9.2. Вибір та розрахунок регулюючого органу.

У задачу вибору і розрахунку РО входить визначення його пропускної здатності, діаметра умовного проходу, вибір пропускної і витратної характеристик, розрахунок коефіцієнта передачі РО ( значеннявикористовується надалі при розрахунку системи автоматичного регулювання).

1. Задаю допустиму швидкість газу в трубопроводі [w]=20м/c.

2. Визначаю орієнтовний діаметр трубопроводу:

=80.8929 мм;

отримане значення заокруглюю до найближчого більшого стандартного значення.Отже, = 80 мм .

3. Визначаю число Рейнольдса:

Re =

Для газу в’язкість необхідно розрахувати за формулою:

=1.81*10^-4

Отже, Re=3.4958*10⁴ (турбулентний режим (Re = 3000...100000));

Крім того, необхідно визначити коефіцієнт тертя при такому режимі руху газу:

=0,0231;

4) Визначаю приведені коефіцієнти гідравлічного опору ділянок трубопроводу до РО - _пі після РО -_кпо формулі:

, мм^-4 ,

де i - номер ділянки трубопровідної сітки з умовним діаметромD_ті;

N– кількість ділянок трубопровідної сітки;

D_ті– умовний діаметрі-ої ділянки, в мм;

К₀– корекційний коефіцієнт на зварні стики і фланці;

l_i – довжина відрізку трубопроводуі-ої ділянки, в м;

_і– коефіцієнт тертя стінкиі-ої ділянки;

j– номер місцевого опору;

Mi – кількість місцевих опорів на і-ій ділянці трубопровідної сітки;

_ij– коефіцієнтj–го місцевого опоруі-ої ділянки.

Значення К₀прийняти рівним 1,25.

5)Перевіряю, чи не виходить дійсна швидкість потоку в трубопроводі за межі допустимого.

Дійсна швидкість потоку в трубопроводі визначається при максимальній витраті, згідно формули, (м/с):

=52,3493 м/с;

, де - умовний прохід (знайдений в пункті 8.2);

- тиск газу до РО (знайдений в пункті 6).

Обмеження швидкості потоку на вході РО: 5 м/с – для рідин; 75 м/с – для газів

Отже, дійсна швидкість потоку газу в трубопроводі не виходить за межі допустимого значення.

6) Визначаю тиски на вході р₁і виході р₂РО, перепади тисків на РОр_роі трубопроводір_тпри максимальній витраті,( кГс/см²):

=600 кПа,

=28 кПа

р_ро = р₁ – р₂=571,9999 кПа;

р_т = р_п – (р_к + р_ро)=5,7269*10^-5 кПа;

7) Знаходжу максимальну розрахункову пропускну здатність при Р₂< 0,5Р₁(критичному режимі течії).

Коефіцієнт відхилення від законів ідеального газу як функція відношення=1,2.

8) Вибір типорозміру РО.

8.1) Вибираю РО відповідного типу (односідельний, двосідельний чи заслінковий ) з умовною пропускною здатністю , найближчою більшою стосовно отриманого значення, помноженому на коефіцієнт запасу.

Коефіцієнт запасу приймається не меншим 1.1...1.2.

Тобто =250;

Отже, умова виконується.

8.2) Методами аналізу системи автоматичного регулювання визначаю оптимальну витратну характеристику РО, відповідно до якої з каталогів вибираю РО з відповідним видом пропускної характеристики.

Умовний прохід РО , мм, вибирається таким, щоб виконувалася умова:0.25D< D_y <D.

; 20<50<80-умова виконується.

Отже, пропускна характеристика РО лінійна та рівнопроцентна.

8.3) Перевіряю чи виконується умова критичного перепаду тиску для газу:

;

=629,1832 кПа;

Отже, 571,9999<629,18323- умова виконується.

9) Вибір пропускної характеристики РО з урахуванням впливу наявної трубопровідної лінії проводиться в такому порядку.

9.1) Визначають пропускну здатність трубопровідної лінії К_{vт за}формулою :

;

9.2) Визначаю гідравлічний модуль згідно формули: n= K_vy / K_vT .

.

9.3) Визначаю максимальну і мінімальну відносні витрати середовища q_max і q_min наступним чином:

9.3.1) Знаходжу попереднє значення максимальної відносної витрати q^п_maxпо формулі:

q^п_max = K_vmax / K_vу =0,8122

9.3.2) Будую витраті характеристики [за такою формулою] дляn=2 іn= 0. Через точкуq^п_maxпроводжу горизонтальну пряму до перетину з лінією дляn= 0. Потім з точки перетину проводжу вертикальну пряму до перетину з кривою для визначеногоn. Ордината точки перетину відповідає максимальній відносній витраті через РОq_max.

Рис.9.1.Графік витратної характеристики для РО з лінійною пропускною характеристикою ()

Рис.9.2.Графік витратної характеристики для РО з рівнопроцентною пропускною характеристикою ()

9.3.3) Мінімальну відносну витрату середовища q_minвизначають по формулі:

.

а) для лінійної витратної характеристики:

0,3530

б) для рівнопроцентної витратної характеристики:

0,3549

9.3.4) На побудованих витратних характеристиках для n=2 за значеннямизнаходжуі діапазон ходу затвора РО. Перевіряю виконання умов:.

а) для лінійної витратної характеристики:

Отже, всі умови виконуються.

б) для рівнопроцентної витратної характеристики:

Отже, всі умови невиконуються.

9.4) Для вибраного РО визначаю:

а) для лінійної витратної характеристики-коефіцієнт підсилення

0,9685

б) для рівнопроцентної витратної характеристики-коефіцієнт рівнопроцентності

2,4144

9.5) Визначаю найбільші додатні і від’ємні відхилення дійсних значень коефіцієнта підсилення і коефіцієнта рівнопроцентності від розрахованих в пункті 9.4.(із залежності між відносною витратою qі коефіцієнтом підсилення К та залежності між відносною витратоюqта коефіцієнтом рівнопроцентностіKр. Причому ці відхилення визначаю як для лінійної , так і для рівнопроцентної витратної характеристик).

а) для лінійної витратної характеристики:

б) для рівнопроцентної витратної характеристики:

, де - максимальні і мінімальні значення коефіцієнта підсилення і коефіцієнта рівнопроцентності в діапазоні відносних витрат .

9.6) Визначаю відносні відхилення коефіцієнта пі7дсилення і коефіцієнта рівнопроцентності:

Отже, відносне відхилення коефіцієнта підсилення є менше, ніж відносне відхилення коефіцієнта рівнопроцентності. Тому я вибираю РО з лінійною пропускною характеристикою.