Конструктивные особенности новых регулирующих клапанов прямоточного типа
Анализ возможностей регулирования расхода жидких сред в трубопроводных системах при помощи различных типов регулирующих клапанов. Разработка новых конструкций регулирующих клапанов прямоточного типа организации течения жидкости во внутренних полостях.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.07.2017 |
Размер файла | 168,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Ярославский государственных технический университет
Конструктивные особенности новых регулирующих клапанов прямоточного типа
А.Е. Лебедев, А.Б. Капранова, А.М. Мельцер,
С.В. Неклюдов, Е.М. Серов, Д.В. Воронин
Регулирование расхода жидких сред в трубопроводных системах осуществляют при помощи различных типов регулирующих клапанов. В нефтедобывающей и химической промышленностях наибольшее распространение получили регулирующие клапаны прямоточного типа. Однако во многих конструкциях клапанов данного типа проблема кавитации решена не окончательно. С целью снижения негативного воздействия кавитации на элементы клапана и трубопровода авторами статьи были предложены и разработаны новые конструкции регулирующих клапанов прямоточного типа организация течения жидкости во внутренних полостях которых позволяет снизить кавитационные эффекты.
Ключевые слова: транспортирование, жидкость, клапан, регулирование, кавитация, поток, арматура
Транспортирование жидких сред применяется во многих отраслях промышленности: химической, нефтедобывающей и других [1-3]. Процесс перекачивания осуществляется в трубопроводных системах содержащих кроме самих труб огромное число дополнительных устройств и приспособлений: насосов, задвижек, клапанов, и т. д. В большинстве случаев при осуществлении транспортирования жидких сред возникает необходимость управлять расходом жидкости [4-6]. Для регулирование расхода жидких сред в трубопроводах используют различные типы регулирующих клапанов. В последнее время наибольшее распространение получили регулирующие клапаны прямоточного типа, в которых поток жидкости движется практически без изменения направления [7-10]. Клапаны данного типа обладают рядом преимуществ по сравнению с клапанами других типов. Однако как и в других регулирующих клапанах проблема кавитации решена не окончательно. Причинами этого, на наш взгляд, является не рациональная организация течения жидкости в клапане, приводящая к образованию турбулентных течений, застойных зон и кавитационных явлений. трубопроводный жидкость регулирующий клапан
С целью снижения негативного воздействия кавитации на элементы клапана и трубопровода были разработаны новые конструкции регулирующих клапанов прямоточного типа.
На рис. 1 изображено проходное сечение отверстия в промежуточном положении.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Регулирующий клапан прямоточного типа содержит корпус 1, входной 2 и выходной патрубки 3 с фланцами крепления. Внутренний объем корпуса разделен на три камеры -- входную 4, промежуточную 5 и выходную 6. Камеры отделены друг от друга поверхностями коаксиально размещенных перфорированных полых цилиндров 7 и 8. Внешний перфорированный полый цилиндр 8 установлен с возможностью поворота и соединен с поворотным приводом при помощи рычага 9.
На поверхностях перфорированных цилиндров выполнены отверстия 10 в виде эллипсов, размещенных кольцевыми рядами, большие полуоси которых расположены вдоль осей рядов.
В полости внутреннего перфорированного цилиндра 7, в центральной его части, симметрично установлены направляющие обтекатели 11 и 12 криволинейной формы предназначенные для направления потока в требуемом направлении.
Регулирующий клапан прямоточного типа работает следующим образом.
При открытом клапане жидкость поступает через входной патрубок 2 во входную камеру 4. Далее жидкость проходит через отверстия 10 в перфорированных полых цилиндрах 7 и 8 и попадает в промежуточную камеру 5. При прохождении через отверстия давление жидкости снижается.
Из промежуточной камеры 5 поток поступает через отверстия 10 в перфорированных цилиндрах 7 и 8 в выходную камеру 6. При этом происходит дальнейшее понижение давления.
Поэтапное снижение давления позволяет уменьшить кавитационные эффекты, шум и повысить надежность и долговечность клапана.
Процесс регулирования расхода (давления) в данном клапане осуществляется путем поворота внешнего перфорированного цилиндра, при этом происходит изменение проходного сечения отверстий.
При полностью открытом клапане проходное сечение отверстий имеет максимальное значение. Закрытое положение клапана соответствует закрытому положению отверстий.
Благодаря тому, что отверстия на поверхностях перфорированных цилиндров выполнены в виде эллипсов, размещенных кольцевыми рядами, большие полуоси которых расположены вдоль осей рядов, удается более плавно регулировать процесс их перекрытия (закрытия и открытия) по сравнению с отверстиями круглой формы.
С целью снижения турбулентности и образования застойных зон, в полости внутреннего перфорированного цилиндра, в центральной его части, симметрично установлены направляющие обтекатели криволинейной формы плавно направляющие потока в требуемом направлении.
В центральных частях полых перфорированных цилиндров отверстия отсутствуют. Это позволяет организовать разделение входной и промежуточной, а также промежуточной и выходной камер.
Для изучения работы и влияния конструктивных параметров клапана был проведен цикл опытных исследований на опытной установке.
Установка содержит следующие элементы: регулирующий клапан, трубопровод, насос, манометр и расходомер. В опытах исследовалось влияние режимных и конструктивных параметров регулирующего клапана на интенсивность кавитации.
На рис. 2 приведено распределение кавитационных пузырей по размерам для фазы открытия клапана при открытии отверстий на 20%.
На рис. 3 распределение соответствует центральному положению запирающего органа -- 50% открытие отверстий. Рис. 4 характеризует распределение для фазы полного открытия клапана.
Определение числа кавитационных пузырей осуществляли по методикам, представленным в работах [11, 12].
Рис. 2 Распределение числа кавитационных пузырей по размерам
Рис. 3 Распределение числа кавитационных пузырей по размерам
Рис. 4 Распределение числа кавитационных пузырей по размерам
Из представленных зависимостей следует, что в начальной фазе открытия запорного органа наибольшее количество пузырьков имею размеры от 1,5 до 3 мм. В процессе открытия клапана наблюдатся появление более мелких пузырей (от 1 до 1,5 мм). При полностью открытом клапане количество мелких и пузырьков средних размеров преобладает над крупными, количетво которых существенно сокращается.
Литература
1. Гуревич Д.Ф. Расчет и конструирование трубопроводной арматуры // Изд. 5-е. М.: Издательство ЛКИ, 2008. 480 с.
2. Stephenson D. Pipeline design for water engineers. Third revised and updated edition. Amsterdam: ELSEVIER Science Publishers B.V., 1989. 263 p.
Stockstill J.R. VALVE. Patent US 2256416 A, International Class.: F16K 5/00 (20060101); F16K 5/16 (20060101); Sacramento, Calif, Publ. Sept. 16, 1941.
Hodges P.K.B. Hydraulic Fluids. NY 10158-0012 USA Bsc.: F.Inst.Pet., 1996. 167 p.
Menon E.S. Liquid Pipeline Hydraulics. NY. Basel: SYSTEK Technologies, Inc. Marcel Dekker, Inc. 2004. 269 p.
. Menon E.S. Gas Pipeline Hydraulics. Boca Raton: CRC Press, Taylor&Francis Group. 2005. 399 p.
Anderson J.D.Jr. Computational Fluid Dynamics. The basics with applications. 1 edition. New York: McGraw-Hill Science/Engineering/Math; February 1, 1995. 574 p.
Keith G. Control valve with elastically loaded cage trim. Patent US 3834666 A. European Class.: F16K1/34. Publ. Sept. 10, 1974.
Lindner H.P. Double wall plug control valve. Patent US 4041982 A. European Class.: F16K47/08, F16K47/14. Publ. Aug 16, 1977.
Веремеев Д.Н., Нефедцев В.П. Регулирующий клапан осевого потока. Патент РФ 84938, МПК F16K39/04. Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Атоммашэкспорт" (RU). Опубл. 20.07.2009.
Верлока И.И., Капранова А.Б., Лебедев А.Е. Современные гравитационные устройства непрерывного действия для смешивания сыпучих компонентов // Инженерный вестник Дона. 2014, № 3; URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2599.
Лебедев А.Е., Зайцев А.И., Петров А.А. Метод оценки коэффициента неоднородности смесей сыпучих сред // Инженерный вестник Дона, 2014, № 3; URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2014/2556.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Применение многоступенчатой системы регулирования отпуска теплоты в системах теплоснабжения с разнородными тепловыми нагрузками. Подбор оборудования теплового пункта, смесительного насоса системы отопления и регулирующих клапанов с электроприводом.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 29.05.2022Организация проверки работы клапанов, порядок и последовательность операций. Регулировка моментов открытия и закрытия клапанов. Проверка точности взаимного положения элементов привода и распределительных валов. Устройство стенда для проверки насосов.
реферат [47,8 K], добавлен 27.02.2009Динамика рабочих сред в регулирующих устройствах и элементах систем гидропневмопривода, число Рейнольдса. Ограничитель расхода жидкости. Ламинарное движение жидкости в специальных технических системах. Гидропневматические приводы технических систем.
курсовая работа [524,5 K], добавлен 24.06.2015Трубопроводная арматура: основные термины и классификация, типы и разновидности; материалы, используемые для изготовления и футеровки частей задвижек, вентилей, кранов, клапанов. Выбор задвижки и шпинделя, конструктивные особенности, силовые расчёты.
курсовая работа [30,3 K], добавлен 10.03.2011Описание Scada–систем, их задачи и возможности. Характеристики и инструментальная среда Trace Mode 6. Разработка АСУ ТП системы мониторинга основных параметров жидких сред проходческого комбайна "Ковчег". Контроль данных давления и расхода жидких сред.
курсовая работа [580,5 K], добавлен 28.09.2016Анализ особенностей автоматического регулирования технологических процессов на предприятиях. Составление функциональной, структурной и принципиальной схем установки. Подбор датчиков температуры, концентрации, исполнительного механизма, клапанов, насоса.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 08.11.2012Определение плотности, вязкости и давления насыщенных паров перекачиваемой жидкости. Подбор насосного оборудования магистральных насосных станций. Определение потерь напора в трубопроводе. Выбор магистральных насосов, резервуаров и дыхательных клапанов.
курсовая работа [630,4 K], добавлен 06.04.2013Система автоматического регулирования процесса сушки доменного шлака в прямоточном сушильном барабане. Требования к автоматизированным системам контроля и управления. Обоснование выбора автоматического регулятора. Идентификация системы автоматизации.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 26.12.2014Определение достаточности воздухообмена в помещении многоквартирного дома. Оптимизация микроклимата помещения при помощи механической вентиляции. Подбор вентиляционного оборудования для котельной. Сравнение эффективности применения вентиляцонных клапанов.
дипломная работа [4,8 M], добавлен 10.07.2017Расчет всасывающей, сливной и напорной гидравлических линий. Выбор насоса, параметров распределителей, клапанов, дросселя, напорных фильтров, манометра, теплообменника. Определение конструктивных особенностей гидроаппаратов. Расчёт мощности привода.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.06.2016Классификация теплообменных аппаратов и теплоносителей. Конструкции трубчатых, пластинчатых и спиральных аппаратов поверхностного типа. Определение поверхности нагрева, длины и количества секций прямоточного водяного обогревателя горячего водоснабжения.
курсовая работа [961,6 K], добавлен 23.04.2010Описание рабочего процесса объёмных насосов, их виды и характеристики, устройство и принцип действия, достоинства и недостатки. Конструктивные особенности и область применения насосов различных конструкций. Техника безопасности при их эксплуатации.
реферат [909,2 K], добавлен 11.05.2011Анализ техники и технологии бурения скважин на месторождении или в районе строительства скважины. Выбор типа долота и его промывочного узла. Расчет гидравлической мощности буровых насосов, их типа и количества, корректировка расхода промывочной жидкости.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 24.01.2023Процесс приготовления резиновой смеси в резиносмесителе. Выбор регулируемых параметров и каналов внесения регулирующих воздействий. Обоснование выбора средств автоматизации. Описание работы выбранных систем автоматического контроля и регулирования.
контрольная работа [25,0 K], добавлен 27.07.2011Краткая характеристика населенного пункта. Расчет расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные нужды и на пожаротушение. Гидравлический расчет водопроводной сети. Расчет напорно-регулирующих емкостей и насосной станции второго подъема.
курсовая работа [94,0 K], добавлен 08.10.2010Разработка математической модели системы автоматического регулирования уровня жидкости в резервуаре. Определение типа и рациональных значений параметров настройки регулятора. Содержательное описание регулятора, датчика уровня и исполнительного устройства.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 10.11.2015Назначение предохранительных клапанов в системе газовых коммуникаций. Их разделение по виду агрессивности газов. Характеристика аппаратов по принципу открытия канала для сброса излишнего давления. Номенклатура используемых автоматических устройств.
презентация [596,4 K], добавлен 29.10.2014Промышленное применение и способы перемешивания жидких сред, показатели интенсивности и эффективности процесса. Движение жидкости в аппарате с мешалкой, конструктивная схема аппарата. Формулы расчёта энергии, затрачиваемой на процесс перемешивания.
презентация [95,9 K], добавлен 29.09.2013Классификация и устройство стиральных машин барабанного типа. Причины неисправностей стиральных машин, особенности их ремонта. Оборудование, применяемое при ремонте стиральных машин. Конструктивные и режимные параметры стиральных машин барабанного типа.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 23.01.2011Характеристика сырья и материалов. Входные, выходные и режимные параметры, их числовое значение. Обоснование и описание контуров регулирования и каналов внесения регулирующих воздействий. Эксплуатация электрооборудования и автоматических устройств.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 21.07.2015