DIN EN 60534-8-3-2011 Industrial-process control valves - Part 8-3 Noise considerations - Control valve aerodynamic noise prediction method (IEC 60534-8-3 2010) German version EN 6.pdf

1、Oktober 2011DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 24DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS

2、17.140.20; 23.060.40!$sxl“1808573www.din.deDDIN EN 60534-8-3Stellventile fr die Prozessregelung Teil 8-3: Geruschbetrachtungen Berechnungsverfahren zur Vorhersage der aerodynamischen Geruschevon Stellventilen (IEC 60534-8-3:2010);Deutsche Fassung EN 60534-8-3:2011Industrial-process control valves Pa

3、rt 8-3: Noise considerations Control valve aerodynamic noise prediction method (IEC 60534-8-3:2010);German version EN 60534-8-3:2011Vannes de rgulation des processus industriels Partie 8-3: Considrations sur le bruit Mthode de prdiction du bruit arodynamique des vannes de rgulation(CEI 60534-8-3:201

4、0);Version allemande EN 60534-8-3:2011Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 60534-8-3:2001-12Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 53 SeitenDIN EN 60534-8-3:2011-10 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2011-01-01 angenommene Europ

5、ische Norm als DIN-Norm ist 2011-10-01. Daneben darf DIN EN 60534-8-3:2001-12 noch bis 2014-01-01 angewendet werden. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 60534-8-3:2008-08. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 963 Stellgerte fr strmende Stoffe“ der DKE Deutsche Kom

6、mission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 65B Devices“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der

7、IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweis

8、ung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweis

9、ung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm

10、durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. nderungen Gegenber DIN EN 60534-8-3:2001-12 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Bezge und Verweisungen im Text wurden aktualisiert. b) Die normativen Verweisungen wurden auf den aktuellen Stand gebracht. c) Einze

11、lne Angaben und Anweisungen wurden przisiert. d) Abschnitt 8 Ventile mit experimentell bestimmten Faktoren fr den akustischen Wirkungsgrad“ wurde berarbeitet und przisiert. Frhere Ausgaben DIN EN 60534-8-3: 1996-10, 2001-12 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 60534-8-3 Januar 2011 I

12、CS 17.140.20; 23.060.40; 25.040.40 Ersatz fr EN 60534-8-3:2000Deutsche Fassung Stellventile fr die Prozessregelung Teil 8-3: Geruschbetrachtungen Berechnungsverfahren zur Vorhersage der aerodynamischen Gerusche von Stellventilen (IEC 60534-8-3:2010) Industrial-process control valves Part 8-3: Noise

13、considerations Control valve aerodynamic noise prediction method (IEC 60534-8-3:2010) Vannes de rgulation des processus industriels Partie 8-3: Considrations sur le bruit Mthode de prdiction du bruit arodynamique des vannes de rgulation (CEI 60534-8-3:2010) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am

14、 2011-01-01 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser natio

15、nalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in e

16、igener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finn

17、land, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern.

18、CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2011 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahre

19、n, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 60534-8-3:2011 DDIN EN 60534-8-3:2011-10 EN 60534-8-3:2011 Vorwort Der Text des Schriftstcks 65B/765/FDIS, zuknftige 3. Ausgabe von IEC 60534-8-3, ausgearbeitet von dem SC 65B Devices Bestimmung des akustischen Wirkungsgrads unter

20、 der Verwendung von Labordaten. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Dat

21、um, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2011-10-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2014-01-01 Der Anhang ZA wurde von CENELE

22、C hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60534-8-3:2010 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung sind unter Literaturhinweise“ zu den aufgelisteten Normen die nachstehenden Anmerkungen einzutragen: 1 IEC 60534

23、-2-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60534-2-1. 2 IEC 60534-8-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60534-8-1. 2 DIN EN 60534-8-3:2011-10 EN 60534-8-3:2011 Inhalt Seite Vorwort .2 Einleitung5 1 Anwendungsbereich6 2 Normative Verweisungen 6 3 Begriffe 7 4 Formelzeichen.8 5 Ventile mit Standardgarnitur12 5.1

24、Drcke und Druckverhltnisse .12 5.2 Bereichsdefinition.13 5.3 Vorberechnungen.14 5.3.1 Stellventiltypfaktor Fd14 5.3.2 Strahldurchmesser Dj14 5.3.3 Dichte des Fluids 1.15 5.4 Berechnungen fr den Innenschall 16 5.4.1 Gemeinsame Berechnungen fr alle Bereiche .16 5.4.2 Bereichsabhngige Berechnungen.16 5

25、.4.3 Berechnungen fr den Ventilaustritt18 5.4.4 Berechnung des internen Schalldrucks an der Rohrwandung19 5.5 Berechnung des Rohr-Schalldmmmaes20 5.6 Berechnung des externen Schalldrucks 21 5.7 Ablaufdiagramm fr die Berechnung .22 6 Ventile mit spezieller Garniturkonstruktion22 6.1 Allgemeines22 6.2

26、 Einstufen-Mehrkanal-Garnitur22 6.3 Einkanal-Mehrstufen-Druckreduziergarnitur (zwei oder mehr Drosselschritte).24 6.4 Mehrkanal-Mehrstufen-Garnitur (zwei oder mehr Kanle und zwei oder mehr Stufen) 25 7 Ventile mit hherer Machzahl im Ausgang27 7.1 Allgemeines27 7.2 Berechnungsverfahren.27 8 Ventile m

27、it experimentell bestimmten Faktoren fr den akustischen Wirkungsgrad 28 9 Kombinierte Geruschentwicklung eines Stellventils mit zwei oder mehr Drosselstufen mit konstantem Querschnitt im Ventilaustritt.29 Anhang A (informativ) Berechnungsbeispiele .31 A.1 Allgemeines .31 A.2 Berechungsbeispiele 1 bi

28、s 631 A.3 Berechungsbeispiel 7 42 Literaturhinweise 49 3 DIN EN 60534-8-3:2011-10 EN 60534-8-3:2011 Seite Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen 51 Bild 1 Einstufen-Mehrkanal-Garnitur .23 Bild 2 Einkanal-Mehrstu

29、fen-Druckreduziergarnitur24 Bild 3 Mehrkanal-Mehrstufen-Garnitur (zwei oder mehr Kanle und zwei oder mehr Stufen)26 Bild 4 Regelventil mit zwei im Austritt angebrachten Drosselstufen mit konstantem Querschnitt 30 Tabelle 1 Zahlenkonstanten N .15 Tabelle 2 Typische Werte des Stellventiltypfaktors Fd(

30、bei grtem Sitzdurchmesser) .15 Tabelle 3 berblick ber die bereichsabhngigen Gleichungen.17 Tabelle 4 Typische Werte fr Aund Stp.18 Tabelle 5 Indizierte Frequenzbnder.19 Tabelle 6 Frequenzfaktoren Gx(f) und Gy(f).21 Tabelle 7 Frequenzabhngiger Korrekturfaktor der A-Bewertung bei der Frequenz fi21 Tab

31、elle A.1 Berechnungsbeispiele 1 bis 6 32 Tabelle A.2 Berechnungen: Beispiel 7 43 4 DIN EN 60534-8-3:2011-10 EN 60534-8-3:2011 Einleitung Die mechanische Strmungsleistung sowie die akustischen Wirkungsgrade werden fr die unterschiedlichen Strmungsbereiche berechnet. Diese akustischen Wirkungsgrade ge

32、ben den Anteil der mechanischen Strmungsleistung an, die in interne Schallleistung umgewandelt wird. Das Verfahren ist auch fr die Berechnung des internen Schalldruckes und der Spitzenfrequenz fr den ge-nannten Schalldruck vorgesehen, was bei der Berechnung des Schalldmmmaes von Rohren von spezielle

33、r Bedeutung ist. Zurzeit fordern Ventilanwender die Angabe des Schalldruckpegels auerhalb des Rohres, blicherweise 1 m hinter dem Ventil und 1 m von der Rohrwandung entfernt. Diese Norm enthlt ein Verfahren, mit dem der geforderte Wert bestimmt werden kann. Die Gleichungen in der vorliegenden Norm v

34、erwenden Ventilbemessungsfaktoren, so wie sie in IEC 60534-1 und IEC 60534-2-1 benutzt werden. Bei einem blichen Stellventil dringen wenige Gerusche durch die Ventilwandung. Die interessierenden Ge-rusche sind lediglich die, die sich hinter dem Ventil und im Rohrinnern fortsetzen und durch die Wandu

35、ng des Rohres dringen und die im Allgemeinen im Abstand von 1 m nach dem Ventilkrper und in einem Abstand von 1 m von der ueren Rohrwandung zu messen sind. Sekundre Geruschquellen knnen entstehen, wenn das Gas den Ventilausgang mit hheren Machzahlen verlsst. Dieses Verfahren erlaubt die Abschtzung d

36、ieser zustzlichen Geruschpegel, die logarithmisch zu den innerhalb des Ventils erzeugten Geruschpegeln addiert werden knnen. Obwohl das Vorhersageverfahren nicht die wirklichen Ergebnisse am Einbauort sicherstellen kann, liefert es Berechnungsvorhersagen innerhalb von 5 dB(A) fr die Mehrzahl der Ger

37、uschdaten aus Versuchen unter Laborbedingungen (Verweisung auf IEC 60534-8-1). Die vorliegende Ausgabe der Norm liefert eine bessere Berechnungsgenauigkeit. Unter bestimmten Bedingungen waren die Berechnungsergebnisse der frheren Ausgaben mehr konservativ. Die Gesamtheit der fr die Validierung des V

38、erfahrens verwendeten Prfdaten stammte von Luft mit mittleren Drcken und Temperaturen; es wird jedoch angenommen, dass das Verfahren im Allgemeinen auch fr andere Gase und Dmpfe und fr hhere Drcke anwendbar ist. Die Unsicherheiten werden jedoch grer, da sich das Fluid bei extremen Temperaturen und b

39、ei Drcken an der Auslassseite, die stark vom Atmosphrendruck abweichen, oder in der Nhe des kritischen Punktes weniger ideal verhlt. Die Gleichungen enthalten Ausdrcke, die die Dichte der Fluide und das Verhltnis der spezifischen Wrme bercksichtigen. ANMERKUNG Laborversuche mit Luft, die mit einem D

40、ruck an der Einstrmseite bis zu 1 830 kPa (18,3 bar) und an der Auslassseite bis zu 1 600 kPa (16,0 bar) durchgefhrt wurden, und Laborversuche mit Dampf bis zu einer Temperatur von 225 C zeigen eine gute bereinstimmung mit den berechneten Werten. Die genaue Analyse der Gleichungen fr das Schalldmmma

41、 geht ber den Anwendungsbereich dieser Norm hinaus. Das Verfahren bercksichtigt die Wechselwirkung zwischen den im Rohr (Fluid) auftretenden Schallwellen und der ersten Koinzidenzfrequenz in der Rohrwandung. Auerdem schrnken die groen Toleranzen der Dicke der Rohrwandung, die in handelsblichen Rohre

42、n zugelassen sind, den Wert der sehr komplizierten mathematischen Nherung, die fr eine konsequente Analyse erforderlich ist, sehr stark ein, weshalb ein vereinfachtes Verfahren angewendet wird. In Anhang A sind Berechnungsbeispiele angegeben. Dieses Verfahren beruht auf den in Abschnitt 2 aufgefhrte

43、n IEC-Normen und den Verweisungen, die in den Literaturhinweisen gegeben sind. 5 DIN EN 60534-8-3:2011-10 EN 60534-8-3:2011 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von IEC 60534 enthlt ein theoretisches Verfahren zur Vorhersage des externen Schalldruck-pegels, der beim Durchfluss komprimierbarer Fluide in e

44、inem Stellventil und innerhalb angeschlossener Rohr-Erweiterungsstcke erzeugt wird. Das Verfahren betrachtet nur einphasige trockene Gase und Dmpfe und beruht auf den idealen Gas-gesetzen. Diese Norm bezieht sich nur auf die Gerusche, die von aerodynamischen Prozessen in Ventilen und der damit in Ve

45、rbindung stehenden Rohrleitung erzeugt werden. Sie bercksichtigt keine Gerusche, die von Reflexionen, mechanischen Schwingungen, instabilen Strmungsfeldern und anderen, nicht vorhersagbaren Verhaltensweisen herrhren. Es wird angenommen, dass die Ausgangsrohrleitung auf einer Lnge von mindestens 2 m

46、von dem Punkt an dem die Geruschmessung stattfindet, gerade verluft. Das Verfahren gilt nur fr Stahl- und Edelstahlrohre (siehe Gleichungen (21) und (23) in 5.5). Das Verfahren gilt fr die folgenden Einstufenventile: Regelventile (Durchgangs- und Eckventile), Drossel-klappen, Drehkegelventile (mit e

47、xzentrischem Kugelsegment als Drosselkrper), Kugelhhne und Ventile mit kfiggefhrtem Drosselkrper. Ausdrcklich ausgenommen sind Kugelhhne mit vollem Durchgang, bei denen das Produkt FpC 50 % des Bemessungsdurchlasskoeffizienten bersteigt. Zu Gltigkeitsgrenzen fr speziell geruscharme Garnituren, die n

48、icht von dieser Norm erfasst werden, siehe Abschnitt 8. Wenn die Machzahl im Ventilausgang bei Standardgarnituren 0,3 oder bei geruscharmen Garnituren 0,2 berschreitet, wird das Verfahren nach Abschnitt 7 angewendet. Die Machzahlgrenzen in dieser Norm sind folgende: Machzahlgrenze Ort, an dem die Ma

49、chzahl auftritt Abschnitt 5 Standardgarnitur Abschnitt 6 Gerusch mindernde Garnitur Abschnitt 7 Anwendungen mit hoher Machzahl Frei entspannter Strahl MjKeine Grenze Keine Grenze Keine Grenze Ventilausgang Mo0,3 0,2 1,0 Eingang des ausgangsseitigen Reduzierstcks MrNicht anwendbar Nicht anwendbar 1,0 Ventilausgangsrohrl