Przeprowadzono doświadczenie mające na celu wyznaczenie współczynnika wymiarowego zaworu regulującego przepływ powietrza.

Rys. 1. Schemat pomiarowy.

Zamknięcie zaworu regulowano silnikiem krokowym (skok zaworu to ok. 6 pełnych obrotów silnika). W drugiej serii przymknięto nieco zawór regulacyjny. Przy różnym stopniu zamknięcia zaworu zmierzono:

- różnicę ciśnień przed i za badanym zaworem (odczyt w cm)

- nadciśnienie panujące za zaworem (odczyt w miliamperach)

- różnicę ciśnień przed i za kryzą (odczyt w mm)
- temperaturę powietrza na końcu (odczyt w *C)

Tab. 1.Wyniki pomiarów:

obroty	Δp zaw	Δp kryzy	pn	temp
n	cm H2O	mm H2O	mA	*C
0	185	22	5	19
0,5	115	110	9	20
1	63	123	12	25
1,5	38	218	14	25
2	29,5	230	15	30
3	19	245	16	30
4	14	250	16	35
5	12	255	17	35

Tab. 2. Wyniki pomiarów w jednostkach SI:

obroty	Δp zaw	Δp kryzy	pn	temp	p całkowite za zaworem	ρ faktyczne
n	Pa	Pa	Pa	K	Pa	kg/m^3
0	18500	220	718	292	102043	1,217
0,5	11500	1100	3591	293	104916	1,247
1	6300	1230	5745	298	107070	1,252
1,5	3800	2180	7182	298	108507	1,268
2	2950	2300	7900	303	109225	1,256
3	1900	2450	8618	303	109943	1,264
4	1400	2500	8618	308	109943	1,244
5	1200	2550	9336	308	110661	1,252

Od razu wliczono tu gęstość faktyczną powietrza ze wzoru:

,

co dla pierwszego pomiaru daje wynik:

Liczymy teraz strumień objętości przepływającego powietrza:

Na koniec liczymy współczynnik wymiarowy zaworu:

Tab. 3. Wyniki obliczeń dla I serii:

obroty	Δp zaw	Δp kryzy	pn	temp	p całkowite za zaworem	ρ faktyczne	V		k,
n	Pa	Pa	Pa	K	Pa	kg/m^3	dm^3/s	m^3/h *10^-4
0	18500	220	718	292	102043	1,217	1,20	0,97
0,5	11500	1100	3591	293	104916	1,247	2,65	2,76
1	6300	1230	5745	298	107070	1,252	2,80	3,94
1,5	3800	2180	7182	298	108507	1,268	3,70	6,76
2	2950	2300	7900	303	109225	1,256	3,82	7,88
3	1900	2450	8618	303	109943	1,264	3,93	10,14
4	1400	2500	8618	308	109943	1,244	4,00	11,93
5	1200	2550	9336	308	110661	1,252	4,03	13,01

Tab. 4. Wyniki obliczeń dla II serii:

obroty	Δp zaw	Δp kryzy	pn	temp	p całkowite za zaworem	ρ faktyczne	V	k,
n	Pa	Pa	Pa	K	Pa	kg/m^3	dm^3/s	m^3/h *10^-4
0	18600	200	718	303	102043	1,173	0,12	0,93
0,5	11600	1150	3591	303	104916	1,206	0,28	2,81
1	7100	2070	5745	308	107070	1,211	0,37	4,82
1,5	4300	2570	7182	308	108507	1,227	0,41	6,90
2	3150	2850	7900	308	109225	1,235	0,43	8,49
3	1950	3050	8618	313	109943	1,224	0,45	11,16
4	1850	3150	8618	313	109943	1,224	0,45	11,65
5	1050	3200	9336	313	110661	1,232	0,46	15,59

Rys.2. Wykres zależności strumienia objętości od ilości obrotów silnika skokowego.

Rys. 3. Wykres zależności współczynnika wymiarowego zaworu od ilości obrotów silnika skokowego.

WNIOSKI:

Wyznaczone charakterystyki przepływowe zaworu dla obu serii pomiarowych są bardzo zbliżone, różnice w liniach trendu wynikają z drobnych błędów podczas pomiarów. W drugiej serii zasymulowano większe straty w instalacji przymykając zawór regulacyjny. Doświadczenie potwierdza tezę, że współczynnik wymiarowy zaworu nie zależy od strumienia objętości a jedynie od stopnia jego otwarcia. Znając te charakterystyki można lepiej dopasować zawór do układu, w celu lepszej precyzji sterowania i mniejszych kosztów, jednocześnie nie powodując zbyt dużych strat w instalacji.

---