Ventil-Durchflusskoeffizienten - Berechnung

Eine wichtige Kenngröße zur Auswahl von RMG-Gas-Druckregelgeräten ist der Ventil-Durchflusskoeffizient K_G.

Der K_G-Wert ist gleich dem Durchflusswert bei einem voll geöffneten Stellglied, bei einem absoluten Eingangsdruck von p_u = 2,013 bar und einem absoluten Ausgangsdruck von p_d =1,013 bar. Er wird unter Normbedingungen auf einem Prüfstand mit Luft als Durchflussmedium gemessen. Der K_G -Wert ist also eine Größe, die das Durchflussvermögen eines Gas-Druckregelgerätes kennzeichnet. In allen RMG-Prospekten wird der K_G -Wert auf das Durchflussmedium Erdgas bezogen angegeben.
Das Diagramm ermöglicht es, für die gegebenen Betriebsdaten

min. Eingangsdruck p_u _min
max. Ausgangsdruck p_d _max und
max. Durchfluss q_n _max

den erforderlichen Ventil-Durchflusskoeffizienten KG auf graphischem Wege zu ermitteln. Er basiert auf den nachstehenden Näherungsformeln für die Durchflussberechnung und ist auf Erdgas bezogen.

Durchfluss q_n bei unterkritischem Druckverhältnis

Durchfluss qn bei überkritischem Druckverhältnis

Die Drücke sind in den Näherungsformeln mit den Absolutwerten; im Diagramm jedoch als Überdrücke einzusetzen.

Hinweis
Der Ventil-Durchflusskoeffizient des gewählten Gerätes muss immer über dem ermittelten Ventil-Durchflusskoeffizienten liegen, so dass für den Regelvorgang stets Reserve vorhanden ist. Es wird empfohlen, ein Gerät zu wählen, dessen Durchflusskoeffizient ca. 10% über dem erforderlichen Wert liegt (Nach DIN-EN 334 kann der vom Hersteller gemessene und im Prospekt angegebene max. Durchfluss eine Toleranz von ± 10% beinhalten).

Achtung
Bei Geräten mit internem Messanschluss sollte die Strömungsgeschwindigkeit im Ausgangsteil des Gerätes (Messort für Ausgangsdruck) v = 20 m/s nicht überschreiten.

Bei Einsatz anderer Gase ist mit dem äquivalenten Erdgas-Durchfluss zu rechnen:

Umrechnungsfaktor f

Äthylen	0,97	Kohlendioxyd	0,65
Acetylen	0,84	Luft	0,80
Äthan	0,78	Methan	1,08
Ammoniak	1,04	Normgas (Stadtgas)	1,23
Butan	0,55	Propan	0,64
Chlor	0,51	Sauerstoff	0,76
Deponiegas	0,81	Schwefeldioxid	0,53
Helium	2,15	Stickstoff	0,81
Klärgas	0,85	Wasserstoff	3,04
Kohlenoxid	0,81

In der allgemeinen MSR-Technik wird sehr oft das Durchflussvermögen eines Stellgliedes mit dem k_vs-Wert gekennzeichnet. Der Zusammenhang zwischen k_vs und K_Gist durch folgende Beziehung gegeben: K_G = 34 · k_vs in m³/h

Beispiel in u.a. Diagramm

Gegeben:

- max. Eingangsdruck p_{u max} = 60 bar

- min. Eingangsdruck p_{u min} = 12 bar

- max. Ausgangsdruck p_{a max} = 2 bar

- max. erforderl. Durchfluss q_n _max = 10 000 m³/h

Gefunden:
- erforderlicher Ventil-Durchflusskoeffizient K_G = 1600 m³/h

Gewählt:
- Gas-Druckregelgerät RMG 512- DN 50 mit K_G = 2000 m³/h

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