Расчет статической характеристики клапанов давления заданной структуры

Содержание

1. Цель расчётного задания

2. Постановка задачи и исходные данные

3. Назначение, устройство и принцип действия клапана

4. Математическая модель

5. Определение площадей проходных сечений

6. Расчёт и построение статической характеристики

7. Построение графической зависимости коэффициента расхода рабочей щели основного клапана от числа Рейнольдса и гидродинамической силы от открытия рабочей щели клапана

8. Вывод по проделанной работе

9. Список использованной литературы

1. Цель расчётного задания

Целью расчётного задания является закрепление и углубление знаний, полученных в процессе изучения лекционного курса, а также приобретение навыков расчёта статической характеристики клапанов давления заданной структуры.

2. Постановка задачи и исходные данные

клапан рейнольдс гидродинамический рабочий щель

Для заданной конструктивной схемы клапана, известных базовых параметров, условиях и ограничениях задачи необходимо:

Рассчитать зависимость регулируемого давления от расхода жидкости;

Определить расчётное значение показателя качества клапана, характеризующего точность регулирования давления, сравнить его с граничным значением, определяющим порог конкурентоспособности аппарата;

Провести качественный анализ возможностей улучшения рассматриваемого показателя качества за счёт изменения конструктивных размеров клапана;

Исходными данными для расчёта являются:

Конструктивная схема клапана.

Рис.2.1. Конструктивная схема клапана непрямого действия.

Линейные размеры и углы (см. рис.1):

Жесткость и предварительное сжатие пружины основного клапана С, h0, жесткость пружины управляющего клапана С1:

Максимальный расход рабочей жидкости через клапан Qmax:

Давление настройки клапана p0:

Давление на выходе из клапана (для напорного клапана) p2:

Плотность рабочей жидкости ρ:

Изменение регулируемого давления в диапазоне расходов от Qmin до Qmax, которое должно быть не более Δp:

Коэффициенты расхода щелей основного клапана μк, управляющего клапана μу и дросселя μдр(диафрагменный):

-основного ЗРЭ (цилиндр-конус):

-вспомогательного ЗРЭ(конус-цилиндр):

-дросселя:

3. Назначение, устройство и принцип действия клапана

Напорные клапаны предназначены для ограничения давления в подводимом к ним потоке рабочей жидкости.

В зависимости от воздействия потока жидкости на запорно-регулирующий элемент напорные клапаны делятся на клапаны прямого и непрямого действия. В клапанах прямого действия рабочее проходное сечение изменяется в результате непосредственного воздействия потока жидкости за запорно-регулирующий элемент.

Напорные клапаны прямого действия просты, надежны, дешевы. Однако для больших расходов и давлений они не применимы, так как требуются более мощные пружины. При этом увеличиваются габариты, трудно обеспечить допустимую неравномерность давления.

В этих условиях применяют клапаны давления непрямого действия, конструктивная схема, которых показаны на рис. 2.

Напорные, клапаны непрямого действия состоят из основного клапана 1 и вспомогательного (управляющего) клапана 4. Значение давления, которое ограничивает клапан, устанавливается с помощью регулировочного винта, воздействующего на пружину 3 вспомогательного клапана.

Напорный, клапан непрямого действия может работать в двух режимах. При работе в режиме предохранительного клапана он ограничивает давление в гидролинии, к которой клапан подсоединяется. Если давление в ней не превышает допустимого значения, то конус клапана 4 прижат к седлу; силы давления, действующие на клапан 1 сверху и снизу, одинаковы, и основной клапан 1 под действием пружины 2 занимает нижнее положение, перекрывая при этом подводимую к клапану гидролинию.

Когда давление р превышает значение, установленное пружиной 3, конус 4 приподнимается, жидкость через дроссель 5 идет на слив, на дросселе возникает перепад давления, под действием которого клапан 1 поднимается, открывая проходное сечение и перепуская расход рабочей жидкости Q на слив.

Рис. 3.1. Схема расположения рабочих органов клапана.

При работе в режиме переливного клапана через рассматриваемый гидроаппарат сбрасывается на слив излишек расхода рабочей жидкости Q, который не в состоянии пропустить дроссельные устройства гидросистемы. В этом режиме работы значение давления должно оставаться практически постоянным, что напорный клапан непрямого действия и.обеспечивает. Так как через клапан всегда должен сливаться тот или иной расход жидкости, клапан 1 находится в приподнятом положении, что возможно лишь при наличии расхода жидкости через клапан 4 и, следовательно, перепада давления на дросселе 5. Значение этого расхода небольшое и обычно не превышает 0,5—1 л/мин.

При увеличении расхода Q который клапан должен пропустить, увеличивается давление р, конус поднимается несколько выше установившегося положения, увеличивается расход Qдр и перепад давления на дросселе 5. Основной клапан несколько приподнимается, увеличивая проходное рабочее сечение, что приводит к пропуску большего расхода и, следовательно, к уменьшению давления р.

4. Математическая модель

1. Уравнение равновесия основного заполно

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать