Volldurchgangskugelhähne: Konstruktionsprinzipien, Berechnungen und industrielle Anwendungen
Der Durchflusskanaldurchmesser eines Kugelventils ist ein entscheidender Leistungsfaktor.Kugelhähne mit vollem DurchgangDiese Dimension bestimmt Durchflusseffizienz, Druckverlust und Eignung für Branchen mit hohem Bedarf. Hier erfahren Sie, wie Sie sie effektiv konstruieren und einsetzen.
Volldurchlass-Kugelhahn: Definition & Berechnungsmethoden
1. Kerndefinition
Ein Kugelhahn mit vollem Durchgang (voller Bohrungsdurchmesser) verfügt über einen Durchflusskanaldurchmesser, der zu mindestens 95 % dem Innendurchmesser der Rohrleitung entspricht und somit einen nahezu uneingeschränkten Durchfluss bei minimalem Druckverlust ermöglicht.
2. Durchflussbasierte Berechnung
Verwenden Sie die empirische Formel der Fluiddynamik:
Q = K × Cv × √ΔP
F: Durchflussrate (GPM oder m³/h)
K: Korrekturfaktor (typischerweise 0,9)
Cv: Durchflusskoeffizient (ventilspezifisch)
ΔP: Druckdifferenz (psi oder bar)
Abgeleitete Formel für den Bohrungsdurchmesser:
d = (Q / (0,9 × Cv × √ΔP)) × 25,4
(d = Durchmesser in mm; 25,4 = Umrechnung Zoll-mm)
3. Abkürzung zur Reduzierung der Rohrleitungsgröße
d = D × 0,8
d: Ventilbohrungsdurchmesser
D: Außendurchmesser der Rohrleitung
Beispiel: Für ein Rohr mit 100 mm Außendurchmesser wählen Sie ein Ventil mit einer Bohrung von ≥80 mm.
Voller Port vs. Reduzierter Port: Kritische Unterschiede
Parameter | Kugelventil mit vollem Durchgang | Kugelventil mit reduziertem Durchgang |
|---|---|---|
| Strömungskanal | Entspricht dem Rohrinnendurchmesser (z. B. DN50 = 50 mm) | 1-2 Größen kleiner (z. B. DN50 ≈ 38 mm) |
| Durchflusseffizienz | Nahezu kein Widerstand; voller Durchfluss | 15-30% Durchflussreduzierung |
| Druckabfall | Vernachlässigbar | Signifikant bei hohen Durchflussraten |
| Anwendungen | Entscheidend für die Molchung viskoser Flüssigkeiten | Niedrigdurchflusssysteme; kostensensible Projekte |
Wichtigste Erkenntnis:
Ein DN50-Volldurchlassventil erhält einen Durchfluss von 50 mm aufrecht, während ein DN50-Reduzierdurchlassventil den Durchfluss auf ~DN40 (38 mm) reduziert – ein Durchflussflächenverlust von 24 %.
Industrielle Anwendungen: Wo sich Ventile mit vollem Durchgang auszeichnen
1. Öl- und Gaspipelines
Funktion:Abschaltung/Steuerung der Hauptleitung
Vorteil:Ermöglicht die Reinigung von Rohrleitungen mit Molchen zur Wartung; verarbeitet Rohöl/Schlamm ohne Verstopfung.
2. Chemische Verarbeitung
Anwendungsfall:Zuleitungen für Reaktoren mit hohem Durchfluss
Nutzen:Verhindert Durchflussbeschränkungen, die die Produktionskontinuität stören.
3. Wassermanagement
Anwendungsbereiche:
1. Städtische Wasserversorgungsleitungen
2. Einläufe/Ausläufe der Kläranlage
Grund: Optimiert den Durchfluss in Spitzenzeiten.
Auswahlrichtlinien: Wann sollte man den Vollport wählen?
Wählen Sie Ventile mit vollem Durchgang, wenn:
1.Der Fluss ist entscheidend:Systeme, die einen minimalen Druckverlust erfordern (z. B. Fernleitungen).
2. Die Medien stellen eine Herausforderung dar: Viskose Flüssigkeiten, Schlämme oder reinigbare Systeme.
3. ZukunftssicherungProjekte, die mit steigenden Durchflussraten rechnen.
Kostenüberlegung:
Ventile mit vollem Durchgang kosten 20-30% mehr als Ventile mit reduziertem Durchgang, reduzieren aber den Energieverbrauch in Systemen mit hohem Durchfluss um bis zu 15%.
Veröffentlichungsdatum: 15. Februar 2025