Выбор оптимальной конструкции антипомпажного клапана - Курсовая работа

1.7 Принципиальные математические модели антипомпажного регулирования для локального управляющего микропроцессорного регулятора 1.7.1 Общие принципы построения математических моделей антипомпажного регулирования помпажа по газодинамическим параметрам методом малых отклонений.1 Идея метода конечных объемов3.1 Построение необходимых зависимостейПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОКНадежная и эффективная работа трубопроводных газотранспортных систем определяется обеспечением газодинамической устойчивости центробежных нагнетателей (ЦБН) газоперекачивающих агрегатов (ГПА). Потеря по различным причинам газодинамической устойчивости приводит ЦБН к режиму помпажа, характеризующемуся интенсивными колебаниями расхода и давления газа в системе «нагнетатель-сеть», что в свою очередь часто приводит к авариям с крупными поломками ЦБН, приводного двигателя ГПА и другого оборудования. Для устранения этих явлений и обеспечения надежной работы ЦБН ГПА разрабатывается конструкция, с помощью которой возможно регулирование подачи газа и устранение пульсаций при работе газотранспортных систем [1]. Исходя из цели, можно сформулировать задачи работы: 1) провести обзор и анализ методов и средств антипомпажного регулирования центробежного нагнетателя; В качестве теоретических аспектов в работе приведены выходные газодинамические характеристики турбокомпрессоров, основные уравнения газодинамики: уравнения напора, массового расхода, уравнения для определения к.п.д., мощности, уравнение адиабаты и др.Помпаж является нестационарным процессом в центробежном компрессоре и выражается в срыве потока газа через рабочее колесо компрессора. Этот процесс наступает, когда энергия, передаваемая лопатками рабочего колеса потоку газа, недостаточна для преодоления сопротивления сети со стороны нагнетания компрессора (рисунок 1.1) при работе на режимах низких расходов, при этом возникают отрывы потока газа от лопаток рабочего колеса. Дальнейшее развитие помпажа может привести к практически полному «запиранию» рабочего колеса и соответственно к возникновению ударного обратного течения газа с последующим восстановлением прямого течения и повторением цикла. Срывные явления, связанные с помпажом, наблюдаются при определенных значениях давления и расхода газа, выдаваемых компрессором. Задача систем противопомпажного управления, в данном случае, сводится к предотвращению подхода рабочей точки работы компрессора к границе помпажа за счет регулирования параметров компрессора (давления и расхода газа до и после компрессора).В процессе создания антипомпажного клапана проведен информационный анализ конструктивных особенностей антипомпажных клапанов, которые изготавливаются различными фирмами. Клапаны данной конструкции изготавливаются фирмой «Mokveld Valves» (Голландия) (рисунок 1.2 и 1.3). Регулирование осуществляется за счет перемещения поршня 3 вдоль продольной оси клапана посредством передачи, состоящей из двух расположенных под углом 90° зубчатых реек (рисунок 1.3) [2], за счет чего перекрываются или открываются отверстия тримма, уменьшая или увеличивая тем самым площадь проходного сечения [2]. Клапаны на базе конструкции шарового крана с уплотнением «металл-по-металлу» с различными типами триммов, находящимися в проходном сечении пробки. По результатам проведенных работ можно сделать вывод, что системы антипомпажного регулирования устойчиво работают с клапанами как осевого типа «Mokveld», так и с клапанами на базе конструкции шарового крана с уплотнением «металл-по-металлу».Принцип работы антипомпажного клапана: В проходном отверстии сферической пробки крана установлены параллельные перфорированные пластины (тримм), которые обеспечивают плавное падение давления в регулирующем органе, в следствии чего снижается скорость потока рабочей среды и уровень шума.К размерным характеристикам относятся зависимости рабочих газодинамических параметров от объемного расхода рабочей среды на входе в компрессор (производительность компрессора) и/или от массового расхода: - политропный напор (политропная удельная работа): где - объемный расход на входе. Внутренняя мощность, потребляемая компрессором на сжатие газа: (1.4) где - массовый расход газа через компрессор; При этом для компрессоров с подобной геометрией проточной части сетка кривых размерных характеристик по различным частотам вращения преобразуется в одну кривую безразмерной характеристики, не зависящую от частоты вращения [8]. В работе [1] показано, что характер помпажа, возможность его появления связаны в основном с формой характеристики компрессора. Вторая проблема заключается в получении заданных характеристик компрессора с требуемой зоной его устойчивости, которая решается на стадии проектирования компрессоров.По результатам проведенных работ можно сделать вывод, что системы антипомпажного регулирования устойчиво работают с клапанами как осевого типа "Моквелд", так и с клапанами на базе конструкции шарового крана с уплотнением «металл-по-металлу». Явление переноса в пористых средах занимает важное место во многих практи

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ АНТИПОМПАЖНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

1.1 Основные понятия теории помпажа турбокомпрессоров

1.2 Особенности конструкций антипомпажных клапанов

1.3 Устройство и принцип работы антипомпажного клапана на базе конструкции шарового крана

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК