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Swagelok Hamburg

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Richtiges interpretieren von Druckregler-Durchflussdiagrammen

Dombelasteter Druckregler

Lesen von Druckregler-Durchflussdiagrammen (Teil 2)

Richtig interpretiert?

Augen auf beim Lesen von Druckregler-Durchflussdiagrammen: Es ist von Bedeutung, ob man eine Durchflusskurve von links nach rechts oder von rechts nach links liest. Beim Lesen von links nach rechts nimmt der Durchfluss zu, beim Lesen von rechts nach links nimmt er ab. Je nachdem, ob der Durchfluss zunimmt oder abnimmt, sieht die Kurve unterschiedlich aus. Der Ausgangsdruck folgt nicht derselben „Abfalllinie“ und endet nicht am ursprünglichen Einstelldruck.

Hysterese kann zu Verwirrungen führen

Dieses Phänomen heißt Hysterese. Die obere Linie gilt für abnehmenden Durchfluss, während die untere Linie für zunehmenden Durchfluss gilt. Hysterese, ein Resultat von dynamischen Reibekräften innerhalb des Druckreglers, hat in der Regel keine Bedeutung bei der Beurteilung der Leistung eines Druckreglers. Allerdings kann Hysterese während des Systembetriebs zu Verwirrungen führen.

Hysterese Diagramm für Druckregler

Angenommen, ein System wird vom Bediener auf einen Ausgangsdruck von 3,4 bar bei 3.115 l/min eingestellt. Am nächsten Tag fällt dem Bediener auf, dass der Druck nun 3,48 bar, aber der Durchfluss weiterhin 3.115 l/min beträgt. Der Grund hierfür ist die Hysterese. Es ist wahrscheinlich, dass irgendetwas im System vorübergehend einen höheren Durchflussbedarf nach dem Druckregler erzeugt hat. Wenn man sich die Kurve von links nach rechts ansieht, wurde der Ausgangsdruck vom vorübergehenden Durchflussanstieg leicht gesenkt. Als der Durchflussbedarf wieder auf 3.115 l/min sank, führte Hysterese dazu, dass der Ausgangsdruck zu einem leicht höheren Punkt als die ursprüngliche Einstellung zurückkehrte. Dieses Szenario zeigt, dass Bediener die Systeme immer wieder überprüfen müssen, um sicherzustellen, dass Druckregler auf die richtigen Ausgangsdrücke eingestellt sind. Empfehlenswert ist es, den Eingangsdruck von einem niedrigeren Druck her einzustellen. Darüber hinaus hat es sich bewährt, Manometer in einem System einzusetzen, um eine bessere Feineinstellung der Druckreglereinstellungen vornehmen zu können und die gewünschten Betriebsdrücke zu erreichen.

Vordruckregler und Akkumulation

Auf Durchflusskurven für Vordruckregler wird ein als Akkumulation bekanntes Phänomen sichtbar. Dies ist das Gegenteil der Regeldifferenz (Drop). Da ein Vordruckregler den Eingangsdruck regelt, nimmt der Druck mit zunehmendem Durchfluss zu und nicht ab, wie es bei einem Druckminderungsregler der Fall ist. Es kommt zu diesem Phänomen, da der Vordruckregler als Hindernis agiert und den Durchfluss am Eingang begrenzt. Sie haben dasselbe Ziel, wie bei einem Druckminderungsregler: aus dem geraden Teil der Kurve zu operieren.

Durchflusskurve für Vordruckregler

Fazit: Bei der Auswahl eines Druckreglers für die jeweilige Anwendung sollte die Durchflusskurve, nicht der Durchflusskoeffizient Cv zu Rate gezogen werden. Es muss sichergestellt sein, dass man sich die richtige Kurve ansieht. Spiegelt sie den Druck wider, auf den der Druckregler eingestellt werden soll? Spiegelt sie den richtigen Eingangsdruckbereich wider? Wird mit den richtigen Einheiten gearbeitet? Müssen irgendwelche Korrekturen berechnet werden, falls es sich bei dem Systemmedium um ein Gas handelt? Nachdem diese Fragen beantwortet wurden, kann man beginnen, mit der Kurve zu arbeiten. Dazu muss der Durchflussbereich identifiziert werden, den man im System erwartet. Anhand dieses Bereichs kann man der Kurve entnehmen, welche Drücke der Druckregler aufrechterhalten kann. Idealerweise sollte der Druckregler auf dem relativ flachen Teil der Kurve betrieben werden. In diesem Bereich funktioniert der Druckregler am beständigsten. Der Druckregler sollte nicht an den äußeren Enden der Kurve betrieben werden, wo es zu unerwünschten Zustände kommt.

Druckregler-Durchflussdiagramme

Akkumulation: Zunahme des Eingangsdrucks, der erforderlich ist, um eine bestimmte Durchflussrate für einen Vordruckregler zu erhalten Hysterese: Unterschied zwischen Durchflusskurven für zunehmenden und abnehmenden Durchfluss Lock-up: Ausgangsdruckanstieg, zu dem es kommt, wenn der Durchfluss auf 0 gesenkt wird Sitz-Lastabfall (Druckabfall bei Öffnung): anfänglicher Druckabfall, zu dem es kommt, wenn der Druckregler von einem Zustand ohne Durchfluss startet Gesperrter Flussbereich: Bereich einer Durchflusskurve, in dem der Durchflussbedarf größer ist als die Druckregelungskapazität des Druckreglers Regeldifferenz: Änderung des Ausgangsdrucks vom Einstelldruck, zu der es kommt, wenn sich die Durchflussrate bei einem Druckminderungsregler erhöht

Entscheider-Facts: Für Anwender

  • Bei der Auswahl eines Druckreglers für die jeweilige Anwendung sollte die Durchflusskurve und nicht der Durchflusskoeffizient Cv zu Rate gezogen werden.
  • Von großer Wichtigkeit ist, sich die für den individuellen Fall passende Kurve anzusehen. Die Kurve muss den richtigen Druck widerspiegeln, auf den der Druckregler eingestellt werden soll.
  • Darüber hinaus sollten die richtigen Einheiten verwendet werden.

Mehr über Druckregler von Swagelok erfahren Sie hier.

Autor: Bill Menz, Manager Field Engineering Swagelok Company

Quelle: http://www.chemietechnik.de/texte/anzeigen/118525/Armaturen/Armaturen/Lesen-von-Druckregler-Durchflussdiagrammen-Teil-2/Druckregler-Durchfluss-Durchflussregler-Swagelok+Swagelok-Europe