Ventile

Ein Wasserversorgungssystem verfügt über viele Ventile unterschiedlichen Typs und unterschiedlicher Funktionen.

Ventile in einem Wasserversorgungssystem können in vier Hauptgruppen eingeteilt werden:

Abschnittsventile: An Enden von Rohrabschnitten platziert, normalerweise geöffnet und nur zur Abgrenzung des Rohrs verwendet, sofern dies erforderlich ist. Diese können einzeln modelliert werden (als Regelventile). Eine üblichere Vorgehensweise besteht jedoch darin, sie in normalen Situationen zu ignorieren und die Option Rohr geschlossen auf der Seite Rohr geschlossen – Profil zu verwenden, um das Schließen des Ventils bei einem Notfall zu modellieren.
Schwimmerventile (FLV): Verhindern ein Überlaufen aus Reservoiren und Wassertürmen
Rückschlagventile (NRV): Beispielsweise Sperrventile, die einen Rückfluss verhindern
Regelventile: Regeln den Volumenstrom und/oder den Druck im System oder einem Teil davon

Weitere Informationen zur Ventilsteuerung finden Sie unter "Ventilsteuerung".

Ventilkonstruktionstypen

Die folgenden Ventilkonstruktionstypen stehen in InfoWorks WS Pro zur Wahl:

Kugelventil: Besteht aus einer Kugel mit einem Durchgangsloch. Das Ventil ermöglicht einen direkten Volumenstrom, wenn es sich in der geöffneten Position befindet, und unterbricht den Volumenstrom, wenn die Kugel um 90 Grad gedreht wird.
Drosselventil: Besteht aus einer runden Scheibe oder Flügelscheibe, die sich auf einer Welle im rechten Winkel zur Volumenstromrichtung im Rohr dreht. Diese Ventile dienen der Volumenstromregelung. Sie werden nicht häufig in Verteilungsleitungen verwendet, da sie das Rohr blockieren, sind jedoch für größere Rohre wirtschaftlicher als Absperrventile.
Absperrventil: Besteht aus einer ebenen Fläche, einer vertikalen Scheibe oder einem Schieber, der senkrecht zur Volumenstromrichtung durch das Ventil gleitet. Absperrventile werden häufig in Wasserversorgungssystemen eingesetzt, um Längen von Rohrleitungen, Pumpen und anderen Geräten abzugrenzen.
Nadelventil: Besteht aus einer Öffnung, die als Sitz für einen Stab mit einer schlanken, sich verjüngenden Spitze dient. Der Volumenstrom durch das Ventil dreht sich um 90 Grad, wobei die Größe der Öffnung durch Absenken der Stange geändert wird, um den Volumenstrom einzuschränken oder zu blockieren. Diese Ventile, die ausschließlich für die Volumenstrom- und/oder Druckregelung verwendet werden, sind teuer und werden in der Regel dort eingesetzt, wo eine genaue Regelung des Volumenstroms bei geringen Volumenstromraten erforderlich ist.
Kükenhahn: Besteht aus einem zylindrischen oder konischen Kegelverschluss mit einer Bohrung in der Mitte. Das Ventil ermöglicht einen direkten Volumenstrom, wenn es sich in der geöffneten Position befindet, und unterbricht den Volumenstrom, wenn die Kugel um 90 Grad gedreht wird.

Unterschiedliche Ventiltypen

Ventileigenschaften

InfoWorks WS Pro enthält eine Reihe integrierter Kurven für typische Ventile. Sie können diese anzeigen, indem Sie mit der rechten Maustaste auf die Seite Ventilkurve im Verbindungsraster klicken.

Ventileigenschaften

InfoWorks WS Pro verwendet die integrierten Kurven zur Berechnung der kleineren Verluste bei Ventilen im Zusammenhang mit der prozentualen Öffnung des Ventils, die auf der Seite Ventilsteuerung des Eigenschaftenblatts für Ventile angegeben ist.

Lokaler Verlustkoeffizient

	Öffnung (%)	Schließen (%)	Vorgabe (Kükenhahn)	Kugel	Drossel	Absperr Nadel
1	0	100	1e6	1e6	1e6	1e6	1e6
2	1	99	1e5	500000	400000	10000	5000
3	2	98	30000	180000	95000	3000	1500
4	3	97	11500	70000	32000	1200	575
5	5	95	4900	30000	15000	420	250
6	10	90	1740	13000	5000	150	97
7	15	85	800	10000	900	60	48
8	20	80	380	2250	400	35	25
9	25	75	190	600	190	19	18
10	30	70	103	235	102	10	13
11	35	65	58	120	60	6	10
12	40	60	34.0	66	34	4.6	8.4
13	45	55	21.0	40	20	3.0	7
14	50	50	13.3	22.5	12.5	2.06	5.7
15	55	45	9.0	12.	8.0	1.4	5
16	60	40	6.3	8.0	4.65	0.98	4.35
17	65	35	4.7	5.0	2.80	0.6	4
18	70	30	3.6	2.9	1.70	0.44	3.45
19	75	25	2.8	1,8	1.2	0.28	3.2
20	80	20	2.3	1.01	0.82	0.17	2.90
21	85	15	1.9	0.6	0.65	0.11	2.75
22	90	10	1.7	0.41	0.48	0.06	2.60
23	95	5	1.6	0.28	0,37	0.01	2.45
24	100	0	1.5	0.20	0.31	0.0	2.35

Durchflusszahl Kd =

	Öffnung (%)	Schließen (%)	Vorgabe (Kükenhahn)	Kugel	Drossel	Absperr Nadel
1	0	100	0.001	0.001	0.001	0.001	1E-6
2	1	99	0.003	0.001	0.002	0.010	0.014
3	2	98	0.006	0.002	0.003	0.018	0.026
4	3	97	0.009	0.004	0.006	0.029	0.042
5	5	95	0.014	0.006	0.008	0.049	0.063
6	10	90	0.024	0.009	0.014	0.081	0.101
7	15	85	0.035	0.010	0.033	0.128	0.143
8	20	80	0.051	0.021	0.050	0.167	0.196
9	25	75	0.072	0.041	0.072	0.224	0.229
10	30	70	0.098	0.065	0.099	0.302	0.267
11	35	65	0.130	0.091	0.128	0.378	0.302
12	40	60	0.169	0.122	0.169	0.423	0.326
13	45	55	0.213	0.156	0.218	0.500	0.354
14	50	50	0.264	0.206	0.272	0.572	0.386
15	55	45	0.316	0.277	0.333	0.645	0.408
16	60	40	0.370	0.333	0.421	0.711	0.432
17	65	35	0.419	0.408	0.513	0.791	0.447
18	70	30	0.466	0.506	0.609	0.833	0.474
19	75	25	0.513	0.598	0.674	0.884	0.488
20	80	20	0.550	0.705	0.741	0.925	0.506
21	85	15	0.587	0.791	0.778	0.949	0.516
22	90	10	0.609	0.842	0.822	0.971	0.527
23	95	5	0.620	0.884	0.854	0.995	0.538
24	100	0	0.632	0.913	0.874	1.000	0.546

Kleinere Verluste bei Ventilen

Der kleinere Verlust durch ein Ventil wird mithilfe einer integrierten oder benutzerdefinierten Ventilkurve berechnet. Die verwendete Kurve hängt vom Konstruktionstyp des Ventils ab. Diese Kurven können auf der Seite Ventilparameter des Eigenschaftenblatts für Ventile angezeigt werden.

Ein auf die Ventilkurve anzuwendender Skalierungsfaktor wird wie folgt berechnet:

Der Benutzer gibt den Verlustkoeffizienten für das Ventil an, wenn es vollständig geöffnet ist. Dieser Wert bezieht sich auf die Geometrie des Ventils und wird vom Hersteller angegeben. (Wenn kein Verlustkoeffizient angegeben ist, geht InfoWorks WS Pro von einem Mindestwert von 0.01 für den Multiplikator des Ventilkurven-Verlustkoeffizienten aus.)

Der Multiplikator des Ventilkurven-Verlustkoeffizienten wird wie folgt berechnet:

(1)

Wobei:

Verlustkoeffizient (offen) des Ventils (auf der Seite Ventilparameter angegeben)

Verlustkoeffizient für Kurve, wenn vollständig geöffnet

Der Multiplikator des Ventilkurven-Verlustkoeffizienten wird anschließend auf die Ventilkurve angewendet.

Der kleinere Verlust des Ventils wird wie folgt berechnet:

(2)

Wobei:

Verlustkoeffizient des Ventils, wenn teilweise geöffnet (Öffnung auf der Seite Ventilsteuerung angegeben)

V Geschwindigkeit:

(3)

Dabei gilt:

A_v nominell vollständig offener Bereich des Ventils

Anmerkung: Der kleinere Verlust des Ventils ist zusätzlich zu den Verlusten aufgrund des lokalen Verlustkoeffizienten des Rohrs und des Rauigkeitswerts K zu berücksichtigen.