Підбір арматури за пропускною здатністю

Промислова трубопровідна арматура виконує ключову функцію у керуванні потоками рідин, газів і пари. Один із найважливіших параметрів при її виборі — пропускна здатність, або умовна витрата середовища, яка може проходити через арматуру за одиницю часу без надмірного падіння тиску. Невірний підбір арматури за цим критерієм призводить до зниження ефективності системи, надмірного зносу обладнання та збільшення енерговитрат.

Як правильно здійснювати підбір арматури за пропускною здатністю, які формули використовуються, що таке коефіцієнт Kv та як уникнути поширених помилок.

Що таке пропускна здатність трубопровідної арматури?

Пропускна здатність — це здатність арматури пропускати певний об’єм середовища за одиницю часу. Вона визначається конструктивними особливостями затвора, типом арматури, діаметром умовного проходу, формою прохідного каналу та ступенем відкриття.

Найчастіше пропускна здатність характеризується коефіцієнтом Kv — це об’єм води (в м³/год), який проходить через арматуру при перепаді тиску 1 бар і температурі 20 °C.

Основна формула розрахунку

Щоб підібрати арматуру за пропускною здатністю, використовується наступна формула:де:

Kv — коефіцієнт пропускної здатності;
Q — витрата рідини (м³/год);
ΔP — перепад тиску на арматурі (бар).

Для газів формула дещо ускладнюється:де:

Q — витрата газу (м³/год);
T — температура (K);
p₁ — тиск на вході (бар);
ΔP — перепад тиску (бар).

Приклад розрахунку для води

Умова: Потрібно пропустити 20 м³/год води при перепаді тиску 0.5 бар.

Отже, необхідно обирати арматуру з Kv не менше ніж 28.3.

Фактори, які впливають на пропускну здатність

Тип арматури

Кульові крани мають високу пропускну здатність.
Засувки та дискові затвори — середню.
Голчасті клапани — низьку (використовуються для точного регулювання).

Конструкція прохідного каналу

Прямоточна конструкція має мінімальні втрати.
S-подібна або кутова — знижує Kv.

Стан внутрішньої поверхні

Накопичення відкладень, корозія — зменшують пропускну здатність.

Ступінь відкриття

Частково відкрита арматура має суттєво нижче Kv.

Практичні поради з підбору

Використовуйте паспортні дані виробника
Не розраховуйте Kv на око — звертайтесь до технічної документації.
Завжди враховуйте запас
Рекомендується обирати арматуру з Kv на 10–20% вищим за розрахунковий, щоб уникнути режиму на межі.
Не збільшуйте діаметр без потреби
Занадто велика арматура погіршить регулювання та може спричинити гідроудари.
Враховуйте тип середовища
Для в’язких рідин або агресивних газів потрібно робити поправки до розрахунку або використовувати спеціалізовану арматуру.
Перевіряйте режим потоку
Ламінарний чи турбулентний режим впливає на втрати тиску. Особливо це критично для малих діаметрів.

Можливо вас зацікавить Що таке дисковий затвор

Таблиця орієнтовних Kv для різних типів арматури

Тип арматури	Умовний прохід (DN)	Kv (м³/год)
Кульовий кран	50	≈ 50
Засувка	50	≈ 40
Дисковий затвор	50	≈ 35
Регулюючий клапан	50	≈ 20–30
Голчастий клапан	50	≈ 5–10

📌 Примітка: Значення можуть відрізнятись залежно від виробника.

Типові помилки при підборі

Ігнорування перепаду тиску — особливо критично у великих системах.
Переоцінка Kv — призводить до недостатнього керування потоком.
Вибір арматури без урахування температури — Kv залежить від густини середовища.
Підбір “на око” без розрахунку — ризик передчасного зносу системи.

Коли варто використовувати комп’ютерні програми?

Складні системи з великою кількістю арматури, змінним тиском і температурою потребують спеціалізованого ПЗ (наприклад, Valvesizing, FluidFlow, Autodesk Plant 3D). Такі програми автоматично враховують:

тип середовища;
змінні режими роботи;
втрати в трубопроводі.