2.5. АВТОРИТЕТ ВЕНТИЛЕЙ

Авторитет вентилей (также относительная потеря давления вентиля или влияние вентиля) в трубопроводной системе вводится как отношение доступного давления на клапане при полном расходе среды (полностью открытый клапан) к доступному давлению при нулевом расходе (полностью закрытый клапан) и обозначается а.

Изменение доступного давления (см. параграф 5.1) на клапане способствует возникновению деформации расходной характеристики клапанов, точнее, расходной характеристики системы трубопроводов. Для хорошего регулирования расхода рекомендуется авторитет вентиля свыше 0,5, но практически достаточно значение между 0,3 и 0,5. Чем больше приближается авторитет к единице, тем больше расходная характеристика системы подобна идеальной характеристике вентиля (см. параграф 2.2). В менее трудоемких применениях и при хорошем знании проблематики (необходимо вычислить деформацию характеристики вентиля) можно регулировать и при авторитете около 0,1, что ни в коем случае нельзя рекомендовать в качестве общего принципа для расчета регулирующей арматуры.
В трубопроводной сети с постоянным источником давления, т. е. таким, когда общий перепад давления на системе постоянный от нулевого по максимальный расход, падение давления на вентиле при возрастающем расходе вызвано только скоростной потерей давления в трубопроводе, т. е. гидравлической потерей в трубопроводе, из которой вытекает доступное давление для каждой арматуры. Она, при условии не переменных живых сечений системы и хорошем расчете, зависит от корня квадратного скорости течения (при развитом турбулентном потоке).
В этом случае можно просто математически определить зависимость доступного давления на вентиле от расхода и впоследствии определить требующийся коэффициент расхода для стабилизации требующегося расхода. Из известной расходной характеристики можно найти нужное открытие клапана, соответствующее требующемуся расходу.
Приведем простой пример:
Общий перепад давления на системе 2 бара. Общие потери трубопроводной системы при полном расходе 1 бар. Такие потери вызваны только жесткими не переменными сопротивлениями. В то же время общий перепад давления - стабильный. Это значит, что доступное давление на регулирующем клапане при полном расходе = 1 бар. Значит, авторитет вентиля а = 0,5. Полному расходу при таком перепаде давления соответствует Kv вентиля 80. Установлен вентиль Kvs 100. Нас интересует, в какой области будем находиться при регулировании 30% мощности расхода.
Тридцати процентам расхода соответствуют 30% скорости среды. Потери на жестких трубопроводных элементах зависят от корня квадратного скорости во второй степени т. е. 0.32=0,09 кратную величину потери давления при полном расходе. Это значит, что в данном случае составляют 0,09 бар, и перепад давления на вентиле 1,91 бар.
Требующийся Kv коэффициент непрямо пропорционален корню квадратному из перепада давления. В этом случае  раз меньше, чем при перепаде давления в 1 бар. Требующийся Kv коэффициент при перепаде давления в 1 бар представлял бы 0,3 х 80, т.е. 24 м3/ч. В этой системе требуется только 24:1,38 = 17,4 м3/ч. Потом, данному Kv на линейной характеристике вентиля с Kvs 100 м3/ч соответствует относительный ход примерно 16%. При равнопроцентной характеристике ход стабилизируется приблизительно на 57%. В данном случае расходная характеристика изменилась незначительно. Идеальным кривым при данном расходе соответствуют значения хода: 20 и 60%.
Представим себе, что авторитет вентиля 0,1. Это значит, что если на вентиле имеется при полном расходе перепад давления в 1 бар, то на трубопроводе 9 бар. При 30%-ом расходе потери на трубопроводе уменьшатся до 9 х 0,09 = 0,81 бар. На вентиле останется перепад давления 9,19 бар. Требующийся Kv в таком случае в 3,03 раза меньше, чем при 1 бар. (первоначальный расчет). Это значит, что регулятор на вентиле установит значение Kv = 24:3,03 = 7,84 м3/ч. В случае линейной характеристики клапан будет на 6% хода, при равнопроцентной характеристике на 36-37% хода. Деформация идеальных характеристик здесь более отчетливая.
В этой главе уже упоминалась разность между расходной характеристикой вентиля и расходной характеристикой системы. Расходная характеристика трубопроводной системы это зависимость расхода через реальную трубопроводную систему от положения затвора регулирующей арматуры. Такая зависимость включает в себя, как расходную характеристику регулирующего клапана, так и влияние гидравлических потерь трубопроводной сети (это влияние выражено авторитетом вентиля) и падение давления источника.
Довольно часто об этих влияниях забывают, поэтому понятна тенденция путать их с расходной характеристикой самого клапана, что приводит к разочарованию из-за плохого процесса регулирования. Это дано конкретной величиной авторитета в данном включении, когда в результате расходная характеристика регулирующей арматуры (регулирующей цепи) деформируется. Если построим график этой зависимости расхода через систему от хода клапана, получим реальную расходную характеристику данной трубопроводной системы (см. рис. 2.3, 2.4 и 2.5), причем выведение влияния авторитета на деформацию расходной характеристики системы приведено в следующей главе.
Короче говоря, авторитет вентиля описывает с точки зрения гидравлики целую регулирующую цепь. Если нам известен авторитет определенного вентиля при данном расходе, мы способны рассчитать потери давления остальной цепи и в разных рабочих состояниях. На этом основан метод электронного уравновешивания трубопроводной сети.