Применение управляемых демпферов для стабилизации гидравлического режима в системе водоснабжения сельскохозяйственных объектов

• Автор: Мальцев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 167 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1.1. Анализ исследований неустановившегося движения жидкости, существующих методов и средств борьбы с колебательными процессами
1.2. Анализ методов прогнозирования энергетических процессов в сельскохозяйственных агрегатах.
1.3. Обзор конструктивных решений стабилизаторов давления для трубопроводных систем различного назначения

1.4. Перспективные средства гашения колебаний

1.5. Выводы и задачи исследований

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЕМПФИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ И АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ИМИ.

2.1. Демпфирование пульсаций в трубопроводе с помощью воздушных камер .

2.1.1. Исходные понятия и соотношения

2.1.2. Функционирование шаровых камер

2.2. Функционирование тороидальных камер.

2.3. Демпфирование колебаний определенной частоты сжатой камерой
2.4. Функционирование тороидальной камеры, погруженной в жидкость
2.4.1. Выражение силы через смещение х и давление р
2.4.2. Тороидальная камерагаситель колебаний давления фиксированной частоты
2.5. Функционирование тороидальной камерыдемпфера в трубопроводе
2.6. Управление камерой
2.7. Расчет параметров камеры в виде тора
2.8. Энергетическая цепь экспериментальной установки.
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Назначение экспериментальной установки и ее структурная схема
3.2. Характеристика устройств и агрегатов, входящих в экспериментальную установку.
3.2.1. Дизельгенератор.
3.2.2. Гидравлическая часть.
3.2.3. Согласующее устройство.
3.2.4. Плата аналогоцифрового и цифроаналогового преобразования Ь3
3.2.5. Первичный измерительный преобразователь избыточного давления
3.2.6. Первичный измерительный преобразователь расхода
3.2.7. Первичный измерительный преобразователь тока.
3.2.8. Первичный измерительный преобразователь крутящего момента
3.2.9. Первичный измерительный преобразователь давления газов в цилиндре дизеля
3.3. Комплекс АКиУЭП
3.4. Поверка измерительной аппаратуры.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
4.1. Планирование эксперимента
4.2. Идентификация экспериментальных зависимостей и модели
4.3. Проверка адекватности математической модели ДУ в системе водоснабжения
4.4. Расчет техникоэкономической эффективности от применения разработанных средств демпфирования в системах водоснабжения сельскохозяйственных объектов
4.4.1. Общая методика расчета.
4.4.2. Расчет экономической эффективности от демпфирующего устройства дизельгенератора на базе дизеля Д и синхронного генератора ОС
4.4.3. Расчет экономической эффективности от применения программного
комплекса АКиУЭП.
Заключение
Библиографический список
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ


Применяемые конструкции клапанов сброса описаны в работе . Продолжительность сброса регулируется с помощью специальной системы управления. Иногда вместо клапанов сброса используются разрывные мембраны . Кроме того они осуществляют защиту основной трубопроводной системы только от гидравлических ударов и практически неработоспособны в случае вынужденных колебаний давления и расхода. Последние становятся особенно опасны в резонансных условиях, когда собственные частоты колебания жидкости в трубопроводе близки к частотам вынужденных колебаний. В работах Б. Ф. Гликмана и К. С. Колесникова , рассматриваются методы подавления резонансных явлений в топливных магистралях ЖРД путем установки на входах в насосы податливых элементов демпферов. В монографии К. В этой же работе представлены конструктивные варианты газовых, пружинных, сильфонных и смешанных демпферов применительно к топливным магистралям ЖРД. Средства защиты от колебаний давления в авиационных трубопроводах излагаются в монографии В. П. Шорина 6. Здесь описываются гасители колебаний различных типов и принципов работы газожидкостные гасители емкостного типа, гасители типа параллельного резонансного контура, гасители инерционного принципа действия и гасители с активным волновым сопротивлением. В работах П. А. Гладких и С. А. Хачатуряна описываются конструкции гасителей пульсаций давления, используемые в газопроводах. Акустические фильтры состоят из ряда камер, перегородок и перфорированных для прохода газа. Как правило, для них характерна достаточно узкая полоса гасимых частот. Определение их размеров и отработка конструкций до настоящего времени ведется в основном эмпирически. Основными недостатками являются узкополосность и дополнительное гидравлическое сопротивление, вносимое в поток, а, следовательно, и дополнительные потери энергии. При прогнозировании энергетических процессов в сельскохозяйственных агрегатах СХА чаще ставятся задачи построения математических моделей машин как многомерных динамических систем , , , , . ГзДУ Г, ДУ АГ гпАА ЛДХ 1. Ту и i коэффициенты, имеющие размерность времени и отражающие соответственно инерционные и демпфирующие свойства динамической системы Кц коэффициент усиления системы, характеризующий ее статические свойства тп коэффициент, имеющий размерность времени и отражающий влияние скорости изменения возмущения на колебание системы. Для случая установившегося движения выражение 1. Ау КиАХ0. При выполнении практических расчетов в ряде методик , влиянием скорости изменения возмущения пренебрегают. Тогда уравнение 1. Г, ДГ ДГ ЛцДХ. В качестве динамических характеристик СХА часто применяются передаточные, импульсные переходные функции и частотные характеристики , , . Последние могут быть получены из выражения типа 1. КИАХ. После прямого преобразования Лапласа при нулевых начальных условиях уравнение 1. Гл1Ду5 Л,ДАг, 1. Бау комплексная переменная V1 со круговая частота Ауя и АХй соответствующие изображения переменных. Г5 0еяЛ. Передаточную функцию динамической системы, описываемой дифференциальным уравнением 1. ЛУ ТГфАХр. Как видно из приведенных выражений, передаточные функции позволяют судить о преобразующих свойствах динамических систем в условиях переменных воздействий. Щ0Ьт,1У5. ЬУз обратное преобразование Лапласа. Импульсная переходная функция является реакцией системы на единичную импульсную функцию или дельтафункцию и является характеристикой динамической системы, обуславливающей ее свойства во временной облас
Реакцией динамической системы на единичную ступенчатую функцию вида у0 используется переходная характеристика. При изучении динамических свойств мобильных машин в качестве входных переменных используют типовые воздействия в виде гармонических колебаний , . О и уП соответственно действительная и мнимая части частотной характеристики. Частотные характеристики У2 динамической системы могут быть получены из передаточной функции Уз заменой ь О. При этом передаточные функции представляются, как правило, в виде дробнорациональных функций
1. О . Д
где пик показатели степени, причем пк.