ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
71
На это давление РД настраивается с помощью пружины
21
.
В началь-
ный момент времени, когда давление в объекте регулирования и в
подводящей магистрали, включая РД, равно давлению окружающей
среды, основной
18
и импульсный
41
клапаны закрыты. Как только
подают давление на вход в РД, основной клапан открывается и начи-
нается расход газа через него в выходную полость
П2
и объект регу-
лирования. При достижении равенства между значением давления в
объекте регулирования и значением давления настройки основной
клапан РД прикрывается до положения, при котором давление в вы-
ходной полости становится равным давлению настройки. Если дав-
ление газа в объекте регулирования уменьшается (подключение по-
требителей, утечки), то основной клапан открывается, расход через
него в выходную полость увеличивается, и давление начинает воз-
растать. При увеличении давления в объекте регулирования основной
клапан прикрывается, и расход через него уменьшается, таким обра-
зом давление в выходной полости уменьшается. Для устранения вли-
яния «неразгрузки» системы поршень – клапан и трения в подвиж-
ных элементах РД на статические и динамические характеристики РД
введена местная обратная связь по положению поршня (пружина в
полости
П3
).
Местная обратная связь действует по принципу позици-
онера с силовой компенсацией.
Для исследования рабочих процессов численными методами в
неустановившемся режиме в системе регулятор давления – объект
регулирования необходимо разработать ее математическую модель.
Расчетная схема данной системы приведена на рис. 2. Расчетная
область разбивается на шесть полостей (включая объект регулиро-
вания), каждая из которых представляет собой открытую термоди-
намическую систему, границы которой проницаемы как для меха-
нической работы и теплового воздействия, так и для потока рабочей
среды. Кроме того, ряд полостей имеет переменный объем, т. е.
соответствующие им термодинамические системы подвергаются
термодеформациям. Емкости соединены друг с другом и с окружа-
ющей средой условными проходными сечениями.
При разработке математической модели системы принимаем сле-
дующие допущения:
‒
математическая модель построена в приближении сосредото-
ченных термодинамических параметров состояния. Параметры со-
стояния (давление, плотность и температура) изменяются одинаково
во всем контрольном объеме (полости) термодинамической системы,
т. е. параметры рабочей среды в любой точке контрольного объема
не зависят от координат точки внутри контрольного объема;
‒
рабочее тело – идеальный газ;
‒
процессы течения рабочей среды во внутренних каналах заме-
нены процессами истечения рабочего тела через условные дроссели