมีข้อลดและท่อขยายก่อนและหลังเข้าวาล์วดังในรูปที่ 5-7 ต้องคำนวณหาค่า FP   แต่ถ้าหากขนาดท่อทางเข้าและท่อทางออกวาล์วมีขนาดเดียวกับขนาดวาล์ว (ไม่มีท่อข้อลด/เพิ่ม) แล้วค่า FP จะมีค่าเท่ากับ 1  ซึ่งแสดงว่าระบบท่อทางเข้าและท่อทางออกดังกล่าวไม่มีผลต่อค่า CV

เพราะเมื่อมีท่อข้อลดก่อนทางเข้าวาล์วความเร็วของเหลวจะเพิ่มสูงขึ้นก่อนเข้าวาล์วเนื่องจากพื้นที่หน้าตัดข้อลดลงความดันก็จะลดลง  และเมื่อของเหลวออกจากวาล์วเข้าสู่ท่อข้อเพิ่มความเร็วของเหลวจะลดลงโดยความดันจะเพิ่มขึ้นเพราะพื้นที่หน้าตัดท่อข้อเพิ่มมีขนาดเพิ่มขึ้น  ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานไปในขั้นตอนการไหลผ่านระบบท่อดังกล่าว จึงต้องคำนวณหาค่า FP

โดย   เป็นผลรวมของ The effective velocity head coefficients อันเนื่องมาจากท่อข้อลดก่อนทางเข้าวาล์วและท่อข้อเพิ่มหลังทางออกวาล์ว

K1      =     สัมประสิทธิความเสียดทานของท่อลดก่อนทางเข้าวาล์ว

K2      =     สัมประสิทธิความเสียดทานของท่อขยายหลังทางออกวาล์ว

KB1     =     Bernoulli Coefficients ของท่อลดก่อนทางเข้าวาล์ว

KB2     =     Bernoulli Coefficients ของท่อขยายหลังทางออกวาล์ว

ทั้งนี้ Bernoulli Coefficients ในสมการ (5-23) ทำหน้าที่ชดเชยการเปลี่ยนแปลงความเร็วและความดันของเหลวเมื่อไหลผ่านท่อข้อลดหรือท่อข้อเพิ่มแล้วเกิดการสูญเสียพลังงานของระบบไปนั้นเอง

แต่ถ้าหากข้อต่อท่อ (Fitting) พวกข้องอ (Elbow) หรือวาล์วแบบปิด-เปิดถูกติดตั้งใกล้กับวาล์วควบคุม ย่อมส่งผลกระทบต่อรูปแบบการไหลอีกทั้งจะไปลด Capacity ของวาล์ว  ซึ่ง ISA ยังไม่มีขั้นตอนหรือกำหนดตัวแปรแก้ไขค่าปรับลด CV แต่อย่างใด

กรณีขนาดวาล์วเล็กกว่าขนาดท่อ

กรณีขนาดวาล์วใหญ่ว่าขนาดท่อ

d        =     Valve body port diameter

D1      =     เส้นผ่านศูนย์กลางภายในท่อทางเข้าวาล์ว

D2      =     เส้นผ่านศูนย์กลางภายในท่อทางออกวาล์ว

 

  1. คำนวณหาค่าสุดท้ายของCV

โดยใช้ FP จากสมการ (5-22)   นอกจากนี้

ก.       ค่า CV ที่คำนวณได้ควรมีค่าน้อยกว่า 80% ของค่า CV ของวาล์วที่เลือกไว้  หรือเลือกวาล์วที่มีค่า CV สูงกว่าค่า CV ที่คำนวณได้อย่างน้อย 20 %   เพราะวาล์วควบคุมควรทำงานในช่วง 20% – 80% ของ Cของวาล์วที่เลือกไว้หากไม่มี Positioner ติดตั้งเข้ากับวาล์วควบคุม

ข.       เลือกค่า CV ที่ต้องการต่ำสุดให้เกิดขึ้นที่ตำแหน่งสูงกว่า 5% ของ Valve Travel หรือ Valve Stroke จากแค็ดตาล็อกผู้ผลิตวาล์ว

9. คำนวณความเร็วการไหลของเหลวด้านทางออกวาล์ว  พิจารณาว่าความเร็วของเหลวสูงกว่าที่ยอมรับได้หรือไม่  หากของเหลวมีความเร็วการไหลสูงเกินไปให้เพิ่มขนาดวาล์วให้ใหญ่ขึ้น

V       =     ความเร็วของเหลวด้านทางออกวาล์ว

q        =     อัตราการไหลของเหลว

AV      =     พื้นที่ของช่องทางการไหลด้านทางออกของตัวเรือนวาล์ว

รูปที่ 5-18   ISA™ Fluid Energy – Acceptance Criteria
  1. คำนวณหาค่าCV อีกครั้งหลังจากปรับขนาดวาล์ว
  2. เลือก Trim Number

 

ตัวอย่าง

คำนวณหาขนาดวาล์วควบคุมสำหรับใช้

ชนิดของเหลว                                                            น้ำ

Critical Pressure (PC)                                             3,206.2 psia

อุณภูมิของเหลวที่สภาวะการใช้งาน                          250 F

ความดันด้านทางเข้าวาล์ว                                         314.7 psia

ความดันด้านทางออกวาล์ว                                        104.7 psia

Specific Gravity                                                       0.94

Valve Action                                                             Flow-to-Open

ระบบท่อที่วาล์วติดตั้งขนาด                                      4 นิ้ว, Class 600

อัตราการไหล                                                             500 gpm

Vapor Pressure (PV)                                               30 psia

Kinematic Viscosity (n)                                         0.014 centistokes

Flow Characteristic                                                Equal Percentage

 

  1. เลือกและคำนวณหาความดันตกคร่อมวาล์ว ( ∆P)
  2. คำนวณหาความดันตกคร่อมวาล์วที่ทำให้เกิด Choked Flow ในการไหลของเหลว หรือ Choked Pressure Drop  ( ∆Pch )a.  หา Liquid Pressure Recovery Factor; FL ใช้รูปที่ 5-13  เพื่อเลือกวาล์วชนิด Globe Valve, Flow-under, Full Area ได้ FL=0.90

b.  ประเมินFF จาก

ดังนั้น Choked Pressure Drop (∆P ch)

ตรวจสอบ:   ถ้า ∆P ch> ∆P .แสดงว่าไม่มี Choked Flow เกิดขึ้นในของเหลวไหลผ่านวาล์วให้เลือกใช้ ∆P เป็น  ∆P a และแทนเป็นค่า  P1 – P2  ในแทนสมการ (5-8.1)

c. ประเมินFi จากใช้รูปที่ 5-12 หรือรูปที่ 5-13 หาค่า  Fi ที่สอดคล้องกับวาล์วชนิด Globe Valve, Flow-under  ได้  F= 0.90  ได้ว่า F= 0.81

ดังนั้น Incipient Cavitation  ( ∆P incipient cavitation)

พบว่า  ∆P incipient cavitation < ∆P .แสดงว่าเกิด Cavitation  ภายใต้ไม่เกิด Choked Flow เกิดขึ้นในของเหลวไหลผ่านวาล์ว  การเลือกวัสดุของลิ้นวาล์วและ Seat Ring (Trim) ให้มีความแข็งทนทานต่อการเกิด Cavitation ต้องดำเนินการด้วยความรอบคอบ

3. หาค่า Specific Gravity (Gf) โดยเลือกค่าความถ่วงจำเพาะที่สภาวะอุณหภูมิทำงานจริง (Operating Temperature) Gf  = 0.94

4. คำนวณค่าประมาณการ CV ที่ต้องการ  โดยสมมุตให้ Piping Geometry Factor (FP) มีค่าเท่ากับ 1,  ∆P = Pa

5. ประมาณการขนาดวาล์วควบคุม  โดยยึดเอาค่า CV ที่คำนวณได้จาก สมการ (5-8.1) ไปเปิดตาราง Catalog ของผู้ผลิตวาล์ว  โดยให้เลือกขนาดวาล์วที่เล็กที่สุดที่มีค่ามากกว่า CV  ที่คำนวณได้เล็กน้อยพอประมาณ  เราจะได้ค่า d ของวาล์ว

ดูรูปที่ 5-19  เลือกผู้ผลิตวาล์วยี้ห้อ Valtek  รุ่น  Mark One, Flow-under (ของเหลวเข้าทางใต้ลิ้นวาล์ว) มี Flow Characteristic แบบ Equal Percentage ชั้นทนความดัน Class 600 เลือกวาล์วที่มีขนาดเล็กที่สุดที่มีค่าใกล้เคียง CV ที่คำนวณได้  CV= 33.4  เราเลือกวาล์วขนาด 2 นิ้วค่า CV ที่วาล์วเปิดเต็มที่ 100% มีค่า CV = 34

6. คำนวณค่า Valve Reynolds Number (ReV)

a.       ใช้ค่า Fd ที่สอดคล้องกับ FL ที่ประมาณจากรูปที่ 5-13 หาค่า สอดคล้องกับวาล์วชนิด Globe Valve, Flow-under ได้  F= 0.90, F= 0.81จะได้  Fd= 1.0
b.       ใช้ค่า CV  =  33.4
c.        ใช้ค่าขนาดวาล์ว  d = 2  นิ้ว
d.       ใช้ค่า q  = 500 gpm
e.       ตรวจสอบหน่วยที่ใช้ในสมการจากรูปที่ 5-9 N2 = 890, N4 = 17,300
รูปที่ 5-19   Catalog ผู้ผลิตวาล์วยี่ห้อ Valtek

พบว่าค่า ReV > 40,000  จึงถือว่าการไหลของเหลวภายในวาล์วเป็น Turbulent Flow  ดำเนินการคำนวณต่อไป  โดยให้ Valve Reynolds Number Factor; FR = 1
7.  คำนวณ Piping Geometry Factor (FP) จาก Catalog ของผู้ผลิตวาล์วโดยให้มีค่าสอดคล้องกับชนิดวาล์วจากการเลือก Liquid Pressure Recovery Factor; FL ในขั้นตอน 2 และขนาดวาล์วจากการเลือกไว้ในขั้นตอนที่ 5  หากไม่มีข้อมูลให้คำนวณหาค่า FP โดยประมาณ
แทนค่า
8.  คำนวณหาค่าสุดท้ายของ CV
9.  คำนวณความเร็วด้านทางออกวาล์ว   วาล์วขนาด 2 นิ้วชั้นทนความดัน  Class 600  มีพื้นที่ทางออกวาล์ว  3.14 in2  (จากรูปที่ 5-21)
พิจารณาว่าความเร็วของเหลวสูงกว่าที่ยอมรับได้หรือไม่เทียบกับความเร็วที่ยอมรับได้ในรูปที่ 5-18   ซึ่งยอมให้ความเร็วของเหลวด้านทางออกวาล์วไม่ควรมีค่าเกิน 100 ft/sec  งานนี้จึงยอมรับได้เพราะความเร็วด้านทางออกวาล์วคำนวณได้ 50 ft/sec ไม่เกิน 100 ft/sec
10.      เนื่องจาก  ∆P incipient  cavitation  <   ∆P  แสดงว่าเกิด Cavitation ภายใต้สถานะการณ์ไม่เกิด Choked Flow เกิดขึ้นในของเหลวไหลผ่านวาล์ว  ดังนั้นเพื่อบรรเทาปัญหาเรื่อง Cavitation จึงทำการเพิ่มขนาดวาล์วจาก 2 นิ้วไปเป็น 3 นิ้ว จากนั้นเริ่มคำนวณตามขั้นตอนหาค่า CV อีกครั้งหลังจากปรับขนาดวาล์วตามขั้นตอน 7 – ขั้นตอน 8
          a.     ขั้นตอน 7:   Piping Geometry Factor (FP) 3 นิ้ว ,FP= 1.0
          b.    ขั้นตอน 8:   CV 3 นิ้ว , C= 33.4
ดูรูปที่ 5-19  เลือกผู้ผลิตวาล์วยี้ห้อ Valtek  รุ่น  Mark One, Flow-under (ของเหลวเข้าทางใต้ลิ้นวาล์ว) มี Flow Characteristic แบบ Equal Percentage ชั้นทนความดัน Class 600  เลือกวาล์วขนาด 3 นิ้วค่า CV ที่วาล์วเปิดเต็มที่ 100% มีค่า CV= 34 , Trim Number 1.25
พิจารณาว่าความเร็วของเหลวสูงกว่าที่ยอมรับได้หรือไม่เทียบกับความเร็วที่ยอมรับได้ในรูปที่ 5-18
11.  การเลือกชนิดและวัสดุ Trim ของวาล์ต้องเลือกใช้ให้เหมาะสมและแข็งเพียงพอเพราะต้องใช้ไปต่อสู้กับ Cavitiation ที่เกิดขึ้นนั้นเอง
       การเลือกวาล์วทั้งชนิดและขนาดอาจมีมิติเรื่องค่าใช้จ่ายเข้ามาเกี่ยวข้อง การซ่อมบำรุง Spare parts ระบบการควบคุม ฯลฯ ที่ต้องคำนึงถึงและใช้ประกอบการพิจารณาเราจะไม่คุยกันในที่นี้
รูปที่ 5-20   พื้นที่หน้าตัดภายในท่อตามขนาดและชั้นความหนา

รูปที่ 5-21   พื้นที่ทางออกวาล์วโดยผู้ผลิตวาล์วยี่ห้อ Valtek

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *