Modelowanie wpływu parametrów konstrukcyjnych na charakterystyki dynamiczne zaworu przelewowego UZPX-16

Z E S Z Y T Y NAUKOWE P O L IT E C H N IK I Ś L Ą S K I E J

S e r i a ! M E C H A N IK A z . 6 3 N r k o l . 5 3 7

_______ 1978

E d w a rd T O M A S IA K

M O DELO W ANIE WPŁYWU PARAMETRÓW K O NSTRU KCYJNYCH NA C H A R A K T E R Y S T Y K I D YN A M IC ZN E ZAWORU PRZELEWOWEGO U Z P X - 16

S t r e s z c z e n i e . W u k ł a d a c h n a p ę d o w y c h h y d r a u l i c z n y c h z a w o r y p r z e - le w o w e , w o k r e s i e s t a n u p r z e j ś c i o w e g o , n i e u t r z y m u j ę s t a ł e j w a r t o ­ ś c i c i ś n i e n i a o r a z m aję t e n d e n c j e d o w p a d a n ia w d r g a n i a . W y s t ę p u j ą ­ c e z j a w i s k a s ę sp o w o d o w a n e t a k i m i p a r a m e t r a m i k o n s t r u k c y j n y m i , j a k : ś r e d n i c a i d ł u g o ś ć e le m e n t u t ł u m i ę c e g o ( k a p i l a r y ) , s z t y w n o ś c i s p r ę ­ ż y n y o r a z l u z p r o m ie n io w y p o m ię d z y e le m e n te m ruchom ym a k o rp u s e m . M o d e l m a t e m a t y c z n y z a w o r u w s t a n i e p r z e j ś c io w y m s t a n o w i u k ł a d ró w ­ nań r ó ż n i c z k o w y c h n i e l i n i o w y c h , w k t ó r y m w s p ó ł c z y n n i k i z d e t e r m i n o ­ w ane z a w i e r a j ę w y m ie n io n e z m ie n n e p a r a m e t r y k o n s t r u k c y j n e .

1 . W p r o w a d z e n ie

Z a w o r y p r z e le w o w e s t o s o w a n e w u k ł a d a c h n a p ę d o w y c h u t r z y m u j ę s t a ł ę w a r­

t o ś ć c i ś n i e n i a p r z e z o d p r o w a d z e n ie n a d m ia r u c z y n n i k a r o b o c z e g o . P o d c z a s p r a c y z a w ó r j e s t c i ę g l e o t w a r t y i d l a t e g o w dużym s t o p n i u o d d z i e ł y w u j e on na u k ł a d p r z e k a z u j ę c mu s w o j e w ł a s n o ś c i d y n a m ic z n e . O d d z i a ł y w a n i e z a w o r u na u k ł a d u w i d a c z n i a s i ę s z c z e g ó l n i e w s t a n a c h p r z e j ś c i o w y c h , z a ró w n o p r z y w y s t ę p o w a n iu d r g a ń s w o b o d n y c h j a k i w y m u s z o n y c h . D a k w y k a z a ł y b a d a n ia , z a w o r y p rz e le w o w e b a r d z o c z ę s t o n i e n a d ę ż a j ę za s z y b k i m i z m ia n a m i o d b i o r ­ n ik ó w 1 p o d c z a s t y c h z m ia n n i e u t r z y m u j ę w ym a ga n e j s t a ł e j w a r t o ś c i c i ś ­ n i e n i a o r a z m a ję t e n d e n c j e do w p a d a n ia w d r g a n i a [ i ] , T a k i e i c h re a g o w a ­ n i e j e s t sp o w o d o w a n e w zajem nym o d d z ia ł y w a n ie m w ł a s n o ś c i d y n a m ic z n y c h z a ­ ró w n o z a w o r u J a k i p r o c e s ó w f a l o w y c h z a c h o d z ę c y c h w p r z e w o d a c h i n s t a l a c j i h y d r a u l i c z n e j .

W ł a s n o ś c i d y n a m ic z n e z a w o r u z a l e ż ę w g ł ó w n e j m ie r z e od j e g o p a ra m e t ró w k o n s t r u k c y j n y c h , z a ś p r o c e s y f a lo w e z a l e ż ę p r z e d e w s z y s t k i m od d ł u g o ś c i sam e j l i n i i z a s i l a n i a i p u l s a c j i pom py. S p o ś r ó d w ł a s n o ś c i d y n a m ic z n y c h n a j w i ę k s z e z n a c z e n i e d l a e k s p l o a t a c j i za w o ró w p r z e le w o w y c h m a ję : p r z e r e - g u l o w a n i e c i ś n i e n i a w s t a n i e p r z e j ś c io w y m , c z e s s t a b i l i z a c j i c i ś n i e n i a o - r a z t ł u m i e n i e d r g a ń s w o b o d n y c h i w y m u s z o n y c h .

W n i n i e j s z y m o p r a c o w a n iu b ę d ę u w z g l ę d n io n e t e p a r a m e t r y k o n s t r u k c y j n e , k t ó r e w i s t o t n y s p o s ó b w p ły w a ję n a d y n a m ik ę za w o ró w i s ę d o b i e r a n e w s p o ­ s ó b p r z y p a d k o w y w z a l e ż n o ś c i od w y c z u c i a i d o ś w i a d c z e n i a k o n s t r u k t o r a .

74 E. Tamaeiak

P a r a m e t r y k o n s t r u k c y j n e w y s t ę p u j ę c e w z a w o r z e m ożna p o d z i e l i ć na i 1 . P a r a m e t r y s t a ł e z w lę z a n e z w i e l k o ś c i * z a w o r u , c z y l i n o m in a ln ę w a r­

t o ś c i * p r z e p ł y w u i c i ś n i e n i a :

- p o w i e r z c h n i a c z y n n a e le m e n t u ru c h o m e g o ,

- p o w i e r z c h n i a s t y k u e le m e n t u ru c h o m e g o z k o r p u s e m z a w o r u ( w a r u n k u j e p r o ­ w a d z e n ie i s z c z e l n o ś ć ) ,

- s z t y w n o ś ć J e d n o s t k o w a s p r ę ż y n y , - m a sa e le m e n t u r u c h o m e g o , - g e o m e t r ia e le m e n t u ru c h o m e g o .

%

2 . P a r a m e t r y z m ie n n e d o b i e r a n e w e d łu g w y c z u c ia i d o ś w i a d c z e n i e k o n ­ s t r u k t o r a :

- s z t y w n o ś ć s p r ę ż y n y , - ś r e d n i c a k a p l l a r y , - d ł u g o ś ć k a p i l a r y ,

- l u z p r o m ie n io w y m ię d z y su w a k ie m a k o r p u s e m .

D o b ó r p a ra m e t ró w z m ie n n y c h n i e może b y ć p rz y p a d k o w y m , l e c z p o w in ie n m le ć ś c i s ł y z w ię z e k z p r z e r e g u lo w a n l e m c i ś n i e n i a , c z a s e m s t a b i l i z a c j i c i ­ ś n i e n i e i w a r u n k a m i s t a b i l n e j p r a c y .

2 . M o d e l m a t e m a t y c z n y z a w o r u

R y s . 1 . S c h e m a t z a w o r u p r z e le w o w e g o U Z P X - 1 6

S i ł y : F j - b e z w ł a d n o ś c i , F t ^ - t a r c i a l e p k i e g o , F r - h y d r o d y n a m ic z n a , F 82 - s z t y w n o ś c i s p r ę ż y n y , F s - h y d r o s t a t y c z n a , G - g r a w i t a c y j n a . P r z e ­ p ł y w y : Q - na w l o c i e do z a w o r u , - w p ływ u ś c i ś l i w o ś c i , Qz p - p r z e z z a ­

w ó r p r z e le w o w y , Qt - z m ia n y o b j ę t o ś c i , Q k - p r z e z k a p i l a r ę

Mo d e l o wa n i e wpływu p a r a m e t r ó w k o n s t r u k c y j n y c h . 75

U w z g l ę d n i a j ą c w i e l k o ś c i s i ł i w a r t o ś c i p r z e p ł y w u , a t a k ż e w n i o s k i z [ i ] 1 [ 2 ] , d o c h o d z im y do u k ł a d u r ó w n a ń ' r ó ż n i c z k o w y c h n i e l i n i o w y c h , k t ó r e o p i s u j ą z a w ó r - p r z e d s t a w i o n y n a r y e . 1 - w o k r e s i e s t a n u p r z e j ś c i o w e g o :

m d t * + + d * ^ 2 ’ A 3 d k )] ^ + A4 ( k £ x ) p z + c x + A 5 - A 6 pz = 0 ( l )

d P ,

* 7 H t ^ + A 8 3 7 + A g ^ k ? x ) p z ' Qo ~ * > i “ ° *

g d z i e :

A j Ą A g - w s p ó ł c z y n n i k i s t a ł e w y n i k a j ą c e z k o n s t r u k c j i z a w o r u oraz w ła ­ s n o ś c i f i z y k o c h e m i c z n y c h o l e j u ,

c - s z t y w n o ś ć s p r ę ż y n y [N / m ], d fc - ś r e d n i c a k a p i l a r y [m ],

h - ś r e d n i l u z p r o m ie n io w y p o m ię d z y t ł o c z k i e m a k o rp u se m [m ], k^ - z a s t ę p c z y w s p ó ł c z y n n i k s t r a t ,

1^ - d ł u g o ś ć k a p i l a r y [m ],

m - m asa z a s t ę p c z a e le m e n t u ru c h o m e g o [ k g ] , pz - c i ś n i e n i e p r z e d zaw orem [N/m2] ,

t - c z a s [ a ] ,

x - p r z e m i e s z c z e n i e t ł o c z k a Q n ] ,

q - p o c z ą t k o w a w a r t o ś ć p r z e p ł y w u [m3 / s ] ,

Q j - w y m u s z e n io w a ( s k o k o w a ) w a r t o ś ć p r z e p ł y w u [m / s ] .3

R ó w n a n ia ( l ) i (

2

) z a w i e r a j ą w s p ó ł c z y n n i k i z d e t e r m in o w a n e , w k t ó r y c h w y s t ę p u j ą p a r a m e t r y k o n s t r u k c y j n e . P r z e k s z t a ł c a j ą c p o w y ż s z e r ó w n a n ia o r a z p o d s t a w i a j ą c w e d łu g [ l ] w a r t o ś c i w s p ó ł c z y n n i k ó w s t a ł y c h o t r z y m a n o :

d 2 x r . — . „ - 4 1

7 ?

_ j~l , 4 1 7 6 ^ . _ 1 0 4 + _ k ( 2 9 ( 3 8 5 „ 1 0 ~ 8 _ n , 4 7 8 5 . 1 0 _ 4 d 2 ) J g £ _ k

- 0 , 0 3 6 9 ( k ^ x ) p z - 7 , 1 4 2 8 c x + 1 4 , 3 5 4 2 . 1 0 - 4 p z - 3 5 5 2 , 6 6 ( 3 )

^ = 1 8 , 0 5 8 . 1 0 7 + 4 1 , 6 7 2 8 . 1 0 1 1 A Q ± - 2 4 7 , 3 7 . 1 0 7 ( k ^ x V p ^ -

- 8 3 , 7 4 5 6 . 1 0 1 0 g i . ( 4 )

R ó w n a n ia r ó ż n i c z k o w e ( 3 ) i (

4

) p r z e k s z t a ł c o n o do p o s t a c i :

76 E. Tomasiak

^ 2 „ _ j~ l , 4 1 7 8 ^ . 1 0

4

+ ^ (

2 9

, 3 8 5 . 1 0

-8

- 1 1 , 4 7 8 5 . 1 0

-4

d ^ ] x 2 "

- O , 0 3 6 9 ( ) x« - 7 , 1 4 2 8 c x 1 + 1 4 , 3 5 4 2 . 1 0 _

4

^x

3

- 3 5 5 2 , 6 6 , (

6

⁾

^ = 1 8 , 0 5 8 , 1 0

7

+ 4 1 , 6 7 2 8 . 1 0

1

k Q ± - 2 4 7 , 3 5 . 1 0

7

(k ^ x

1

)>Jx^ -

- 8 3 , 7 4 5 6 . 1 0

10

x 2 . ( 7 )

W p r o w a d z a ją c w s p ó ł c z y n n i k i s k a lo w e [ 3 ] i [ l ] o t r z y m a n o r ó w n a n ia m a sz y ­ nowe :

d*i

ćfiT ’ 2 (8)

^ * " P l

X2

- 0 , 7 3 8 | o , 0 l ( k X j ) X 3J - P2 * 1 + 2 8 , 7 X 3 - 7 0 4 , 5 , ( 9 )

d X , r

^ = 7 , 2 2 + P

3

- S ^ ^ O l U - K ^ l O ^ l - 0 , 6 7 X 2 . ( 1 0 )

W a r u n k i p o c z ą t k o w e :

X x ( 0 ) = 14

x

2

( o ) =

0

X 3 ( 0 ) = 2 5 , 0 1

W a r t o ś c i p o t e n c j o m e t r ó w :

,-4 1

k

P1 = STO

l f 4 1 7 8 h ‘ 1 0 4 * ^ ( 2 9 <3 8 5 • 10 ~ 8 “ 1 1 . 4 7 8 5 . 10- 4 d^)J , ( l l )

P 2 » 1 , 4 2 8 5 , 1 0 - 5 c , ( 1 2 )

P3 - 1 6 , 6 6 9 1 . 1 0 4 23Q1 . ( 1 3 )

Z a k r e s w p r o w a d z a n y c h z m ie n n y c h p a r a m e t r ó w k o n s t r u k c y j n y c h z o s t a ł o k r e ­ ś l o n y n a p o d s t a w ie a n a l i z y s t a b i l n o ś c i w e d łu g k r y t e r i u m H u r w i t z a [

4

].

Mod e l o wa n i a wpływu p a r a m e t r ó w k o n s t r u k c y j n y c h . 77

3 . B a d a n ia m odelow a

R ó w n a n ia ( 8 ) , ( 9 ) i ( 1 0 ) m o d e lo w a n o na m a s z y n ie a n a lo g o w e j M A - 3 , a i c h sc h e m a t m a sz y n o w y i l u s t r u j e r y s . 2 . Z p r z e b ie g ó w c z a s o w y c h , b ę d ę c y c h r o z -

0.67

> -

9 1

QCj_

R y s . 2 . M o d e l m a sz y n o w y z a w o r u p r z e le w o w e g o

w ię ż e n ie m a n a lo g o w y m p o w y ż s z y c h ró w n a ń , w y b r a n o w i e l k o ś c i c h e r a k t e r y z u j ę c o w ł a s n o ś c i d y n a m ic z n e z a w o r u t a k i e , J a k : m a k s y m a ln e p r z e r e g u l o w a n i e c i ś ­ n i e n i a i c z a s s t a b i l i z a c j i c i ś n i e n i a .

B a d a n ia m o d e lo w e w p ły w u p a ra m e t ró w k o n s t r u k c y j n y c h na c h a r a k t e r y s t y k i d y n a m ic z n e z a w o r u p r z e le w o w e g o p r z e p r o w a d z o n o p r z y z m ie n n y c h sk o k o w o w a r­

t o ś c i a c h p r z e p ł y w u , k t ó r e w p r o w a d z a j ą o k o ł o j p r z e p ł y w u n o m in a ln e ­ g o ( 4 0 l / m i n . ) p r z e z z a w ó r , p r z y p r z e p ł y w i e p o c z ą tk o w y m Qo » 2 , 6 l/ m in . P r z y j ę c i e p r z e p ł y w u p o c z ą t k o w e g o Qc « 2 , 6 l/ m in . J e s t u z a l e ż n i o n e od wa­

r u n k u d r g a ń za w o ró w f s ] . P r z y j ę c i e p r o p o r c j o n a l n o ś c i s i ł y h y d r o d y n a m ic z ­ n e j d o s p a d k u c i ś n i e n i a i o t w a r c i a w ym aga t e o r e t y c z n i e p r a c y z a w o r u p r z y o t w a r c i a c h w i ę k s z y c h od w a r t o ś c i lu z u p r o m ie n io w e g o p o m ię d z y su w a k ie m i k o rp u s e m .

s . W p ływ l u z u p r o m ie n io w e g o

P o e s t a w i e j ę e d o w z o r u ( l i ) ne P , z m ie r z o n e w badanym ś c i pa ra m e tró w ., k t ó r e w y n o s z ę : h = 4 , 4 3 , 1Q

-6

m

,

z s w e r z e w a r t o 7 , 4 10-3 m i 0 , 7 5

10" * r.

o t r z y m a n o i

78 E. Tomaeiak

P 1 “ 251^ 31,993 + 6857-6l4).

P i e r w s z y w y r a z w n a w i a s i e r e p r e z e n t u j e t ł u m i e n i e , p o c h o d z ą c e od l u z u p r o m ie n io w e g o i J e s t on n i e p o r ó w n y w a l n i e m a ły w s t o s u n k u do w a r t o ś c i t ł u ­ m ie n ia k a p i l a r y . A b y l u z n i e z n a c z n i e w p ł y w a ł na t ł u m i e n i e m u s i a ł b y p r z y j ­ mować w a r t o ś c i d z i e s i ę c i o k r o t n i e m n ie j s z e o d i s t n i e j ą c y c h . T a k w y s o k a d o ­ k ł a d n o ś ć p a s o w a n ia su w a k a w k o r p u s i e z a w o r u J e s t t e c h n o l o g i c z n i e t r u d n a do o s i ą g n i ę c i a , a w r ę c z n ie w s k a z a n a z u w a g i n a t a k w y s o k ą c z y s t o ś ć ( f i l ­ t r a c j ę ) o l e j u . O e ś l i p r z y j m ie m y , że z e w z g lę d u na p r a w id ł o w e d z i a ł a n i e z a ­ w o r u , i s t n i e j e z a k r e s lu z ó w , k t ó r y w s t o s u n k o w o p r o s t y s p o s ó b może b y ć z r e a l i z o w a n y w w y k o n a w s t w ie , to p r a k t y c z n i e n i e w p ły w a on na w ł a s n o ś c i d y ­ n a m ic z n e z a w o r u . M o ż n a za te m p r z y j ą ć , ż e w p ły w d o k ł a d n o ś c i p a s o w a n ia p o ­ m ię d z y su w a k ie m a k o rp u s e m b ę d z ie w g ł ó w n e j m ie r z e u w a ru n k o w a n y s z c z e l n o ­ ś c i ą z a w o r u . T a k w ię c w b a d a n ia c h m o d e lo w y c h p r z y j ę t o s t a ł ą ( z m ie r z o n ą ) w a r t o ś ć l u z u ró w n ą : h = 4 , 4 3 . 10 - ^ m.

b. W pływ ś r e d n i c y k a p i l a r y

N a s ta w ę p o t e n c j o m e t r u P . o b l i c z o n o p r z y z m ie n n e j ś r e d n i c y k a p i l a r y i

_ 3

z m i e r z o n e j w a r t o ś c i j e j d ł u g o ś c i , w y n o s z ą c e j 1^ = 7 , 4 . 1 0 m. W t a b l i ­ c y 1 z e s t a w i o n o w a r t o ś c i n a s t a w p o t e n c j o m e t r ó w .

Tablica 1 W a r t o ś c i n a s t a w p o t e n c j o m e t r ó w p r z y z m ie n n e j ś r e d n i c y k a p i l a r y d^

d k . 1 0 - 3 [m ] 0 , 6 5 0 , 6 7 0 , 6 9 0 , 7 1 0 , 7 2 5 0 , 7 5 0 , 7 6 5 0 , 7 8 5

N a s ta w a

p ! [ y ] 4 8 , 8 4 3 , 2 o3 ,4 3 4 , 3 3 1 , 5 2 7 , 5 5 2 5 , 4 2 2 , 9

N a s t awa

P 2 [ V ] 0 , 5 4

A Q t [ l / m i n ]

A O j = 1 0 , 7 2 A Q 2 = 1 7 , 7 5 A Q 3 = 2 8 , 3

N a s ta w a P3

2 9 , 8 4 6 , 3 1 7 8 , 6 2

W y n i k i b a d a ń w p ły w u ś r e d n i c y k a p i l a r y na d y n a m ik ę zaworu i l u s t r u j e r y s . 3 i 4 . M a k s y m a ln e p r z e r e g u l o w a n i e c i ś n i e n i a w s t a n i e p r z e j ś c io w y m ( r y s . 3 ) w z r a s t a l i n i o w o w m ia r ę j a k m a le j e ś r e d n i c a k a p i l a r y . W z r o s t c i ś n i e n i a p r z e r e g u l o w a n i a j e s t n a s t ę p s t w e m w z r o s t u t ł u m i e n i a , k t ó r e w z r a s t a p r z y z m n i e j s z a n i u ś r e d n i c y k a p i l a r y .

Modelowanie wpływu parametrów konstrukcyjnych. 79

065

R y s . 3 . W p ływ ś r e d n i c y k a p i l a r y n a m a k s y m a ln e p r z e r e g u l o w a n i e c i ś n i e n i a w z a w o r z e U Z P X - 1 6 p r z y s k o k o w o zm ienn ym w y m u s z e n iu w a r t o ś c i p rz e p ły w u . P r z e ­

p ły w p o c z ą t k o w y Q » 2 , 6 1 / m in j c i ś n i e n i e r o b o c z e p = 2 5 b a r . IK

h '4 ,0

«-Jmm

C » 38(35,89 n|it

¡5*1

o,oe

0 <ł® 07 P75 [ mm] d«

R y s . 4 . W p ływ ś r e d n i c y k a p i l a r y na c z a s s t a b i l i z a c j i c i ś n i e n i a w z a w o r z e U Z P X - 1 6 p r z y s k o k o w o zm ienn ym w y m u s z e n iu w a r t o ś c i p r z e p ł y w u . P r z e p ł y w p o ­

c z ą t k o w y Q = 2 , 6 1 / m l n . , c i ś n i e n i e r o b o c z e p z = 2 5 b a r

80 E. Tomaeiak

C z a s s t a b i l i z a c j i c i ś n i e n i a T sp ( r y s . 4 ) J e s t f u n k c j ę n i e l i n i o w o r o - s n ę c ę w m ia r ę J a k w z r a s t a ś r e d n i c a , c z y l i m a le j e t ł u m i e n i e w z a w o r z e . W p ływ ś r e d n i c y k a p i l e r y n a c z a s s t a b i l i z a c j i c i ś n i e n i a j e s t tym w i ę k s z y im m n i e j s z y J e s t p r z e p ł y w p r z e z z a w ó r .

et* W p ływ d ł u g o ś c i k a p l l a r y

N a s t a w ę p o t e n c j o m e t r u P j o b l i c z o n o p r z y z m ie n n e j w a r t o ś c i d ł u g o ś c i k a p i l a r y 1 z m ie r z o n e j w z a w o r z e j e j ś r e d n i c y , w y n o s z ę c e j d, « 0 , 7 5 . . 1 0 - 3 m. W t a b l i c y 2 z e s t a w i o n o w a r t o ś c i n a s t a w p o t e n c j o m e t r ó w .

D ł u g o ś ć k a p i l a r y o d d z i a ł y w u j e p r o p o r c j o n a l n i e na t ł u m i e n i e 1 m a k s y m a l­

ne p r z e r e g u l o w a n l e c i ś n i e n i a w s t a n i e p r z e j ś c io w y m ( r y s . 5 ) r o ś n i e l i n i o ­ wo w r a z z e w z r o s t e m J e j d ł u g o ś c i .

H —

1»

C z a s s t a b i l i z a c j i c i ś n i e n i a w z a w o r z e ( r y s . 6 ) J e s t f u n k c j ę m a le j ę c ę n i e l i n i o w o w r a z z e w z r o s t e m d ł u g o ś c i k a p i l a r y , c z y l i w r a z ze w z r o s t e m t ł u ­ m i e n i a . P o d o b n ie J a k w b a d a n ia c h w p ływ u ś r e d n i c y k a p i l a r y t a k 1 t u n a j w y ­ r a ź n i e j u w i d o c z n i a j ę s i ę z m ia n y t ł u m i e n i a n a c z a s s t a b i l i z a c j i c i ś n i e n i a p r z y m a ły c h w a r t o ś c i a c h p r z e p ł y w u ( w y m u s z e n ia ) p r z e z z a w ó r .

d . W p ływ s z t y w n o ś c i s p r ę ż y n y

W a r t o ś c i n a s t a w p o t e n c j o m e t r ó w p r z y z m ie n n e j s z t y w n o ś c i s p r ę ż y n y z e ­ s t a w i o n o w t a b l i c y 3 .

2 r y s . 7 w y n i k a , ż e s z t y w n o ś ć s p r ę ż y n y p r a k t y c z n i e n i e w p ły w a n a ma­

k s y m a ln e p r z e r e g u l o w a n l e c i ś n i e n i a . Z p r z e b i e g u c z a s u s t a b i l i z a c j i c i ś ­ n i e n i a ( r y s . 8 ) w y n i k a , ż e s z t y w n o ś ć s p r ę ż y n y w y w o łu j e z m ie n n y w p ły w . Wy­

r a ź n i e m ożna z a u w a ż y ć o p t y m a ln ę s z t y w n o ś ć s p r ę ż y n y , p o z w a l a j ę c ę n a o s l ę g -

C*J8«388 N/m

dfc » Q 75 mm

In [mm]

R y s . 5 . W p ływ d ł u g o ś c i k a p i l a r y n a m a k s y m a ln e p r z e r e g u l o w a n l e w z a w o r z e U Z P X - 16 p r z y s k o k o w o zm ie n n ym w y m u s z e n iu w a r t o ś c i p r z e p ł y w u . P r z e p ł y w p o -

c z ę t k o w y Q = 2 , 6 l / m i n . , c i ś n i e n i e r o b o c z e p z = 2 5 b a r

Wartości nastawpotencjometrówprzyzmiennej długości kapilary

Mo d e l o w a n i e wpływu p a r a m e t r ó w k o n s t r u k c y j n y c h . 81

CM

(0

o

X ) co

13,7 50,9 0,54

cm in N ro O N CO rH rH CM ii II U

rH cm ro

o o o

<1 <1 <3

29,8 49,31 78,62

fOH

48,3

CMrH

44,6

11 40,9

10,7 39,8

10 ^CM

ro

O» in

ro ro

CD

CD 32,7

in

CD 31,6

7,8 29,0

■«ł

27,55

rH

vDCM

6,4 23,8

1--1

i—JE c

ro •H

i ^E

O CC CO \ ^CO

rH 5 1

1

⁵1— i H 5 ' — i

co > co > co >

-• 4-»l--- 1 4-*<--- 1 *-»!__ 1

<0 (0 •H en

CO rH co CM O * co ro

H Z CL Z CL <1 ^{Z CL}

o

tn N

o *

o* O

"ł

CT» CO

tn lO

VO *

■M- O

tn ro

rH »o

O

CM

O

00

CM tn

rH o

CD CD

rH •M-

ro tn

rH cm tn

CD o N N ro

ID ro » w » rM CM

tn O N OD co ro co

rH rH CM

N cn cn co

CM U II II CM ^ N

N 1 2 3

CD CM O* O* O N

CO

in < < <

ro o

O ro ar»

'i ro

0

* »

CM O

rx

N CO

Oc ro

cO «

CM O

m

CM tn

ID ro

-

CM O

r n c

•H

(0

co \E co

2

r— 1

1 — 1

i—1 5«— i

co > E « > 1_1 co >

♦j i—i _\ 4-4 *--1 _{4-4 1----}1

co ,z co H _CO

CO rH

1

— 1 CO CM

o*

® ro

Z CL

o

Z CL

O

^{Z CL}

82 E. Tomasiak

Tir

r*tj

0/6

O/i

0,06

i - *“

R y s . U Z P X -

6 t 6 9 »o « a a » £, [•>»]

6 . W p ływ d ł u g o ś c i k a p i l a r y n a c z a s s t a b i l i z a c j i c i ś n i e n i a w z a w o r z e 16 p r z y s k o k o w o zm ie n n ym w y m u s z e n iu w a r t o ś c i p r z e p ł y w u . P r z e p ł y w p o ­

c z ą t k o w y Qq - 2 , 6 l / m i n . , c i ś n i e n i e r o b o c z e P 2 = 2 5 bar

ftm «

<0

-o— o- V 9 ~ 0 ~

O »1333 ¿/iwn O «¿P.Ul!min

O - 3C)9 f/imVi

d* *Q75nv>»

Ar - W mm

&

* ą S I O * k / i r

R y s . 7 . W p ływ s z t y w n o ś c i s p r ę ż y n y n a m a k s y m a ln e p r z e r e g u l o w a n i e c i ś n i e n i a w z a w o r z e U Z P X - i 6 p r z y s k o k o w o zm ie n n ym w y m u s z e n iu w a r t o ś c i przepływ u. P r z e ­

p ły w p o c z ę t k o w y Q » 2 , 6 l / m i n . , c i ś n i e n i e r o b o c z e p » 2 5 b a r

Modelowani* wpływu parametrów konstrukcyjnych.. 83

«9,8* « ’ */">

R y s . 8 . W pływ s z t y w n o ś c i s p r ę ż y n y n a c z a s s t a b i l i z a c j i c i ś n i e n i a w z a w o ­ r z e U Z P X -1 6 p r z y s k o k o w o zm ienn ym w y m u s z e n iu w a r t o ś c i p r z e p ł y w u . P r z e p ł y w

p o c z ę t k o w y Qq ■ 2 , 6 l / m i n . , c i ś n i e n i e r o b o c z e pz * 2 5 b a r

n i ę c i e n a j k r ó t s z e g o c z a s u s t a b i l i z a c j i c i ś n i e n i a . R ó w n ie ż i w tym p r z y ­ p a d k u n a j w i ę k s z y w p ły w s z t y w n o ś c i s p r ę ż y n y u w i d a c z n i a s i ę p r z y m n i e j s z y c h w a r t o ś c i a c h p r z e p ł y w u .

4 . W n i o s k i

Na c h a r a k t e r y s t y k i d y n a m ic z n e z a w o r u p r z e le w o w e g o U Z P X - 1 6 n a j s i l n i e j o d - d z l a ł y w u j ę w y m ia r y g e o m e t r y c z n e k a p i l a r y , t j . ś r e d n i c a i d ł u g o ś ć . P a ra m e ­ t r y t e z m i e n i a j ą z a ró w n o m a k s y m a ln e p r z e r e g u l o w a n l e c i ś n i e n i a J a k i c z a s J e g o s t a b i l i z a c j i .

W z n a c z n i e m n ie j s z y m s t o p n i u n a d y n a m ik ę z a w o r u w p ły w a s z t y w n o ś ć s p r ę - ż y r ty , k t ó r a o d d z i a ł y w u j e g ł ó w n i e na c z a s s t a b i l i z a c j i c i ś n i e n i a , a m a k s y ­ m a ln e p r z e r e g u l o w a n l e c i ś n i e n i a p r a k t y c z n i e n i e z m i e n i a s i ę .

ś r e d n i l u z p r o m ie n io w y p o m ię d z y su w a k ie m a k o r p u s e m n i e ma i s t o t n e g o w p ły w u na d y n a m ik ę z a w o r u i m oże b y ć t r a k t o w a n y j e d y n i e j a k o p a r a m e t r w a­

r u n k u j ą c y s z c z e l n o ś ć .

84 E. Tomas i ak

LITERATURA

[1] T o m a s ia k E . i P r a c a d o k t o r s k a , P o l i t e c h n i k a ś l ę s k a , Gliwice 1973.

[

2

] T o m a s ia k E . 1M o d e l m a te m a t y c z n y z a w o r u p r z e le w o w e g o w świetle badań p r z e b ie g ó w a n a lo g o w y c h i r z e c z y w i s t y c h . M e c h a n ik a teoretyczna i sto­

so w a n a 4 , 1 9 7 4 .

M P r a c a z b io r o w a p o d r e d . P a l u s i ń s k i e g o 0 . : M a s z y n a analogowa MA-4R P o ­ l i t e c h n i k a ś l ę s k a , G l i w i c e 1 9 6 7 .

£

4

] T y r l i k T. , T o m a s ia k E . : S t a b i l n o ś ć za w o ró w p r z e le w o w y c h . IV M ię d z y n a ­ ro d o w a K o n f e r e n c j a N a u k o w o - T e c h n ic z n a . P o s t ę p w t e o r i i i t e c h n i c e o b ­ r ó b k i m a t e r ia ł ó w . K r a k ó w 1 9 7 3 .

I5 j G u i l l o n M . : T e o r i a i o b l i c z a n i e u k ła d ó w h y d r a u l i c z n y c h . WNT, W a rsza w a 1 9 6 7 .

MOHEJIHPOBAHHE BJIKHHHfl K O H C IPyK T O PC K H X IIA P A M E IP O B

HA HHHAMiMECKHE XAPAKTEPHCTHKM

HEPEJIHBHOrO KJIAHAHA U 2 P X - 1 6

l i t a s e

B rsxpaB^HvecKHx npaBO^Hux oucTeMajc nepejCHBHtie KJianaHH b o Bpeua nepexoq- Horo o o o t o h h h h He qepxai nocTOHHHoro qaBJieHHH h npoHBJiaioT c k j i o h h o c i k b h -

0pauHAM. BhicTynaionHe 3,ąecb HBJieHHH b h 3 i i b ć u o t c h t h k h s h KOHCTpyKTopcKHUH napa- ueTpaMH xaKi xnaueip h M » H a qemuiiHpyioqero sJieueHia (KanHJinpu), xecTKOcTL

npytcHHH K paqaajiBHuK 3aaop uexqy noqBHXHbM sjieueHTOu a K op ny c o w. MaTeuaiH-

qecKat uoqezb xjianaiia b nepexoqHOU c o c t o h h h h s t o CHCiexa HH<Jx}>epeHi«ia.nbHLix

ypaBHBHHfl HexHRettHbcx, b KOTopux onpeqexeHHue KOsjxJiKiuieHTLi coqepxai b cefie

HepeHHOJieHHhie nepexeHHue KOucipyxTopcKHe napaueipu.

M A T H E M A T IC A L MO DELS O F ST RU C TU RA L PA R A M ET ER S FOR OVERFLOW V A LV E T Y P E U Z P X - 1 6

S u m m a r y

O v e r f l o w v a l v e s , b e i n g i n t r a n s i t i o n s t a t e , do n o t k e e p s t a b l e p r e s s u ­ r e v a l u e s a n d t e n d t o g e t i n t o v i b r a t i o n s , w han u s a d i n h y d r a u l i c d r i v e s . T h e s e fe n o m e n a d e p e n d s on t h e f o l l o w i n g s t r u c t u r a l p a r a m e t e r s

1

c a p i l l a r y d i a m e t e r a n d l e n g t h , s p r i n g s t i f f n e s a n d s l i d i n g f i t o f t h e m o r a b le e l e ­ m e nt. M a t h e m a t ic a l v a l v e m o d e l i n t r a n s i t i o n s t a t s c a n be g i v e n b y a s e t o f u n l i n e a r d i f f e r e n t i a l e q u a t i o n s , t h e d e t e r m in e d c o e f f i c i e n t o f w h ic h i n c l u d e e x c h a n g e a b l e v a r i a b l e s t r u c t u r a l p a r a m e t e r s .