Особенности и сферы применения исполнительных устройств. Определение потерь давления в цеховом технологическом трубопроводе, выбор исполнительного устройства. Разработка пневматической схемы управления поршневым пневматическим исполнительным механизмом.
Аннотация к работе
Автоматизация является одним из направлений научно-технического прогресса, находит выражение в применении саморегулирующих технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека полностью от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации.Горизонтальная проекция расположения технологического оборудования в цехеRe= ; (1.1) где v - скорость потока среды, м/с; Примем скорость транспортировки среды равную v=1,8 м/с. По номограмме (рисунок 19 [2]) определяем, что при скорости в 1.8 м/с и расходе 11,0 м3/ч, диаметр трубы круглого сечения необходимо выбрать 50мм.Для выбора места установки внезапного расширения проведем вначале расчет давлений, необходимых для преодоления трения в прямой трубе, при: а) установке внезапного расширения в начале трубопровода (между насосом и запорным вентилем); б) установке внезапного расширения в конце трубопровода (между обратным клапаном и регулирующей арматурой). Общая протяженность трубопровода составляет 14,7 м. исполнительное устройство механизм поршневый Коэффициент трения для прямых труб при ламинарном режиме не зависит от шероховатости и определяется по формуле: (1.2) Выбираем следующие трубы: 1) Труба бесшовная чернаяГидравлическое сопротивление измеряется величиной разности давлений и определяется как сумма гидравлических сопротивлений необходимые для преодоления средой (включая трубопровод, местные сопротивления и трубопроводную арматуру). давление, расходуемое на преодоление местных сопротивлений;Данное давление определяется по формуле: ; (1.5) где ? - плотность среды, кг/м3;Давление необходимое для преодоления трения потока в прямых трубопроводе определяется по формуле: (1.6) значение коэффициента трения для прямых труб при ламинарном режиме течение жидкости по формуле, коэффициент равен: ? 0,08. Трубопровод имеет прямых участков: L1= 0,5м;Давление, расходуемое на преодоление местных сопротивлений (повороты, вентили, краны, сужения, расширения и т.п.) без учета потерь на трение, определяется по формуле: (1.7) Рассчитаем давление, расходуемое на преодоление внезапного расширения. Значение ? определяется по таблице 22.2 в зависимости от отношения площади меньшего поперечного сечения F0 к площади большего поперечного сечения F1. При полном открытии значение ?, отнесенное к скорости потока в трубе, определяется по таблице 22.13. Значение определяется по таблице 22.12 в зависимости от угла ?=200.Гидравлическое сопротивления пучка труб при поперечном омывании (перпендикулярно оси труб) рассчитывается по формуле 1.5 при значении ? определенной по формуле для шахматных пучков: (1.9)Общие потери в цеховом технологическом трубопроводе составляют:При выборе насоса необходимо учитывать свойства среды, расход (11,0 м3/ч) и давление. Исходя из этого, давление, которое должен обеспечивать насос, рассчитываем по формуле Напор, который должен обеспечивать насос, рассчитываем по формуле: (1.11)Условное давление, Ру: 40 бар Рабочая среда: агрессивные средыОтвод крутоизогнутый 90 гр Ду 65 ГОСТ 3262-75.Рабочая среда: агрессивные среды Метал корпуса изделия: Чугун GG-25Абсолютное давление среды при максимальном расходе: До ИУ: P1=11,644 кгс/см2; Абсолютное давление среды в трубопроводе: В начале расчетного участка: P0=11,8 кгс/см2; Потери давления в трубопроводе при максимальном расходе: На прямых участках: ?РП=0,283 кгс/см2; Расчет ИУ с учетом влияния трубопровода: Определение потерь давления в трубопроводе при максимальном расходе среды без учета потерь в ИУ: (1.11) Определение перепада давления в ИУ при максимальном расходе среды: (1.12)Пневмораспределитель 3/2 с кнопочным управлением и возвратом от пружины Пневмораспределитель 3/2 с кулачковым управлением и возвратом от пружины Пневмораспределитель 3/2 с ручным управлением Пневмораспределитель 5/2 с ручным управлениемОкруглим полученное значение диаметра поршня до большего стандартного значения (ГОСТ 12447-80): D = 280 мм. Определим условный ход поршня: ; (3.3) Произведем выбор пневматического цилиндра: так как подходящего нам цилиндра типа тандем не нашлось выбираем цилиндр другого исполнения. Округлим полученное значение диаметра поршня до большего стандартного значения (ГОСТ 12447-80): D = 400 мм. Определим сумму сил вредного сопротивления Nt м: Шток уплотняется резиновыми кольцами: ; (3,6) где: p2 - радиальное давление кольца на стенку цилиндра или крышки, кгс/ см2, ориентировочно р2=6 кгс/ см2;Определим величину условного прохода пневмопривода: ; (3.13) Определим среднюю установившуюся скорость V1 движения выходного элемента механизма, которую рекомендуется выбирать равной (0,05 - 0,3) м/с и скорость воздуха в пневмоприводе V2, рекомендуемое значение которой лежит в пределах (7-15) м/с. Выбираем скорость движения выходного элемента (штока) механизма: V1 = 0,1 м/с, скорость воздуха в пневмоприводе V2=20 м/с. Вычислим коэффициент расхода пневмопривода: ; (3.14) где ?Р - сумма общих потерь давления в пневмоприводе от
План
Содержание
Введение
1. Определение потерь давления в цеховом технологическом трубопроводе
1.1 Расчет критерия Рейнольдса и определение режима движения среды
1.2 Определение, путем расчета давления, места установки внезапного расширения
1.3 Определение гидравлического сопротивления технологического трубопровода
1.3.1 Определение давления, необходимого для создания скорости потока на выходе из трубопровода
1.3.2 Определение давления, необходимого для преодоления трения в прямой трубе при ламинарном режиме
1.3.3 Определение давления, расходуемого на преодоление местных сопротивлений
1.3.4 Определение давления, необходимого для подъема жидкости (преодоления гидростатического давления)
1.3.5 Давление, необходимое для преодоления гидравлического сопротивления технологического аппарата
1.3.6 Расчет общих потерь давления
1.4 Выбор насоса и трубопроводной арматуры
1.4.1 Выбор насоса
1.4.2 Выбор обратного клапана
1.4.3 Выбор отводов
1.4.4 Выбор запорной арматуры
1.5 Расчет и выбор исполнительного устройства
2. Разработка пневматической схемы управления поршневым пневматическим исполнительным механизмом
3.5 Выбор компрессора, аппаратуры управления и блока подготовки воздуха
3.6 Конструктивная схема силового агрегата
Заключение
Библиографический список
Введение
Автоматизация является одним из направлений научно-технического прогресса, находит выражение в применении саморегулирующих технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека полностью от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации.
Одним из неотъемлемых элементов системы управления посредством изменения расхода какой-либо является регулирующий орган, который в совокупности с исполнительным механизмом называется исполнительным устройством. Исполнительные устройства применяются в таких отраслях, как например, химическая или целлюлозно-бумажная.