Расчет гидравлических потерь в гидрозамке и предохранительном клапане. Поиск путей повышения пропускной способности предохранительного клапана, страница 5

Q, л/мин	Vвх , м/с	Vвых , м/с	Р1 , МПа	Р2 , МПа	∆Р, МПа
20	6,6315	4,2441	50	49,8	0,2
40	13,2629	8,4883	50	49,2	0,8
60	19,8944	12,7324	50	48,2	1,8
80	26,5258	16,9765	50	46,8	3,2
100	33,1573	21,2206	50	44,9	5,1

                                                                                                     табл. 3.2                                                 

Рис.3.22. Распределение давления по модели при Q=80 л/мин

На рис. 3.22 изображена рассчитанная модель гидрозамка при расходе 80 л/мин. Аналогично производится расчет для расходов 20, 40, 60 и 100 л/мин. Результаты расчета сведены в табл. 3.2, и на ее основе построен график гидравлических потерь (рис. 3.23).

Рис.3.23. График гидравлических потерь в гидрозамке:

1 –посадка гидростойки

                                               2  - Распор гидростойки

3.3 Построение модели газовой пружины предохранительного клапана

         ­Для того чтобы определить потери давления в­ предохрани­тельном клапане необходимо сначала­ выявить зависимость высоты подъема мембраны от давления в поршневой полости гидростойки.

3.3.1 Построение геометрической модели газовой пружины

В качестве конечных элементов для резинового баллона используются элементы SOLID185 из группы Hyperelastic. В данной группе библиотеки находятся гиперупругие конечные элементы, предназначенные для проведения прочностного анализа. К гиперупругим материалам относятся материалы, обладающие свойствами резины. В частности, они могут претерпевать большие деформации (от 100 до 200% и более) и перемещаться при малих изменениях объема, а при удалении нагрузки возвращаться в исходное состояние или очень близкое к нему.  Для штуцера и мембраны используем элементы SOLID45 группы Strutural Solid.

  MM: Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete… [ Add…]-в левом списке выбираем Solid, а в правом списке SOLID45, нажимаем [Apply],выбираем Hyperelastic– SOLID185 и нажимаем [ОК].Опции элемента оставляем по умолчанию и нажимаем [Close].

Далее задаем свойства материалов. Баллон изготовлен из морозостойкой резиновой смеси, штуцер стальной, а мембрана сделана из полиамида 610.

Во время работы предохранительного клапана мембрана не испытывает значительных деформаций, так как давление действует на нее по всей поверхности. Поэтому для удобства расчета и анализа результатов примем материал мембраны такой же, как и у штуцера.

В командной строке вводим:

MP,EX,1,2e11 [ok] - модуль Юнга для стали;

MP,EX,2,4e7 [ok] - модуль Юнга для резины;

MP,NUXY,1,0.28 [ok] – коэф. Пуассона для стали;

MP,NUXY,2,0.499 [ok] – коэф. Пуассона для резины;

Рис.3.23. Предохранительный клапан КГУ3.010.ПР

Строим линии штуцера, баллона и мембраны, а затем создаем из этих линий площади.

          MM: Preprocessor> Modeling – Create > Areas> Arbitrary>By Lines- создаем площадь ограниченную линиями. Выделяем курсором построенные линии и нажимаем [OK]. Получится картинка представленная на рис. 3.24.

Рис. 3.24. Построение плоской модели газовой пружины

MM: Preprocessor> Modeling> Operate> Extrude> Elem Ext Opts… - задаём установки для вращения. В диалоговом окне в выпадающем списке [TYPE] не обходимо выбрать SOLID45, в поле [MAT]выбрать свойства 1 элемента, а в кнопке с независимой фиксацией ACLEAR присвоить значение Yes и нажать [OK]. 

MM: Preprocessor> Operate> Extrude> -Areas- About Axis – Вращение вокруг оси. Выбираем поверхность штуцера и мембраны, нажимаем [ОК], выбираем ось вращения [ОК].В появившемся окне задаем угол 180⁰.