Исследование и разработка гидравлических регулирующих устройств с плавающим диском для регуляторов прямого действия

• Автор: Юферев, Юрий Борисович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Смоленск
• Количество страниц: 222 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА ПЕРВАЯ. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ С ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ В КАЧЕСТВЕ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА Ю

1.1. Состояние вопроса . Ю

1.2. Обзор литературы. . . .

1.3. Постановка задачи

ГЛАВА ВТОРАЯ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ С ПЛАВАЮЩИМ ДИСКОМ
2.1. Описание принципиальной схемы и принципа действия регулирующего устройства с плавающим диском .

2.2. Экспериментальная установка

2.3. Испытания модели с поступательным перемещением

диска.
2.4. Экспериментальные исследования моделис односторонним перемещением диска. Методика обработки результатов испытаний
2.5. Определение коэффициента гидравлического сопротивления и коэффициента расхода регулирующего устройства.
2.6. Определение подъемной силы диска.
2.7. Определение коэффициентов расхода зазора и дросселя
ВЫВОДЫ. 9
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯ СКОРОСТЕЙ И ДАВЛЕНИЙ ПОТОКА НА ПЛОСКОСТЯХ ДИСКА. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
3.1. Цели и задачи исследования.
3.2. Сравнительный анализ известных численных методов
г
3.3. Основные положения методики расчета потока в проточной части регулирующего устройства .
3.3.1. Задание граничных условий
3.3.2. Применение метода КЭ для расчета потенциального
3.4. Функции формы элемента
3.5. Дискретизация на отдельные элементы 1П
3.5.1. Вычисление компонентов матриц II И II и Ье . . .
3.6. Алгоритм расчета потока в проточной части регулирующего устройства.
3.7. Описание расчетов
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
РЕГУЛИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА. Ы
4.1. Дифференциальное уравнение движения диска Ш
4.2. Экспериментальное определение динамической характеристики диска
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА ПЯТАЯ. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И МЕТОДИКА
РАСЧЕТА РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
5.1. Общие замечания.
5.2. Определение основных параметров регулирующего устройства
5.2.1. Гидравлический расчет
5.2.2. Определение основных размеров регулирующего устройства.
5.2.3. Расчет привода
ГЛАВА ШЕСТАЯ. ВНЕДРЕНИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
6.1. Внедрение, экономическая эффективность применения
и некоторые направления в развитии дисковых регулирующих устройств
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ. ПЬ
ЛИТЕРАТУРА


При перемещении сопла вниз на величину полного хода диска, последний своей плоскостью ложится на плоскость кольцевого выступа 7. Таким образом, выбирая необходимую площадь, ограниченную кольцевым выступом 7, можно обеспечить плотное перекрытие патрубка 5 с любой степенью герметичности. При перемещении сопла вверх полость 3 через сопло сообщается со сливом,в результате чего плавающий диск 2 поднимается вверх, отслеживая перемещение управляющего сопла. На рис. Это условие выполняется наличием переменного по ходу зазора между регулирующим органом и стенками камеры. На рис. При закрытом управляющем канале I регулирующий орган 2 прижат к своим уплотняющим поверхностям входным давлением Рвх, поступающим в камеры 3 через зазоры 4 между регулирующими органами и стенками камеры. При определенном открытии управляющего канала давление в камере 3 уменьшается за счет дросселирования зазором 4 входного давления. Регулирующие органы под действием входного давления выходят из соприкосновения с уплотняющими поверхностями. Увеличивающийся с открытием диска или шара зазор обуславливает уменьшение им сопротивления входному потоку и пропорциональное перемещение регулирующего органа в зависимости от открытия управляющего канала. Регулирующие устройства для релейных режимов работы представляют собой цилиндрическую камеру I (рис. В камере свободно размещается релейный регулирующий элемент в виде диска или шара. Устойчивые положения диска или шара относительно торцов камеры определяются перемещениями клапанкового элемента 6. Если клапан открывается и после этого остается в открытом положении, то плавающий диск или шар под действием потока регулируемой среды, протекающей из канала 2 в канал 3, а также под действием пониженного давления в полости I перемещается к верхнему торцу цилиндрической камеры, перекрывая управляющий канал 4, обеспечивая этим срабатывание регулирующего элемента. Аналогичное релейное устройство показано на рис. Здесь вместо диска применена мембрана 5 с дроссельным отверстием 7 малого диаметра для сообщения входного канала с надмембранной камерой. В силу того, что натекание рабочей жидкости в надмемб-ранную камеру ограничено отверстием малого диаметра, чувствительность такого устройства выше, чем у дискового. Релейному способу регулирования в ряде случаев оказывается предпочтение в силу того, что он обладает более гибкими возможностями в осуществлении амплитудного, широтного или частотного способов регулирования [] , кроме того, устройства двухпозиционного регулирования более надежны, чем линейные, аналоговые [ПО]. Однако, дискретный способ регулирования не может быть приемлем для регулирования больших движущихся масс жидкости из-за появления гидравлических ударов в системах. Главным достоинством релейных регуляторов, построенных на дисках является их простота, обусловленная минимальным количеством деталей в регулирующем устройстве, малое гидравлическое сопротивление проточной части, а также малая мощность привода. Характер процесса регулирования на рассмотренных устройствах определяется характеристиками зазора между регулирующим органом и стенками камеры, а также характеристиками клапанкового управляющего элемента (дросселя) при его перемещении. Сравнительные характеристики этих регулирующих устройств приведены в табл. Из таблицы видно, что для непрерывных законов регулирования характерно наличие переменного дросселя и отрицательной обратной связи по положению регулирующего органа. G~pc/C/OO с/дрез /оері/лору/осцЄЄ c/c. OCxr? Напротив, релейные законы регулирования получаются, в основном, при наличии релейного управляющего элемента. Параметры, влияющие на перемещение регулирующего органа, определяются при рассмотрении перепада давлений в отдельных звеньях гидравлической цепи регулирующего устройства, которое представляет собой два параллельных сопротивления. Одним из них является перекрываемое диском проходное сечение (см. Р- 1Рь-ЯНЛ-ЛшП$§-*? Рейнольдса. В квадратичной области ? С0Л$? Дроссель позволяет регулировать величину расхода через управляющий канал и, соответственно, перепад давлений Рвх - Р]-, формирующий подъемную силу на диске.