Расчет гидравлических потерь в гидрозамке и предохранительном клапане. Поиск путей повышения пропускной способности предохранительного клапана, страница 10

Рис.3.35. График гидравлических потерь предохранительного клапана

Из графика видно, что при поднятии мембраны свыше 1 мм гидравлические потери почти не уменьшаются. Для увеличения пропускной способности необходимо увеличить проходные сечения клапана.

3.4.5 Модернизация предохранительного клапана

          Целью модернизации предохранительного клапана является повышение его пропускной способности. Как известно гидравлические потери зависят от квадрата скорости, поэтому необходимо уменьшить скорость течения рабочей жидкости по каналам клапана.

          1. Увеличим диаметр продольного канала седла 14 с 4 мм до 5мм:

где S₁ (S₂) – площадь сечения до (после) модернизации, мм²;

r₁ (r₂) – радиус канала седла до (после) модернизации, мм.

Рис.3.36.Седло:

а – до модернизации; б – после модернизации.

          2. Увеличим диаметр четырех отверстий в подвижном кольце 6 с 3мм

до 4мм:

Рис.3.37. Подвижное кольцо:

а – до модернизации; б – после модернизации.

Отметим, что проходное сечение отверстий в подвижном кольце изначально довольно большое. Но из-за того, что при работе клапана кольцо поднимается, отверстия частично перекрываются штуцером 15 и скорость жидкости увеличивается.

Далее строим модель модернизированного клапана. Так как нас интересуют прежде всего максимальные расходы, то будем строить модель при поднятии мембраны на максимальную величину h=1,7мм. Для большей наглядности результатов построим сначала модель с измененным диаметром седла, а потом к этой модели добавим изменения в подвижном кольце.

При построении используем предыдущую модель предохранительного клапана. При модернизации седла удаляем всю часть клапана, полученную вращением на 360⁰, и заново строим ее с новым диаметром седла (рис.3.36 б). Сохраняем модель.

После этого открываем недавно сохраненную модель с модернизированным седлом и с помощью команды MM: Preprocessor> Modeling> Operate>  Scaleувеличиваем размеры отверстий в подвижном кольце в 1,333 раз (рис.3.37 б).

Обе модели разбиваются на такую же сетку, как и в пункте 3.4.2. Внешний вид при этом не изменяется, поэтому рисунки приводить не будем. Свойства жидкости и параметры расчета задаются такие же, как и в пункте 3.4.3.

Запускаем по очереди на счет обе модели и выводим результы.

На рис. 3.38 показана рассчитанная модель клапана с модернизированным седлом, а на рис. 3.39 модель с модернизированным седлом и подвижным кольцом.

Результаты вычислений модернизированного клапана запишем в табл. 3.5 и на ее основе построим графики гидравлических потерь рис.3.40.

        Рис.3.38. Распределение давления по модели с измененным седлом

  при Q=250 л/мин

Рис.3.39. Распределение давления по модели с измененным седлом и подвижным кольцом  при Q=250 л/мин

                                                                                                     табл. 3.4                                                 

Модернизированное седло

h, мм	Q, л/мин	Vвх , м/с	Vвых , м/с	Р0 , МПа	Р2 , МПа	∆Р, МПа	Vшт, мм/с
1,7	10	3,3157	0,7368	61,5	61,4	0,1	5,3
	80	26,5258	5,1578		55,7	5,8	42,2
	170	56,3674	8,8419		36,5	25	90,1
	220	72,9460	16,2102		18,5	43	116,6
	250	82,8932	18,4207		5,3	56,2	132,5
	259	85,8774	19,0839		0	61,5	137,3

Модернизированное седло и подвижное кольцо