Tabela 3. Seria 3 zamykanie

L.p.	h	h	Δpk	Δpk	Δpz	Δpz	T	T	Q	$$\dot{\mathbf{m}}$$	kv	kv^o
	obr	%	mmH20	Pa	mmH20	Pa	^oC	K	m^3/h	kg/h	m^3/s	-
1.	0	0	349	3417,53	135	1321,97	29	302	16,97	22,03	0,0015	1,00
2.	0,5	10	349	3417,53	152	1488,44	30	303	16,97	22,03	0,0014	0,94
3.	1	20	349	3417,53	158	1547,19	31	304	16,97	22,03	0,0014	0,92
4.	1,5	30	342	3348,98	182	1782,21	31	304	16,80	21,81	0,0013	0,85
5.	2	40	333	3260,85	221	2164,11	32	305	16,58	21,52	0,0011	0,76
6.	2,5	50	317	3104,17	308	3016,04	32	305	16,17	20,99	0,0009	0,63
7.	3	60	301	2947,50	371	3632,96	33	306	15,76	20,46	0,0008	0,56
8.	3,5	70	261	2555,80	570	5581,64	34	307	14,68	19,05	0,0006	0,42
9.	4	80	215	2105,35	822	8049,31	34	307	13,32	17,29	0,0005	0,32
10.	4,5	90	105	1028,20	1412	13826,79	34	307	9,31	12,08	0,0003	0,17
11.	5	100	10	97,92	-	-	-	-	2,87	3,73	-	-

h - procent otwarcia zaworu
Δp_k - spadek ciśnienia na kryzie
Δp_z - spadek ciśnienia na zaworze
T - temperatura
Q - strumień objętości czynnika roboczego (powietrza)
$\dot{m}$ - strumień masy czynnika roboczego
k_v - współczynnik wymiarowy zaworu k_v
k_v^o - względny współczynnik wymiarowy zaworu

4 Przykładowe obliczenia

• Obliczanie spadku ciśnienia na zaworze: $g = 9,81\frac{m}{s^{2}}$ , $\rho_{\text{wody}} = 998,2003\frac{\text{kg}}{m^{3}}$

Δp_zaworu = ρ_wody • g • Δp_z

Δp_zaworu1 = 998, 2003 • 9, 81 • 64 • 10⁻³ =  626, 71 Pa

• Obliczanie wartości spadku ciśnienia na zwężce:

Δp_zwezki = ρ_wody • g • Δp_k

Δp_zwezki1 = 1000 • 9, 81 • 169 • 10⁻³ = 1654, 91 Pa

 ε = 1, 326 • 10⁻⁴ ,  A_d = 0, 98

$$\tilde{Q_{g}} = \alpha \bullet \varepsilon \bullet A_{d} \bullet \sqrt{\frac{\Delta p_{\text{zw}ez\text{ka}}}{\rho_{\text{pow}}}}\ $$

$$\tilde{Q_{g_{1}}} = 0,707 \bullet 0,98 \bullet 1,326 \bullet 10^{- 4}\sqrt{\frac{169}{1,298}} = 11,81\frac{m^{3}}{h}$$

$$\dot{m} = \alpha \bullet \varepsilon \bullet A_{d} \bullet \sqrt{\Delta p_{\text{zw}ez\text{ka}} \bullet \rho_{\text{powietrza}}}$$

$\dot{m_{1}} = 0,707 \bullet 0,98 \bullet 1,326 \bullet 10^{- 4}\sqrt{169 \bullet 1,298} = 15,33\ \frac{\text{kg}}{h}$

• W kolejnym kroku obliczono współczynnik wymiarowy zaworu:

$$k_{\text{v\ i}} = 10 \bullet \tilde{Q_{g}} \bullet \sqrt{\frac{\rho_{\text{pow}}}{\text{Δp}_{\text{zaworu\ i}}}}$$

$$k_{v\ 1} = 10 \bullet 0,0328 \bullet \sqrt{\frac{1,298}{626,71}} = 1,5 \bullet 10^{- 3}\frac{m^{3}}{s}$$

• Obliczanie względnego współczynnika wymiarowego zaworu:

$${k_{V}}^{o} = \frac{k_{V}}{k_{\text{Vmax}}} = \frac{0,0002}{0,0015} = 0,14$$

5 Wykresy

Rys. 2. Wykres przedstawiający zależność strumienia objętości od spadku ciśnienia na zaworze

Rys. 3. Wykres przedstawiający zależność strumienia masy od spadku ciśnienia na zaworze

Rys. 4. Wykres przedstawiający zależność strumienia objętości od procentu otwarcia zaworu (charakterystyka robocza zaworu)

Rys. 5. Wykres przedstawiający zależność współczynnika zaworu k_v od procentu otwarcia zaworu (charakterystyka wewnętrzna zaworu)

6 Wnioski

• Wykonaliśmy 3 serie pomiarów (jedną dla otwierania zaworu oraz dwie dla zamykania)

• Wykres k_v = f(h) jest wykresem liniowym. Wraz ze wzrostem otwarcia zaworu współczynnik wymiarowy zaworu zwiększał się. Maksymalna wartość k_v = 0,0015 m³/s.

• W naszym układzie pomiarowym badaliśmy zawór liniowy, o czym świadczy liniowa charakterystyka wewnętrzna zaworu.

• Strumień objętości powietrza pozostawał stały dla otwarcia zaworu większego od ok. 50% co jest widoczne na Rys.4.

• Zawór obciążający posłużył nam do przybliżenia modelu do rzeczywistego układu.

• Wraz ze wzrostem spadku ciśnienia na zaworze strumień objętości rósł zarówno jak strumień masy.

• Zmiana wielkości otwarcia zaworu nie ma od pewnego momentu wpływy na strumień objętości, mimo ciągłej zmiany spadku ciśnienia na zaworze.