Konspek2t-regulator przep_07.pdf

Regulatoryprzepływu

PrędkośćruchuodbiornikamoŜnaregulowaćnajlepiejprzezzmianęwielkościstrumienia

doplywającegodojegokomórroboczych(metodaobjętościowa)lubprzezzastosowaniewukładzie

odpowiednichzaworówsterującychnatęŜeniemprzepływu.

1.0. ZaworysterującenatęŜeniemprzepływu

Zadaniem tej grupy zaworów jest wpływanie na wartość natęŜenia przepływu czynnika

dostarczanego do odbiornika dowolnego typu. Oddziaływanie to moŜe mieć na celu sterowanie

prędkością(np.siłownika)lubustaleniejejnazadanympoziomie.

ZaworysterującenatęŜeniemdzielimyna:

zaworydławiące:umoŜliwiajązmianęprędkościroboczejsilnikazasilanegopompąostałej

wydajności(metodadławieniowaregulacjiprędkości),

regulatoryprzepływu:pozwalająnastabilizacjęprędkościsilnika(siłownika)niezaleŜnieod

jegoobciąŜeniazewnętrznego,

synchronizatory: zadaniem ich jest podział strumienia na dwa strumienie zasilające

równocześniepracującenp.siłowniki.

Zaworytebudowanesąjako:

nastawne(poleprzekrojuprzepływowegomoŜnazmieniać),

nienastawne.

2.0. Dwudrogowyregulatorprzepływu

2.1.Uwagiogólne

ZadaniemregulatoraprzepływujestutrzymanienastawionejwartościnatęŜeniaprzepływuna

jegowyjściuniezaleŜnieodzmianciśnieniawtejgałęziorazchwilowychzmianwydajnościpompy.

Regulator zasilany jest strumieniem Q 1 , przy stałym ciśnieniu , nastawionym za pomocą

zaworu przelewowego. Strumień ten doznaje podziału na przechodzący przez regulator strumień

uŜyteczny Q 2 , zasilający odbiornik i strumień Q z odprowadzony przez zawór przelewowy do

zbiornika.Czyli:

Q 1 =Q 2 +Q z

Regulatordwudrogowywłączasięwukładzienadopływiedoodbiornikalubnaodpływie.

Symbolegraficzneregulatorówprzepływu(dwudrogowych)przedstawionoponiŜej.

2.2. Budowaidziałanieregulatoradwudrogowego

Regulatordwudrogowyskładasięzdwuzaworów:zaworudławiącegoizaworuróŜnicowego

połączonych szeregowo. Kolejność połączenia zaworów jest dowolna, ale częściej stosuje się

połączeniezzaworemdławiącymnawejściu.

BudowęregulatoraprzedstawiononarysunkuponiŜej.

Konspekt:Regulatoryprzepływu

nastawialny nienastawialny

ZawórróŜnicowyskładasięztłoczkaispręŜyny.Wczasiepracyregulatora(Q 1 >Q 2 ),suwakzaworu

róŜnicowegojestobciąŜonysiłąspręŜynyp s wynoszącej:

schematszczegółowyschematuproszczony

p s

= 0 ,

gdzie:k s –sztywnośćspręŜyny,x 0 –napięciewstępnespręŜyny,x–przemieszczeniesuwaka.

orazsiłamipochodzącymiodciśnieńpanującychprzedizazaworemdławiącym,oddziałującymina

tejsamejwartościpolapowierzchniczołowychtłoczka.

Przypominięciusiłyhydrodynamicznejisiłtarcialepkiegorównanierównowagitłoczkamapostać

⋅

Spadek ciśnienia na zaworze dławiącym przy niezmiennym polu powierzchni f d otworu

dławiącego:

−

⋅

( )

Wczsiepracyukładuhydraulicznegoregulatorpodnosiciśnieniewukładzieowartośćp reg i

otwiera zawór przelewowy tak, Ŝe nadwyŜka cieczy, której nie pobierze odbiornik (siłownik lub

silnik)przelewasiędozbiornika.Jeśliciśnienieotwarciazaworuprzelewowegowynosip 1 to:

p reg

gdzie:

p reg =p d +p r spadekciśnienianaregulatorzejestsumąspadkuciśnieniana

dławikuispadkuciśnienianazaworzeróŜnicowym,

p 2 ciśnienieuŜyteczneodbiornika.

Zakładając,ŜeodstronyodbiornikaciśnieniemawartośćstałąijeślinatęŜenieprzepływu

przezregulatorwzrośnietonazaworzedławiącymwystąpiwiększyspadekciśnienia.Spowodujeto

wzrost ciśnienia p ‘ 1 , które działając na tłoczek przesunie go do góry i przydławi (zmniejszenie

szczelinyf r )przepływdowartościnastawionej.

Zmniejszenie natęŜeniaprzepływuprzezregulatorpowodujezmniejszeniespadkuciśnienia

na dławiku, a tym samym spadek ciśnieniap ‘ 1 . Tłoczek pod działaniem sił przesunie się w dół i

powiększyprzekrójprzepływowy.NatęŜenieprzepływuprzezregulatorpowiększysiędowartości

nastawionej. PoniewaŜ ugięcie ruchowe x spręŜyny jest niewielkie w porównaniu z ugięciem

wstępnymspręŜynyx 0 ,dlategomoŜnaprzyjąć,Ŝep d =const,awięctakŜeistrumieńwyjściowy

będziemiałwartośćstałą.

Konspekt:Regulatoryprzepływu

Wpraktyceprzyjmujesię,Ŝespadekciśnienianadławiku(przykonstruowaniuregulatora)

powinienzawieraćsięwgranicach0,21MPa.

WczasiepracyregulatoraspadekciśnienianazaworzedławiącymmoŜnaprzyjąćzastały,to

przy zmieniającym się ciśnieniu p 2 , właściwie największe zmiany spadku ciśnienia występują na

zaworzeróŜnicowym.Jeślinp.p 1 =10MPa,p 2 =1MPa,p d =0.5MPato:

p r =p 1 –p 2 p d =8,5MPa

Jeślip 2 =9MPa,apozostałewartościjakwyŜejto:

p r =10–9–0,5=0,5MPa.

2.3. Bilansmocyregulatoradwudrogowego

BilansmocytegoregulatoraprzedstawiononarysunkuponiŜej.

CałkowitamocdoprowadzonadoregulatoraniezaleŜyodobciąŜenia.NiezaleŜneodobciąŜeniasą

równieŜstratynazaworzedławiącym(prostokątdolny)iprzelewowym(prostokątgórny).Przekątna

prostokątawewnętrznegodzielipolenamocuŜytecznąoraznastratęnazaworzeróŜnicowym(obie

wielkości są proporcjonalne do obciąŜenia ; pierwsza wprost, druga odwrotnie). Im mniejsze jest

obciąŜenienawyjściuzregulatora,tymwiększajeststratamocynazaworzeróŜnicowym.Zrysunku

widać,ŜesprawnośćregulatoradwudrogowegoprzymałymobciąŜeniujestbardzomała.Stosowanie

zatemtegotypuregulatorawukładachnapędowychocykluroboczymzakładającymdłuŜszeokresy

pracybezobciąŜeniajestniewskazane.

2.4. Charakterystykaregulacyjnaiprzepływowa.

CharakterystykaregulacyjnaregulatoraprzedstawiazaleŜnośćQ 2 =f(nastawadławika)przystałym

ciśnieniu p 2 , a charakterystyka przepływowa jest to zaleŜność Q 2 = f(p 2 ) przy stałej nastawie na

zaworzedławiącymregulatora(stałyprzekrójprzepływowy).

Char.teoret.

Char.rzeczyw.

Q 2

p 2 –const

Wartośćnastawy–const.

0 2 4 6 8 10

Wartośćnastawy

p 2

Charakterystykaregulacyjna Charakterystykaprzepływowa

Konspekt:Regulatoryprzepływu

Regulatorspełniaswojąfunkcjędopierowówczas,gdy

Q 1 >Q 2 oraz(p 1 –p 2 )<p d +p r

Odchylenie rzeczywistej charakterystyki przepływowej od poziomu wyznacza wartość błędu

regulacji.

3.0.Regulatortrójdrogowy

Regulator trójdrogowy zbudowany jest z dwóch zaworów elementarnych (dławiący i

róŜnicowy)połączonychrównolegle.

schematszczegółowy

schematuproszczony

symbolgraficzny

Regulatortrójdrogowymontowanyjestwukładziehydraulicznymtylkonadopływiedoodbiornika

Działanie moŜna samemu opisać zakładając, Ŝe ciśnienie p 2 = const. Regulator ma własny

upustcieczydozbiornikaiwzwiązkuztymnaregulacjępobieraznaczniemniejmocyniŜregulator

dwudrogowy.Strumieńregulowanywystępujenawyjściuztegoregulatora.

Mocdoprowadzonadoregulatorawynosi:

gdzie:N u =Q 2* p 2 –mocuŜyteczna,N d =Q 2 *p d –stratamocynazaworzedławiącym,N r =Q r* p 1 =

Q r* (p 2 +p d )–stratamocynazaworzeróŜnicowym.

Konspekt:Regulatoryprzepływu

BilansmocyregulatoratrójdrogowegoprzedstawiononaponiŜszymrysunku.

4.0 RegulacjanatęŜeniaprzepływudławikiem

Zaworydławiące(dławiki)posiadająróŜnegorodzajuszczelinydławiące.Wjednymskrajnymprzypadku

szczelinęstanowidługiotwóromałejśrednicy(kapilara),wdrugimotworemjestkryzaostrokrawędziowa.

PrzepływolejuprzezdławikopisujezaleŜność:

⋅

d p

⋅

gdzie:

kwspółczynnikproporcjonalności:dlakapilaryk=d 2 /32l,dlakryzyk= ς

ζ⋅

d,l–wymiarykapilary;,ς–lepkośćigęstośćoleju,ξwspółczynnikstrat,

S d –poleprzekrojuprzepływowegodławika,p–róŜnicaciśnieńnadławiku,mwykładnikpotęgowy(dla

kapilarym=1,dlakryzym=0.5).

Postaćkońcowawzorównaprzepływyprzezdławikijestnastępująca:

dlakapilary

⋅

128

⋅

dlakryzyostrokrawędziowej

⋅

CharakterystykiprzepływowedlaobudławikówprzedstawiononaponiŜszymrysunku.

Charakterystykędlakapilaryprzedstawialiniaprostaacharakterystykędlakryzyparabola.

NarysunkupokazanotakŜemoŜliwośćregulacjiprędkościnp.tłokasiłownika(małezmianyQprzy

znaczniewiększychzmianachp,odpowiadającychzmianomsiłynatłoczyskusiłownika).Stądwidać,Ŝe

dławikiemniemoŜnautrzymaćstałejprędkościtłoka.Jednakniekiedywpraktycznychzastosowaniachtakie

wahaniaprędkościsądopuszczalne.

PoniŜejrozpatrzonotrzyprzypadkimontaŜudławikówwukładziehydraulicznym:

dławikmontowanynadopływieolejudosiłownika,

dławikwmontowanynawypływieolejuzsiłownika,

dławikzamocowanyrównolegledosiłownika.

Jeślidławikmocowanyjestnadopływieolejudosiłownika(rys.poniŜej)tostrumieńoleju

podawanyprzezpompędzielisięnadwa.Jedenstrumieńpłynieprzezsiłownik(jednocześnieteŜprzez

dławik)adrugiprzezzawórprzelewowy.Zawórprzelewowyjestotwartyiciśnieniewukładziejeststałei

równeciśnieniuotwarciazaworup o .Jeśliprzyjąć,Ŝeciśnieniewprawejkomorzesiłownikajestrównezero,

towlewejkomorzeciśnieniepbędziezaleŜećodsiłyFprzyłoŜonejdotłoczyska(przypominięciusiłtarcia).

Zwarunkurównowagisiłrzutowanychnakierunektłoczyskaotrzymano:

Q d

p d p

p t

* =

− F

czyli:

p=F/S t .

Aprędkośćtłokabędzierówna;

Konspekt:Regulatoryprzepływu

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: