Dawid Noga
Łukasz Niedźwiecki
Sprawozdanie z laboratorium Automatyki
Ćwiczenie 3A – „Charakterystyki zaworów regulacyjnych jako nastawników”
1.
Schemat stanowiska
Rys.1.1 – schemat stanowiska laboratoryjnego
2.
Tabele pomiarowe
Tab.2.1 – pomiary wykonywane w trakcie laboratorium
l.p.
h
t
∆
y
∆
x
obroty
°
C
1
0
20
8
770
2
0,5
20
30
315
3
1
21
48
150
4
1,5
22
48
85
5
2
23
49
65
6
2,5
24
50
45
7
3
25
52
30
8
3,5
25
53
25
9
4
26
55
21
10
4,5
26
55
18
11
5
27
55
15
12
5
27
48
15
13
4,5
28
47
15
14
4
28
46
15
15
3,5
29
45
20
16
3
29
44
25
17
2,5
30
44
40
18
2
30
43
65
19
1,5
30
41
75
20
1
30
39
126
21
0,5
30
30
285
22
0
30
8
736
Gdzie:
h – skok zaworu
t – temperatura czynnika roboczego (wody)
∆
y – spadek ciśnienia na zwężce pomiarowej
∆
x – spadek ciśnienia na badanym zaworze
3.
Tabele wynikowe
Tab.3.1 – wyniki obliczeń
l.p.
ęż
a
Pa
Pa
1
7554
78
6,18
45,64
0,0127
0,990
2
3090
294
9,66
88,38
0,0246
0,913
3
1472
471
14,03
111,80
0,0311
0,758
4
834
471
18,67
111,80
0,0311
0,639
5
638
481
21,38
112,95
0,0314
0,570
6
441
491
25,74
114,10
0,0317
0,474
7
294
510
31,58
116,36
0,0323
0,366
8
245
520
34,60
117,47
0,0326
0,321
9
206
540
37,81
119,67
0,0332
0,276
10
177
540
40,84
119,67
0,0332
0,247
11
147
540
44,81
119,67
0,0332
0,214
12
147
471
44,81
111,80
0,0311
0,238
13
147
461
44,89
110,62
0,0307
0,242
14
147
451
44,89
109,44
0,0304
0,246
15
196
441
38,94
108,25
0,0301
0,308
16
245
432
34,83
107,04
0,0297
0,362
17
392
432
27,58
107,04
0,0297
0,476
18
638
422
21,64
105,81
0,0294
0,602
19
736
402
20,14
103,32
0,0287
0,647
20
1236
383
15,54
100,77
0,0280
0,764
21
2796
294
10,33
88,38
0,0246
0,905
22
7220
78
6,43
45,64
0,0127
0,989
Gdzie:
– spadek ciśnienia na zaworze
ęż
- spadek ciśnienia na zwężce pomiarowej
– współczynnik wymiarowy zaworu (def. strumień objętości wody, przepływający przy spadku
ciśnienia równym 1 bar)
- strumień objętości
– strumień masy
a - autorytet zaworu w układzie
32
- pole przekroju poprzecznego przewodu
! 1 - współczynnik Coriolisa
# ! 1
Tab.3.2 –wyniki odniesione do wartości najwyższych(bezwymiarowe)
l.p.
h*
$
a*
$
$
$
1
0,0
0,138
1,000
1,000
0,381
0,381
2
0,1
0,215
0,923
0,409
0,739
0,739
3
0,2
0,313
0,765
0,195
0,934
0,934
4
0,3
0,416
0,646
0,110
0,934
0,934
5
0,4
0,476
0,576
0,084
0,944
0,944
6
0,5
0,574
0,479
0,058
0,953
0,953
7
0,6
0,704
0,370
0,039
0,972
0,972
8
0,7
0,771
0,324
0,032
0,982
0,982
9
0,8
0,842
0,279
0,027
1,000
1,000
10
0,9
0,910
0,249
0,023
1,000
1,000
11
1,0
0,998
0,217
0,019
1,000
1,000
12
1,0
0,998
0,241
0,019
0,934
0,934
13
0,9
1,000
0,244
0,019
0,924
0,924
14
0,8
1,000
0,248
0,019
0,915
0,915
15
0,7
0,867
0,311
0,026
0,905
0,905
16
0,6
0,776
0,366
0,032
0,894
0,894
17
0,5
0,614
0,481
0,052
0,894
0,894
18
0,4
0,482
0,608
0,084
0,884
0,884
19
0,3
0,449
0,653
0,097
0,863
0,863
20
0,2
0,346
0,772
0,164
0,842
0,842
21
0,1
0,230
0,914
0,370
0,739
0,739
22
0,0
0,143
0,999
0,956
0,381
0,381
4.
Przykładowe obliczenia
(4.1)
% · · Δx
)
*
% · · Δx
*
1000 · 9,81 · 65 · 10
1
! 638 Pa
(4.2)
ęż
% · · Δy
)
ęż 5
% · · Δy
5
1000 · 9,81 · 52 · 10
1
! 510 Pa
(4.3)
· # ·
· 62 ·
· %
7*
· # ·
· 62 ·
7*
· % 1 · 1 · 32 · 10
1
· √2 · 196 · 1000 ! 0,0301
(4.4)
9
:
;
7
7
%
0,0311
1000 ! 111,80
(4.5)
192,6 ·
· <
;·=>
:
?5,7*@
AB
CDEFGH :
·AB
CEężI: :
J
192,6 ·
J
· K
% · =L
J
M 273,15@
J
·
ęż J
192,6 · O
100,77
1000 P ·
K1000 · =30 M 273,15@
1236 · 383
! 15,54
(4.6)
R
AB
CDEFGH :
AB
CDEFGH :
? AB
CEężI: :
R
M
ęż
7220
7220 M 78 ! 0,989
W przypadku wielkości bezwymiarowych, obliczenie zawsze polegało na odniesieniu i-tego pomiaru
do pomiaru, którego wartość była największa – np:
(4.8)
R
$
:
S
R
$
R
R
7
0,758
0,990 ! 0,765
5.
Wykresy
Wykres 5.1 – zależność strumienia objętości od spadku ciśnienia na badanym zaworze
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
Q*
Δp
zaworu
*
Q*(Δp
zaworu
*)
Wykres 5.2 – charakterystyka robocza badanego zaworu
Wykres 5.3 – charakterystyka przepływowa badanego zaworu
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
Q*
h*
Q*(h*)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
k*
h*
k*(h*)
6.
Wnioski
•
Charakterystyka przepływowa zaworu (Wykres 5.3) , jest prawie liniowa. Oznacza to, że
zawór jest dobrze dobrany pod względem regulacji i współpracy z układem.
•
Charakterystyka (Wykres 5.3) jest zbliżona do liniowej praktycznie w całym jej przebiegu, zaś
wartość autorytetu zaworu oscyluje pomiędzy 1 a 0,2 (Tab.3.1). Oznacza to, że dużą
trudność regulacyjną mogą powodować głównie zawory o autorytecie mniejszym niż 0,2.
•
Zawór może objawiać pewną trudność regulacyjną w przypadku maksymalnego i
minimalnego otwarcia, gdyż w przypadku minimalnego otwarcia bardzo dynamicznie
zmienia się strumień objętości (Wykres 5.2), zaś w przypadku maksymalnego otwarcia
charakterystyka przepływowa (Wykres 5.3) odbiega od liniowej.
•
Autorytet zaworu jest stosunkiem spadku ciśnienia na tym zaworze do sumy spadków
ciśnienia w całej instalacji (4.6). W badany układzie obciążenie stanowiła zwężka pomiarowa
oraz zawór obciążający (Rys.1.1). Ze względu na to, że zawór obciążający był w pełni otwarty,
uznaliśmy spadek ciśnienia na nim za pomijalnie mały. Pomijaliśmy także straty liniowe na
przewodach. Autorytet badanego przez nas zaworu osiągał tak wysokie wartości ze względu
na stosunkowo niewielkie obciążenie w samym układzie. Wskazuje to na fakt wzrostu
trudności regulacji układów wraz ze wzrostem stopnia ich skomplikowania (ilości zaworów
oraz innych przeszkód miejscowych) oraz ich wielkości (większe znaczenie strat liniowych w
przypadku znacznego wzrostu długości układu). Za przykład takiego układu może służyć
miejska sieć ciepłownicza wraz z regulującą jej pracę automatyką pogodową.
•
W przypadku skoku zaworu równego 0 (całkowite zamknięcie zaworu) nie powinniśmy
odnotować spadku ciśnienia na zwężce (nie powinno być przepływu). Może to oznaczać
niewielką nieszczelność badanego zaworu lub występowanie luzów w siłownikach
odpowiadających za zamknięcie zaworu.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
3Av1 0
więcej podobnych podstron