Регулирующий клапан прямого действия - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Регулирующий клапан прямого действия

Регулирующий клапан с мембранным исполнительным механизмом РК-1. Назначение и принцип действия, определение функциональной зависимости между входом и выходом. Расчет коэффициентов. Определение основных характеристик. Анализ элемента как системы.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Регулирующий клапан с мембранным исполнительным механизмом РК-1
Определение функциональной зависимости между входом и выходом
Если, например, к устройству подходит слишком большое количество жидкости, чем было определено при монтаже трубопровода, то под действием давления жидкости и других факторов срабатывает регулятор (регулятор открывается), пропуская только то количество жидкости, необходимое для нормальной работы системы. Если же к устройству подходит малое количество жидкости - давление уменьшается и регулятор закрывается до тех пор пока давление не увеличится и напор жидкости не возрастет.
Следовательно, регулятор обеспечивает контроль над тем количеством жидкости, которое проходит через сечение трубопровода.
К регуляторам прямого действия относят те, у которых перемещение регулирующего элемента осуществляется за счет энергии регулируемого объекта, т. е. применительно к гидроаппарату -- за счет энергии рабочей жидкости. Как правило, регуляторы этого типа требуют небольшой мощности для управления регулирующим элементом.
Для исследования и анализа я выбрала регулирующий клапан прямого действия с мембранно-пневматическим исполнительным механизмом. Он прост в конструктивном отношении и является наиболее наглядным объектом для исследования.
1 - корпус; 2 - золотник клапана нормально-открытой сборки; 3 - шток; 4 - сальник; 5 - регулировочная пружина; 6 - чаша гидропривода; 7 - мембрана; 8 - жесткий центр; 9 - золотник клапана нормально-закрытой сборки
Такой регулятор используют для поддержания давления до себя, после себя, а также для поддержания перепада расхода воды на абонентских вводах.
Достоинством регулятора является возможность сборки различных по назначению регуляторов прямого действия из унифицированных деталей. Кроме того, регулятор может быть использован в качестве регулирующего органа в регуляторах непрямого действия. Регулируемое давление устанавливается путем натяжения пружины, а также применения пружин различной жесткости. Разгрузка затвора (золотника) от давления воды до и после него достигается путем применения разгрузочного сильфона, эффективная площадь которого равна эффективной площади золотника.
Рис. 2. Схема вариантов сборки регулятора а - при поддержании давления «до себя»; б - при поддержании давления « после себя»; в - при поддержании перепада давлений
Сила, развиваемая мембраной исполнительного устройства под действием регулируемого давления или перепада давлений, уравновешивается усилием пружины. Регулятор может быть собран по схеме «нормально открыт» и «нормально закрыт».
Схемы вариантов сборки регулятора приведены на рис. 2 /6, c. 83/.
При регулировании давления р 01 перед регулятором /рис. 2, а / импульсная линия 6 соединяет точку регулируемого давления с подмембранной зоной. Клапан 1 устанавливается сверху (со стороны сильфона 3 ) . При отсутствии движения воды в трубопроводе регулирующий клапан 1 под действием пружины 4 будет находиться в закрытом состоянии («нормально закрыт»). При движении воды давление р 01 до регулятора выше давления р 02 после регулятора. Сильфон 3 разгружает клапан 1 от давления р 02 . Давление р 01 , действуя на клапан снизу, создает усилие, поднимающее клапан, этому противодействует усилие растянутой пружины 4. Кроме того, сверху на клапан через шток 7 действует усилие, создаваемое мембраной 5 . Если давление до регулятора становится ниже установленной величины, то мембрана 5 опускается вниз, прижимая клапан 1 к седлу 2, уменьшая сток до тех пор, пока не восстановится равновесие сил. При увеличении давления до регулятора мембрана 5 поднимается вверх, усилие, создаваемое мембраной, становится больше силы упругости пружины и клапан с помощью штока 7 поднимается вверх, увеличивая сток воды. Давление р 01 снижается до заданной величины.
При поддержании давления после регулятора /рис. 2,б/ импульсная трубка 6 соединяет точку регулируемого давления с нижней камерой мембраны 5 , а клапан 1 устанавливается снизу (со стороны пружины 4 ) . У собранного таким образом регулятора при отсутствии давления воды в трубопроводе под действием пружины 4 регулирующий клапан 1 находится в открытом положении («нормального открыт»).
Для регулирования перепада давлений (расхода воды) /рис. 2, в/ клапан 1 устанавливается так же, как в предыдущем варианте, снизу; подмембранная зона соединяется с началом регулируемого участка, а надмембранная зона -- с концом регулируемого участка импульсными трубками 6. Усилие, развиваемое мембраной 5 под действием перепада давлений, уравновешивается усилием пружины 4. Если регулируемое давление или перепад давлений отклоняется от заданного значения, тогда под действием усилия мембраны 5 клапан 1 открывается или закрывается, что ведет к восстановлению значения регулируемого параметра.
Построим график амплитудно-частотной функции А (щ):
4. Определяем фазо-частотную функцию ц (щ).
Построим график фазо-частотной функции ц (щ):
5. Определяем переходную функцию h (t).
Построим график переходной функции h (t):
Учитывая, что с = 1,24, b = 1,068 мм 2 /с,
6. Определяем импульсную функцию щ(t).
Построим график импульсной функции щ (t):
Если пневматический клапан применяется в системе с инерционным объектом, в котором переходные процессы протекают медленно, т. е. скорости изменения р вх и s вых небольшие, то величина ускорения d 2 s вых / d t 2 с точностью, достаточной для практических расчетов, может быть принята равной нулю. Тогда дифференциальное уравнение клапана примет вид /4, с. 45/:
1. Определяем передаточную функцию элемента W(р).
Перейдем от дифференциального уравнения к операторной форме. Рассмотрим оператор дифференцирования: и подставим его в уравнение (1) получим.
Запишем передаточную функцию для нашего элемента:
2. Определяем частотную функцию элемента W(jщ).
Пусть р - число мнимое, т. е. у = 0, а р = jщ, подставляем р в уравнение для передаточной функции, получим:
Где U (щ) = Re W(jщ), а V (щ) = Im W(jщ).
3. Определяем амплитудно-частотную функцию А (щ).
Построим график амплитудно-частотной функции А (щ):
4. Определяем фазо-частотную функцию ц (щ).
Построим график фазо-частотной функции ц (щ):
5. Определяем переходную функцию h (t).
Построим график переходной функции h (t):
6. Определяем импульсную функцию щ(t).
Построим график импульсной функции щ (t):
Для этого перейдем от дифференциального уравнения к операторной форме.
- оператор дифференцирования, подставим его в данное уравнение.
Получаем характеристическое уравнение:
Находим корни квадратного уравнения:
D = b 2 - 4 ac = T 1 2 - 4 T 2 = 0,7396 - 16,264 = -15,52;
Получили устойчивое состояние, т. к. б i < 0, т. е. все корни характеристического уравнения находятся в левой полуплоскости.
Построим график переходной функции h (t):
Учитывая, что с = 1,24, b = 1,068 мм 2 /с,
Находим время переходного процесса:
Определим перерегулирование - максимальное отклонение регулируемой величины от установившегося значения:
Находим колебательность системы, которое характеризуется числом колебаний регулируемой величины за время переходного процесса.
h = 3 (т. к. Четвертая волна не до конца).
Время нарастания регулируемой величины:
Время первого согласования, т.е. время, когда регулируемая величина первый раз достигает своего установившегося значения:
Рассмотрим амплитудно-частотную характеристику процесса.
Построим график амплитудно-частотной функции А (щ):
1. Находим показатель колебательности - М.
2. Резонансная частота щ р = 0,243, при A max = 4,7545.
3. Частота среза при которой амплитудно-частотная характеристика достигает величины равной 1.
Время переходного процесса и частота среза связаны соотношением:
t П ? (1ч2) 2р/ щ ср ? (1ч2) 18,27 (с).
4. Полоса пропускания частот определяется:
Откладываем получившееся значение от A max .
Для этого перейдем от дифференциального уравнения к операторной форме.
- оператор дифференцирования, подставим его в данное уравнение.
Получаем характеристическое уравнение:
Находим корни квадратного уравнения:
Получили устойчивое состояние, т. к. б i < 0, т. е. все корни характеристического уравнения находятся в левой полуплоскости.
Построим график переходной функции h (t):
Так как система является устойчивой и график переходной функции не имеет колебаний, то можно определить только максимальное значение регулируемой величины, которое будет равно установившемуся:
Рассмотрим амплитудно-частотную характеристику процесса.
Для этого находим частотную форму передаточной функции.
Построим график амплитудно-частотной функции А (щ):
1. Находим показатель колебательности - М.
2. Резонансная частота щ р = 0, при A max = 1.
3. Частота среза при которой амплитудно-частотная характеристика достигает величины равной 1.
4. Полоса пропускания частот определяется:
Откладываем получившееся значение от A max .
Вывод: после выбора и анализа элемента получили, что данный клапан можно применять как регулирующий клапан прямого действия (без дополнительных устройств) и как клапан непрямого действия (вводя дополнительные устройства управления). В первом случае на систему действуют инерционные силы, процесс регулирования становится более длительным и может быть неточным. При анализе элемента получили устойчивую систему, но процесс перерегулирования длится дольше, чем допустимое значение. Колебательность системы также выше приемлемого числа колебаний. Это говорит о том, что в процессе регулирования могут происходить сбои в работе, процесс становится нестабильным. Регуляторы прямого действия просты в конструктивном отношении и надежны в эксплуатации, что объясняет их широкое применение для поддержания постоянного давления или перепада давлений воды на тепловых пунктах небольшой и средней мощности. Однако регуляторы прямого действия имеют меньшую чувствительность, поэтому рекомендуется применять при автоматизации объектов со сложными динамическими характеристиками регуляторы непрямого действия, так как они обеспечивают более широкий диапазон регулирования, возможность введения обратной связи и осуществление многоимпульсного регулирования. В нашем случае пневматический клапан применяется в системе с инерционным объектом, т. е. мы можем применять клапан, например с регулятором давления. Это позволяет получить устойчивую систему, как во втором случае.
Таблица 1 Характеристики материалов, применяемых для пружин
Марка материала или класса проволоки
Пределы температур, при которых могут работать пружины, в ?С
Допускаемое напряжение при кручении ф кр в кгс/мм 2
Повышенная чувствитель-ность к перегревам и к образованию закалочных трещин
Повышенная склонность к обезуглероживанию пове-рхности при термооб-работке
Повышенная склонность к обезуглероживанию пове-рхности при термооб-работке
Высокая коррозионная стойкость и антимаг-нитность
Таблица 2. Значение индекса пружины с пр (отношение среднего диаметра пружины к диаметру проволоки D : d ) в зависимости от диаметра проволоки d
Таблица 3. Значение коэффициента с в зависимости от определенного значения индекса пружины с пр
Гидравлический расчет линии нагнетания водопровода. Сумма коэффициентов местного сопротивления. Критерий Рейнольдса. Определение зависимости падения давления на участке 5 от расхода. Зависимость потери напора от расхода жидкости для подогревателя. курсовая работа [215,7 K], добавлен 13.02.2016
Характеристика магистрального многониточного трубопровода. Назначение цеховых компрессорных станций. Гидравлический расчет нефтепровода. Определение объема резервуарных парков в системе. Расчет газопровода линейного участка КС Нюксеницкая – КС Юбилейная. курсовая работа [953,5 K], добавлен 08.04.2015
Устройство гироскопа — устройства, способного реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено, относительно инерциальной системы отсчета. Основные типы гироскопов, принцип действия. Назначение гирокомпаcа и гиротеодолита. презентация [3,0 M], добавлен 22.05.2013
Назначение Тагис-38, его техническая характеристика, устройство и принцип действия. Метрологическое обеспечение работы аппаратуры и методика провидения метрологических работ. Определение погрешностей измерений скважин и качества полученных результатов. курсовая работа [324,3 K], добавлен 26.12.2012
Назначение, техническая характеристика, конструкция и принцип действия насосного агрегата. Монтаж, эксплуатация и ремонт оборудования. Эксплуатация цементировочного насоса во время работы. Расчет штока, червячного колеса, поршня и цилиндровой втулки. курсовая работа [3,9 M], добавлен 04.11.2014
Принцип действия поляризационного микроскопа. Определение основных показателей преломления минералов при параллельных николях. Изучение оптических свойств минералов при скрещенных николях. Порядок макроскопического описания магматических пород. контрольная работа [518,6 K], добавлен 20.08.2015
Виды дальномеров, применяемых в тахеометрах. Лазерный дальномер: физические основы измерений и принцип действия, особенности конструкции и применение. Физические основы измерений и принцип действия оптического дальномера, измерение нитяным дальномером. доклад [431,1 K], добавлен 02.04.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Регулирующий клапан прямого действия курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Реферат по теме Производные мочевины и другие аминосоединения
Сочинение На Тему Знаки Препинания
Курсовая работа: Уголовное право и судебный процесс в Германии
Курсовая работа по теме Государственная Дума в России
Курсовая работа: Идентификация как механизм адаптации к школьной жизни у первоклассников. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа по теме Проектирование детали фланец редуктора переднего моста трактора
Реферат по теме Решение проблем и принятие решений
Октябрьская Революция Эссе
Контрольные Работы По Алгебре 7 Александрова
Бизнес Жоспар Түрлері Реферат
Курсовая работа по теме Расчет электродвигателя с короткозамкнутым ротором
Дипломная работа: Защита данных от несанкционированного доступа
Практическая Работа Карбоновые Кислоты 10 Класс
Контрольная Работа По Математике 5 Муравина
Реферат На Тему Игра В Баскетбол
Сочинение Мир Глазами Детей 5 Класс
Реферат: Визначення морозостійкості гум. Склування і крихкість гум та їх визначення
Реферат: Правові засади оптимізації використання спеціальних криміналістичних знань в обліковій діяльності експертної служби МВС України
Курсовая работа по теме Использование инструментальных средств табличного процессора Microsoft Excel для решения задач
Реферат: Идеология и культура Вавилона
Типи вищої нервової діяльності. Анатомічно-функціональні їх особливості - Биология и естествознание реферат
Вибір автоматизованої програми для ведення бухгалтерського обліку на підприємстві - Бухгалтерский учет и аудит реферат
Исчисление и уплата налога на прибыль нерезидентов - Бухгалтерский учет и аудит реферат