Capacité des control valves
Les valves doivent être évaluées selon leur capacité à laisser passer un fluide. Pour permettre une comparaison équitable, les valves sont dimensionnées selon un indice de capacité ou un coefficient de débit. Ce tutoriel explique les différents types de coefficients de débit utilisés, leur établissement, leur comparaison et les valeurs typiques pour différentes tailles de valves.
Une control valve doit, comme son nom l’indique, exercer une influence de contrôle sur le processus. Bien que des détails tels que les dimensions de raccordement et les matériaux de construction soient d’une importance capitale, ils ne donnent aucune indication sur le contrôle exercé par la valve.
Les control valves ajustent les processus en modifiant :
- Le débit - Par exemple, la quantité de steam ou d’eau qui entre dans l’équipement de processus. Avec une valve deux voies, par exemple, lorsque la valve se déplace vers la position fermée, moins de steam circule et moins de chaleur est ajoutée au processus. Avec une valve trois voies, par exemple, lorsque le clapet se déplace vers une nouvelle position, il détourne l’eau chaude du processus. Et/ou
- La pression différentielle - Celle-ci est définie comme la différence entre la pression à l’entrée de la valve et la pression à sa sortie (voir Figure 6.2.1). Pour toute taille d’orifice de valve donnée, plus la pression différentielle est élevée, plus le débit est important, dans certaines limites. Avec du steam saturé, plus sa pression est basse, plus sa température est basse, et moins de transfert de chaleur se produira dans l’échangeur de chaleur.
De nombreuses unités de mesure différentes étant utilisées dans le monde, plusieurs coefficients de débit sont disponibles, et il est utile de comprendre leurs définitions. Le Tableau 6.2.1 identifie et définit les indices de capacité les plus couramment rencontrés.
Tableau 6.2.1
| Symboles et définitions utilisés pour identifier et quantifier l’écoulement à travers une control valve | |
| Kv | Débit en m³/h d’eau à une température définie, typiquement entre 5 °C et 40 °C, qui créera une chute de pression d’un bar à travers l’orifice d’une valve. (Largement utilisé en Europe) |
| Kvs | La valeur Kv réelle ou déclarée d’une valve particulière en position totalement ouverte, constituant le coefficient de débit ou l’indice de capacité de la valve. |
| Kvr | Le Kvr est le coefficient de débit requis par l’application. |
| Cv | Le débit en gallons par minute d’eau à une température définie, typiquement entre 40 °F et 100 °F, qui créera une chute de pression d’une livre par pouce carré. (Largement utilisé aux États-Unis et dans certaines autres parties du monde). Il faut faire attention avec ce terme, car il existe à la fois Cv impérial et Cv US. |
| Bien que la définition de base soit la même, les valeurs réelles sont légèrement différentes en raison de la différence entre les gallons impériaux et américains. | |
| Av | Débit en m³/s d’eau qui créera une chute de pression d’un Pascal. |
Pour la conversion : Cv(Impérial) = Kv x 0.962 658 Cv (US) = Kv x 1.156 099 AV = 2.88 x 10-5 CV (Impérial) Le coefficient de débit KVS d’une control valve est une information essentiel, généralement indiqué, avec ses autres données, sur les fiches techniques du fabricant. Les fabricants de control valves proposent généralement plusieurs tailles de garniture (combinaison de siège de valve et de clapet) pour une taille de valve donnée. Cela peut permettre de simplifier la tuyauterie en éliminant le besoin de réducteurs, ou de réduire le bruit. Une gamme typique de coefficients de débit KVS disponibles pour une sélection de valves est présentée dans le Tableau 6.2.2.
Tableau 6.2.2 Valeurs Kvs pour une gamme typique de valves
| Tailles | DN15 | DN20 | DN25 | DN32 | DN40 | DN50 | DN65 | DN80 | DN100 |
| Kvs | 4 | 6.3 | 10 | 16 | 25 | 36 | 63 | 100 | 160 |
| 2.5 | 4 | 6.3 | 10 | 16 | 25 | 36 | 63 | 100 | |
| 1.6 | 2.5 | 4 | 6.3 | 10 | 16 | 25 | 36 | 63 | |
| 1 | 1.6 | 2.5 | 4 | 6.3 | 10 | 16 | 25 | 36 |
La relation entre les débits, les pressions différentielles et les coefficients de débit variera selon le type de fluide traversant la valve. Ces relations sont prévisibles et satisfaites par des équations, et sont discutées plus en détail dans :