Laboratorium urządzeń automatyki

Zawory regulacyjne

grupa SP :
Marcin Bednarski
Andrzej Bieniaszewski
Wojciech Błotnicki
Andrzej Brewko
Tomasz Dąbrowski
Łukasz Kocjan
Marcin Kozieł
Bogusław Litwiński
Marcin Markiewicz
Piotr Machura
Adam Ządecki

Michał Żaak

1. Podstawowe informacje dotyczące zaworów.

Nastawnikiem przepływu nazywamy ten element układu regulacji , który steruje przepływem masy lub energii do obiektu. Zamienia on wielkość o charakterze przesunięcia lub kąta obrotu na wielkość natężenia przepływu masy lub energii. W przypadku zmiany natężenia przepływu płynów, najczęściej stosowanymi nastawnikami przepływu są zawory regulacyjne.

Charakterystyki zaworów

1. charakterystyka otwarcia:

A,A_max- aktualna i maksymalna powierzchnia przelotu zaworu

H,H_max-aktualne i maksymalne przesunięcie grzybka zaworu

Przy ΔP_z= const. - spadek ciśnienia na zaworze, słuszna jest zależność:

k - stała

V^*- objętościowe natężenie przepływu

Charakterystykę otwarcia można wyznaczyć więc ze wzoru:

b) charakterystyka robocza:

Przebieg tej charakterystyki zależy od charakterystyki otwarcia i od zmienności spadku ciśnienia na zaworze, którą liczbowo określa się za pomocą współczynnika:

ΔP_otw- spadek ciśnienia na zaworze całkowicie otwartym

ΔP_zam- spadek ciśnienia na zaworze całkowicie zamkniętym

2.) Stanowisko labolatoryjne.

-M1,M2,M3,M4- manometry wskazujące;

-PRC - przetwornik różnicy ciśnień;

-R - regulator;

-N - nastawnik ciśnienia poduszki powietrznej;

-Z - zawór regulujący dopływ wody do zbiornika;

-Z_L - zawór symulujący opór linii;

-Z₁ - badany zawór o charakterystyce liniowej;

-Z­₂ - badany zawór o charakterystyce stałoprocentowej.

3. Sposób zdejmowania charakterystyki otwarcia i charakterystyki roboczej.

Wyznaczanie charakterystyk otwarcia :

• zamknięcie zaworu aktualnie nie badanego,

• maksymalnie otwarcie zaworu badanego,

• za pomocą zaworu Z_L ( symulującego opór rurociągu ) ustawić przepływ na poziomie 100%,

• zapisać spadek ciśnienia na badanym zaworze;

• utrzymując wartość spadku ciśnienia na zaworze (poprzez zmianę oporu rurociągu za pomocą zaworu Z_L­­) przesuwać grzybek zaworu kolejno o 3mm, odczytując wskazania rotametru;

Wyznaczanie charakterystyki roboczej :

- zamknięcie zaworu aktualnie nie badanego,

- maksymalnie otwarcie zaworu badanego,

- za pomocą zaworu Z_L ( symulującego opór rurociągu ustawić przepływ na poziomie 100%,

• zapisać spadek ciśnienia na badanym zaworze;

- przesuwać grzybek zaworu kolejno o 3mm, odczytując wskazania rotametru (bez utrzymywania stałego spadku ciśnienia);

4. Charakterystyki zaworów.

Zawór 1

α = 0.4

Zawór 2

Charakterystyka robocza 1 α = 0.54

Charakterystyka robocza 2 α = 0.43

5.) Schemat wymiennika ciepła i dobór zaworu na jego podstawie.

Równania opisujące układ:

V^**c_p*δ *(ϑ₂-ϑ₁)=Vp^**r

z czego:

gdzie:

V₀^*-natężenie przepływu w punkcie pracy.

Przy założeniu stałej wartości przepływu wody przez wymiennik ciepła oraz stałej wartości zadanej, układ dobrze działa z zastosowaniem zaworu liniowego. Jeśli jednak zwiększymy natężenie ogrzewanej wody ,wtedy zmienia się wzmocnienie wymiennika. Regulator wygeneruje sygnał korekcyjny otwierający bardziej zawór, lecz uzyskany strumień pary będzie zbyt mały. Wtedy należałoby przestroić regulator, lub zastosować zawór stałoprocentowy. Zastosowanie zaworu jest wyjściem łatwiejszym i tańszym.

Jeżeli zakłóceniem w układzie będzie zmiana wartości zadanej temperatury , wówczas wzmocnienie wymiennika nie ulega zmianie, przesuwamy tylko punkt pracy, dlatego odpowiednie będzie zastosowanie zaworu o charakterystyce liniowej.

---