Experimentální analýza statických a dynamických vlastností zpětných klapek

Experimental analysis of static and dynamic properties of the check valves

conference paper

en

The check valves play an important role in safety and reliability of many technologies using liquid or gas flow. Check valves are elements of the hydraulic system enabling the one-way flow without a significant pressure loss and preventing the reverse flow. The ideal check valve should have an acceptable pressure loss and, when closed, there should be no undesirable dynamic phenomena like water hammer or slam. The static properties describe energy losses of the check valve, and the producers provide them as a standard. The static properties can be defined either in an experimental way or using the CFD analysis. The dynamic properties of the check valve express a relation between the maximum reverse velocity and water column deceleration. Unfortunately, the definition of dynamic properties can be obtained only experimentally, and for small pipe diameters. It is very demanding, time consuming and expensive to define the dynamic characteristic so it is why the producers do not offer it as a standard. The article deals with static and dynamic properties of different check valves with different closing principles. There was built a testing hydraulic circuit with the pipe diameter DN 100, that enables the simulation of check valve slam during the flow reversing. The attention was paid to the definition of flow deceleration, which is rather problematic and usually defined in a different way for each lab.

Zpětná klapka hraje důležitou roli v bezpečnosti a spolehlivosti mnoha technologií, ve kterých dochází k proudění tekutiny. Zpětné klapky jsou prvky umožňující proudění jedním směrem bez významných tlakových ztrát a zabraňují zpětnému toku. Ideální zpětná klapka by měla mít přijatelnou tlakovou ztrátu a neměla by vyvolávat nechtěné dynamické jevy (např. vodní ráz) při uzavření. Statická charakteristika popisuje energetické ztráty klapky a výrobci ji standardně dodávají. Charakteristika může být stanovena na základě fyzického měření nebo pomocí CFD simulace. Dynamická charakteristika zpětné klapky popisuje vztah mezi maximální rychlostí zpětného proudění a zpomalením vodního sloupce. Bohužel, dynamická charakteristika může být stanovena pouze experimentálně u prvků malých světlostí. Výrobci dynamickou charakteristiku běžně nedodávají, protože měření je velmi náročné a nákladné. Ve článku jsou uvedeny statické a dynamické charakteristiky různých zpětných armatur s různými principy zavírání. Byla postavena trať pro testovaní dynamických vlastností těchto armatur o světlosti DN 100. Pozornost byla věnována i definici zpomalení proudění, která je problematická a každá laboratoř má vlastní definici.

The check valves play an important role in safety and reliability of many technologies using liquid or gas flow. Check valves are elements of the hydraulic system enabling the one-way flow without a significant pressure loss and preventing the reverse flow. The ideal check valve should have an acceptable pressure loss and, when closed, there should be no undesirable dynamic phenomena like water hammer or slam. The static properties describe energy losses of the check valve, and the producers provide them as a standard. The static properties can be defined either in an experimental way or using the CFD analysis. The dynamic properties of the check valve express a relation between the maximum reverse velocity and water column deceleration. Unfortunately, the definition of dynamic properties can be obtained only experimentally, and for small pipe diameters. It is very demanding, time consuming and expensive to define the dynamic characteristic so it is why the producers do not offer it as a standard. The article deals with static and dynamic properties of different check valves with different closing principles. There was built a testing hydraulic circuit with the pipe diameter DN 100, that enables the simulation of check valve slam during the flow reversing. The attention was paid to the definition of flow deceleration, which is rather problematic and usually defined in a different way for each lab.

práskání zpětné klapky, dynamická charakteristika, statická charakteristika, experiment

check valve slam, dynamic characteristics, static characteristics, experiment

28.06.2019

EDP Sciences

2100-014X

EPJ Web of Conferences

213

1

1–8

8