Waterschap Brabantse Delta · R&D-lab · research-artifact

Klepverlies pilot — effectieve Kv zoals geïnstalleerd

R&D-lab gemeten 2026-06-24 versie 1.1 gereviewd
Hoeveel regelautoriteit heeft de kogelklep in de EVOLV-pilotopstelling écht, zoals hij is geïnstalleerd — niet zoals het datasheet belooft? We keren de aanpak van de pompkarakterisering om: elke rij van de (pomp × klep) matrix-sweep levert een onafhankelijke schatting van Kv = Q/√(Δp/SG), gegroepeerd per klepstand%.[1] De gefitte Kv(klepstand%)-curve wordt vervolgens tegen de eigen metingen gevalideerd (zelf-consistentie) en ontleed in klep- en circuitaandeel.

Aanleiding & vraag

EVOLV-pilotopstelling (KSB Calio 40-80 pomp + Aalberts BL2BA kogelklep).[1] Het omgekeerde van de pompbouw: elke rij van de (pomp × klep) matrix-sweep is een onafhankelijke schatting van Kv = Q/√(Δp/SG), gegroepeerd per klepstand%. Beweeg over de puntenwolk in figuur 1; wissel tussen de Kv-karakteristiek en de verliesdecompositie.

Data & methode

Debiet Q[m³/h] = 4.97e-4·ft1 − 1.34 (Modbus cross-kalibratie, dezelfde relatie als bij de pompkarakterisering[1]). Drukverschil Δp = dp_raw × 7.5e-5 bar/count, afgeleid van de Vega PT-range −200…1000 mbar over 16.000 counts; gecontroleerd tegen 7,9 m opvoerhoogte bij maximaal Δp versus het ~8 m operator-ijkpunt. Klepstand% = (fb − 4000)/16000 × 100.

aanname De gemeten reeks bevat alleen "stabiele rijen" (n = 1.580) uit de matrix-sweep; transiënte overgangsrijen zijn eruit gefilterd voordat Kv per klepstandbin is berekend. Dit is dezelfde filtermethode als bij de pompbouw en houdt de schatting robuust tegen kortstondige drukpieken.

Ingebouwd in generalFunctions als apart model BL2BA-RIG (zoals geïnstalleerd, klep ⊕ circuit); de datasheet BL2BA-curve blijft ongemoeid ter vergelijking.[2] Gebouwd door tools/rig/build_valve_kv.py + build_valve_artifact.py uit de meetset calio-40-80-matrix-2026-06-24.[1]

Resultaten

Effectieve Kv vs klepstand

Interactief: de puntenwolk toont elke gemeten rij uit de (pomp × klep) matrix-sweep (kleur = debiet, koel→warm), de lijn is de mediaan Kv per klepstandbin (het BL2BA-RIG-model). Knop "Verliesdecompositie" legt de datasheet-kale-klepcurve, de gefitte vaste circuitweerstand (Kv_loop ≈ 10,3) en de gemeten effectieve curve over elkaar. Databron: meetset calio-40-80-matrix-2026-06-24, Z-info/Modbus-tags van de pilotopstelling.[1]
Zelf-consistentie — voorspelde Δp (uit de gefitte Kv(klepstand%) via de vloeistofrelatie) versus gemeten Δp, mediaan en p90 van de absolute fout per 10%-klepstandband. Lage fout bij grotendeels open klep, oplopend naar (bijna) gesloten stand.

Waarom het verzadigt — het circuit domineert (serieweerstand-fit)

Volgens het datasheet opent de BL2BA DN25 tot Kv = 60,[2] maar de gemeten effectieve Kv loopt vast rond 10. Door 1/Kv_eff² = 1/Kv_valve² + 1/Kv_loop² tegen het datasheet te fitten komt er een vaste circuitweerstand Kv_loop ≈ 10,3 uit (constant over de bovenste klepstanden). Boven ~half open is het circuit de bottleneck — de klep regelt alleen vlak bij sluiten. Dit is de gedocumenteerde lage regelautoriteit.

Verliesdecompositie per klepstand: gemeten effectieve Kv, datasheet Kv van de kale klep (DN25), en de daaruit afgeleide circuit-Kv. De afgeleide circuit-Kv convergeert naar ~10,3 zodra de klep ver genoeg open is om niet langer de bottleneck te zijn — bij lage klepstand schrijft de fit alles aan de klep toe, dus de circuitterm is daar slecht geconditioneerd.

Discussie & beperkingen

De pilot laat zien dat de geïnstalleerde regelautoriteit van de BL2BA-klep sterk lager ligt dan het datasheet suggereert: boven ongeveer halfopen bepaalt de vaste circuitweerstand (leiding + fittingen) het drukverlies, niet de klepstand. Dat is een eigenschap van déze opstelling, niet van de klep op zich — een andere leidinglengte of -diameter zou een andere Kv_loop geven.

De zelf-consistentietoets (mediaan |Δp-fout| 7,6%, p90 39,9%) bevestigt dat het gefitte BL2BA-RIG-model de metingen goed reproduceert bij grotendeels open klep; de foutstaart zit bij (bijna) gesloten stand, waar kleine afwijkingen in klepstand-aflezing een relatief grote invloed hebben op de berekende Kv. aanname Rijen met lage klepstand schrijven in de decompositie-fit vrijwel alles toe aan de klep, waardoor de afgeleide circuitterm daar slecht geconditioneerd is — de Kv_loop-schatting steunt vooral op de bovenste klepstanden.

Een logische vervolgstap is de circuitweerstand direct te meten (bijv. door de klep volledig te verwijderen of te vervangen door een bekende weerstand) om de fit onafhankelijk te verifiëren, en de methode te herhalen op een tweede pilotlijn om te toetsen of Kv_loop specifiek is voor déze leiding.

Bronnen

  1. EVOLV pilotopstelling, KSB Calio 40-80 + Aalberts BL2BA matrix-sweep, meetset calio-40-80-matrix-2026-06-24, Z-info/Modbus-tags. gemeten 2026-06-24
  2. Aalberts, datasheet BL2BA kogelklep DN25 (Kv-curve tot Kv = 60). geraadpleegd 2026-06-24
Data-vintage Meetset calio-40-80-matrix-2026-06-24 · n = 1.580 stabiele rijen
Methode Kv = Q/√(Δp/SG) per klepstandbin; serieweerstandsfit 1/Kv_eff² = 1/Kv_valve² + 1/Kv_loop² tegen datasheet
Code & reproduceerbaarheid in dit bestand (view-source); gebouwd door tools/rig/build_valve_kv.py + build_valve_artifact.py
Contact R&D-lab · lab.wbd-rd.nl