DIN EN 60534-8-4-2017 Industrial-process control valves - Part 8-4 Noise considerations - Prediction of noise generated by hydrodynamic flow (IEC 60534-8-4 2015) German version EN .pdf

1、Januar 2017DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 23DIN 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 1

2、7.140.20; 23.060.40!%YZV“2545551www.din.deDDIN EN 60534-8-4Stellventile fr die Prozessregelung Teil 84: Geruschbetrachtungen Vorausberechnung der Geruschemission fr flssigkeitsdurchstrmte Stellventile(IEC 6053484:2015);Deutsche Fassung EN 6053484:2015Industrialprocess control valves Part 84: Noise c

3、onsiderations Prediction of noise generated by hydrodynamic flow(IEC 6053484:2015);German version EN 6053484:2015Vannes de rgulation des processus industriels Partie 84: Considrations sur le bruit Prvisions du bruit gnr par un coulement hydrodynamique(IEC 6053484:2015);Version allemande EN 6053484:2

4、015Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 6053484:200607Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 35 SeitenDIN EN 60534-8-4:2017-01 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2015-10-20 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2017-01-01

5、. Fr DIN EN 60534-8-4:2006-07 besteht eine bergangsfrist bis 2018-10-20. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 60534-8-4:2014-02. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 963 Stellgerte fr strmende Stoffe“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Inform

6、ationstechnik in DIN und VDE (www.dke.de) zu-stndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 65B Measurement and control devices“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unt

7、er 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 (Verweisung auf ein Dok

8、ument ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils aktuellste Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer a

9、uf die in Bezug genommene Ausgabe des Dokuments. Der Zusammenhang der zitierten Dokumente mit den entsprechenden Deutschen Dokumenten 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 60534-8-4:2006-07 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Hydrodynamische Geruschemissionen werden nun als eine Funktion der Frequenz vorausberechnet; b) das akustische Leistungsverhltnis w

11、urde aus der Norm herausgenommen; c) die gesamte Norm wurde berarbeitet und aktualisiert; d) Abschnitt 7 Schallberechnungen“ wurde berarbeitet und hinsichtlich einer leichteren Verstndlichkeit przisiert; e) die Literaturhinweise wurden auf den aktuellen Stand gebracht; f) die normativen Verweisungen

12、 wurden auf den aktuellen Stand gebracht. Frhere Ausgaben DIN EN 60534-8-4: 1995-04, 2006-07 EUROPISCHE NORM EN 60534-8-4 Dezember 2015 EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE ICS 17.140.20; 23.060.40; 25.040.40 Ersatz fr EN 60534-8-4:2005 Deutsche Fassung Stellventile fr die Prozessregelung Teil 8-4: Ger

13、uschbetrachtungen Vorausberechnung der Geruschemission fr flssigkeitsdurchstrmte Stellventile (IEC 60534-8-4:2015) Industrial-process control valves Part 8-4: Noise considerations Prediction of noise generated by hydrodynamic flow (IEC 60534-8-4:2015) Vannes de rgulation des processus industriels Pa

14、rtie 8-4: Considrations sur le bruit Prvisions du bruit gnr par un coulement hydrodynamique (IEC 60534-8-4:2015) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2015-10-20 angenommen. CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unt

15、er denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim CEN-CENELEC Management Centre oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese

16、 Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem CEN-CENELEC Management Centre mitgeteilt worden ist, hat den

17、gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland,

18、 Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European

19、 Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2015 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalt

20、en. Ref. Nr. EN 60534-8-4:2015 DDIN EN 60534-8-4:2017-01 EN 60534-8-4:2015 Europisches Vorwort Der Text des Dokuments 65B/1005/FDIS, zuknftige 3. Ausgabe der IEC 60534-8-4, erarbeitet vom SC 65B Measurement and control devices“ des IEC/TC 65 Industrial-process measurement, control and automation“, w

21、urde zur parallelen IEC-CENELEC-Abstimmung vorgelegt und von CENELEC als EN 60534-8-4:2015 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem dieses Dokument auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden mus

22、s (dop): 2016-07-20 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die diesem Dokument entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2018-10-20 Dieses Dokument ersetzt EN 60534-8-4:2005. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CENELEC un

23、d/oder CEN sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patent-rechte zu identifizieren. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60534-8-4:2015 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. 2 DIN EN 60534-8-4:2017-01 EN 60534-8-4:2015

24、Inhalt SeiteEuropisches Vorwort 2 Einleitung 5 1 Anwendungsbereich . 6 2 Normative Verweisungen . 6 3 Begriffe . 6 4 Formelzeichen 7 5 Vorbereitende Berechnungen 9 5.1 Drcke und Druckverhltnisse . 9 5.2 Charakteristisches Druckverhltnis xFz9 5.3 Stellventiltypfaktor Fd. 10 5.4 Strahldurchmesser Dj.

25、10 5.5 Strahlgeschwindigkeit 10 5.6 Mechanische Leistung Wm. 10 6 Schallberechnungen 10 6.1 Berechnung des internen Schalldrucks . 10 6.2 Schalldmmma 14 6.3 Berechnung des externen Schalldrucks 14 7 Mehrstufige Ventilkegel 15 7.1 Allgemeines 15 7.2 Vorbereitende Berechnungen 15 7.3 Berechnung des Sc

26、hallpegels 15 7.3.1 Allgemeine Kriterien 15 7.3.2 Mehrstufige Ventile (siehe Bilder 1 und 3) 16 7.3.3 Feste mehrstufige Ventile mit steigendem Strmungsquerschnitt (siehe Bild 2) . 16 Anhang A (informativ) Beispiele fr Eingangsdaten 22 Literaturhinweise 32 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen

27、auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen 33 Bilder Bild 1 Beispiele fr mehrstufige Kegel in Hub- und Drehkegelventilen . 17 Bild 2 Beispiel fr ein festes mehrstufiges System mit steigendem Strmungsquerschnitt 17 Bild 3 Beispiel fr ein mehrstufiges Kegelsyst

28、em in einem Hubventil . 18 Bild 4 Hubventile (Kfigventil, Schlitzkegel) 19 Bild 5 Hubventile (parabolischer Kegel) 19 Bild 6 Lochkegel oder Lochkfig . 20 Bild 7 Exzentrische Drehstellventile 20 Bild 8 Stellklappen . 21 3 DIN EN 60534-8-4:2017-01 EN 60534-8-4:2015 SeiteBild 9 Segmentierter Kugelhahn,

29、 90 Hub 21 Bild A.1 Einfluss des xFz-Wertes auf die Berechnungsgenauigkeit 31 Tabellen Tabelle 1 Numerische Konstanten N 8 Tabelle 2 Typische Werte fr A. 11 Tabelle 3 Indizierte Terzmittenfrequenzen und Korrekturfaktoren der A-Bewertung . 13 Tabelle A.1 Berechnungsbeispiele 1 bis 3 . 23 4 DIN EN 605

30、34-8-4:2017-01 EN 60534-8-4:2015 Einleitung Es ist von groer Bedeutung, die Geruschemissionen, die von Stellventilen voraussichtlich generiert werden, vorausberechnen zu knnen. Sicherheitsbestimmungen wie die Arbeitsschutzrichtlinien schreiben eine Begrenzung der Lrmbelastung fr den Menschen vor. Da

31、rber hinaus liegen Daten vor, die zeigen, dass Schallpegel oberhalb bestimmter Werte zur Beschdigung von Rohrleitungen oder des damit verbundenen Equipments fhren knnen (siehe hierzu auch IEC 60534-8-3). Frhere Normen fr die Flssigkeitsschallberechnung bei Ventilen basierten stark auf Messdaten von

32、Herstellern und entsprachen weder dem Wunsch nach Allgemeingltigkeit noch dem nach Vollstndigkeit. Die hier gezeigte Methode kann auf alle konventionellen Stellventiltypen wie Hubventile, Klappenventile, Kfigventile, exzentrische Drehkegelventile und modifizierte Kugelhhne angewendet werden. Ein Ven

33、til beeinflusst den Durchfluss durch Konvertierung von Druckenergie in Turbulenzenergie, Wrme und mechanische Druckwellen in dem Ventilgehuse und den Rohrleitungen. Ein kleiner Anteil dieser mechani-schen Vibration wird in akustische Energie umgewandelt. Der Hauptanteil des Lrms wird im Rohrleitungs

34、-system zurckgehalten, ein kleiner Anteil wird durch die Rohrleitung hinter dem Ventil durchgelassen. Der Weg der Berechnung der sich daraus ergebenden Energie ist eigentlich klar vorgegeben. Schwierigkeiten ergeben sich im ersten Schritt bei der Bestimmung des akustischen Wirkungsgrades als Ma fr d

35、ie Konver-tierung der mechanischen Energie in Lrm und im zweiten Schritt aus der Bestimmung der Schallemissions-minderung durch die Rohrleitungswand. Dieser Teil der Normenreihe IEC 60534 betrachtet nur den Schall, der durch normale Turbulenz und Flssigkeitskavitation erzeugt wird. Er erfasst nicht

36、den Schall aufgrund von mechanischen Vibrationen, Flashing-Bedingungen, Instabilitten in der Strmung oder nicht vorausberechenbaren Phnomenen. Bei der typischen Installation dringt ein sehr kleiner Schallanteil durch die Wand des Ventilgehuses. Der vorausberechnete Schall entspricht einer Messung 1

37、m hinter dem Ventil und in 1 m Abstand von der ueren Rohroberflche in einem akustischen Freifeld. Idealerweise wird eine gerade Rohrleitungsfhrung angenommen. Da in industriellen Anlagen selten ein akustisches Freifeld vorliegt, kann diese Vorausberechnung von den tatschlichen Ergebnissen am Einbauo

38、rt abweichen. Diese Vorhersagemethode wurde anhand von Messdaten fr Wasser und fr einen Groteil der Stellventil-typen in dem Nennweitenbereich DN 15 bis DN 300 fr Eingangsdrcke bis 15 bar validiert. Jedoch knnten einige geruscharme Ventiltypen nicht erfasst worden sein. Diese Methode hat in den meis

39、ten Fllen eine Genauigkeit von 5 dB(A), wenn nach IEC 60534-8-2 messtechnisch ermittelte xFz-Werte herangezogen werden. Die Genauigkeit dieser Methode fr andere Flssigkeiten als Wasser ist derzeit noch nicht abgesichert. 5 DIN EN 60534-8-4:2017-01 EN 60534-8-4:2015 1 Anwendungsbereich Dieser Teil vo

40、n IEC 60534 beinhaltet eine Methode zur Vorausberechnung/Vorhersage der Geruschemis-sionen, welche von einem flssigkeitsdurchstrmten Stellventil erzeugt werden, sowie des daraus resultieren-den Schalldruckpegels hinter dem Ventil und auerhalb der Rohrleitung. Der Schall kann dabei sowohl durch norma

41、l turbulente Strmung als auch durch Kavitation im Ventil entstehen. Teile dieser Methode basieren auf akustischen, strmungstechnischen und mechanischen Grundlagen. Das Berechnungsverfahren wurde anhand von Messdaten validiert. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument

42、teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die An-wendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Aus-gabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (ein-schlielich aller nderungen). IEC 60534-1, I

43、ndustrial-process control valves Part 1: Control valve terminology and general considerations IEC 60534-2-3, Industrial-process control valves Part 2: Flow capacity Section 3: Flow capacity Test procedures IEC 60534-8-2, Industrial-process control valves Part 8: Noise considerations Section 2: Labor

44、atory measurement of noise generated by hydrodynamic flow through control valves IEC 60534-8-3, Industrial-process control valves Part 8: Noise considerations Section 3: Control valve aerodynamic noise prediction method 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach IEC 60534

45、und die folgenden Begriffe. 3.1 akustischer Wirkungsgrad Verhltnis der zu Schall umgewandelten Strmungsleistung zur Strmungsleistung des Massendurchflusses 3.2 Drosselklappe mit geriffelter Klappenscheibe Drosselklappen mit Riffelungen (Rillen) auf der (den) Flche(n) der Scheibe. Diese Riffelungen d

46、ienen dazu, dass der Durchflussstrom so gefhrt wird, dass die Dichtkante oder Sitzoberflche nicht beschdigt wird. 3.3 unabhngiger Durchflusskanal Durchflusskanal, wo der Durchfluss nicht von dem Durchfluss aus benachbarten Durchflusskanlen beein-flusst wird 3.4 Spitzenfrequenz fpFrequenz, bei der de

47、r interne Schalldruck seinen Hchstwert erreicht 3.5 Stellventiltypfaktor FdVerhltnis von hydraulischem Durchmesser eines einzelnen Durchflusskanals zum Durchmesser einer kreisfrmigen Blendenffnung, deren Flche quivalent zur Summe der Flchen aller identischen Durchfluss-kanle bei einem vorgegebenen H

48、ub ist 6 DIN EN 60534-8-4:2017-01 EN 60534-8-4:2015 4 Formelzeichen Symbol Beschreibung Einheit A(f) Frequenzabhngiger A-Bewertungsfaktor dBA (ref Po) AVentil-Korrekturfaktor fr den akustischen Wirkungsgrad (siehe Tabelle 2) Dimensionslos c1Schallgeschwindigkeit der Flssigkeit m/s caSchallgeschwindigkeit von Luft unter Standardbedingungen = 343 m/s cSSchallgeschwindigkeit in der Rohrleitung (fr Stahlrohrleitung 5 000) m/s Verschieden (siehe IEC 60534-1) C Durchflusskoeffizient (Kvund Cv) Verschieden (siehe IEC 60534-1) CRDurchflusskoeffizient (Kvund Cv) bei Nennhub CiDurchflusskoeffizient vo