- •Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия Кафедра: Автоматизации процессов и производств. Курсовой проект
- •Содержание:
- •Введение.
- •Задание на курсовое проектирование.
- •1. Расчет пневматического мим.
- •2. Расчет пим
- •Расчёт и выбор эим.
- •4. Расчёт и выбор регулирующего органа
- •5. Расчёт сужающего устройства
- •6. Выбор проводов и кабелей.
- •7. Выбор регулятора
- •7.1 Основы выбора закона регулирования
- •7.2 Динамический расчет сар
- •Библиографический список.
Расчёт и выбор эим.
Исходные данные:
Давление воды перед РО, р1, мПа |
5,98 |
Присоединительный (условный) диаметр РО, Ду, мм |
22 |
Диаметр седла, dс, мм |
19 |
Диаметр штока, dш, мм |
22 |
Плечо силы на штоке, b, мм |
46 |
Длина рычага РО, r1, мм |
440 |
Время запаздывания, , с |
37 |
Необходимая характеристика сочленения |
Линейная |
Отношение пускового крутящего момента ЭИМ к номинальному, К |
1,7 |
Определим максимальную силу давления среды на затвор и шток. Так как диаметр штока больше чем диаметр седла, то наибольшая сила давления среды на шток будет в положении «открыто», когда перепад давления будет минимален.
Определим силу трения штока в сальнике
Так как односедельный РО может быть запорным, то оценим силу, необходимую для создания уплотнительного контакта в жёсткой запорной паре «седло-плунжер»
Определим максимальное перестановочное усилие на штоке
Принимаем коэффициент запаса n=3, определяем необходимый момент на рычаге.
Определим необходимый крутящий момент на выходном органе ЭИМ
Определим номинальное время полного хода ЭИМ
Из кинематических схем сочленения следует, что в данном случае расчётом определяется только длина рычагов РО r. Выбранный ЭИМ имеет длину рычага R=250 мм.
Определим синус половины угла поворота рычага r из положения
«закрыто » в положение «открыто»
Определим длину рычага, обеспечивающую ход штока hш=22 мм
Для реализации полученного сочленения необходимо удлинение имеющегося на РО рычага длиной 500 мм до длины 731,8 мм. Такое удлинение сделает сочленение очень громозким и затруднит обеспечение жёсткости рычага. Поэтому целесообразно рассмотреть возможность применения ЭИМ прямоходного типа.
Определим необходимое усилие на конце рычага r1 = 440 мм
Определим необходимое усилие на штоке ЭИМ
Примем ближайшее по ГОСТ 7192-80 номинальное усилие ЭИМ
Рн=2500 Н.
Определим полный ход Н конца рычага РО при его длине r1 = 500мм
Примем наиболее близкое к Н значение номинального хода выходного штока ЭИМ по ГОСТ, равное НН=160 мм
Определим необходимую длину рычага РО r при сочленении его с прямоходным ЭИМ, имеющим номинальное усилие 2500Н и номинальный ход штока 160мм.
, что меньше r1=440
Определим необходимое усилие на рычаге РО длинной
r1=334мм.
Определим необходимое усилие на штоке ЭИМ
Н, что приемлемо так как не много больше Рн=2500Н
Окончательно примем прямоходный ЭИМ по ГОСТ 7192-80, типа МЭП, имеющий номинальное усилие на выходном штоке 2500Н, ход штока 160 мм, время полного хода 63с. При этом длину рычага РО округлим до 330 мм. Характеристика сочленения – линейная.
4. Расчёт и выбор регулирующего органа
Регулирующие органы являются основной частью регуляторов. Они предназначены для изменения расхода вещества, отводимого или подводимого к объекту регулирования. РО представляют собой переменные гидравлические сопротивления, устанавливаемые в трубопроводе. Дросселирование протекающего потока осуществляется при изменении проходного сечения дроссельного органа с помощью затвора. Регулирующие клапаны работают нормально, если пределы регулирования составляют от 10% до 90% от значения коэффициента пропускной способности клапана. Чем больше рабочий ход затвора, тем более плавно происходит регулирование.
Исходные данные:
Внутренний диаметр паропровода, D, мм |
125 |
Абсолютное давление пара на входе р0, кПа |
588 |
Максимальный расход пара Gмакс., кг/ч |
3350 |
Длина трубопровода до РО, L1, м |
18 |
Местные сопротивления до РО: Резкие повороты (n1 поворотов под углом ) |
1-900 |
Конфузор под углом |
800 |
Минимальный расход пара Gмин, кг/ч |
2000 |
Длина паропровода после РО, L2, м |
26 |
Температура пара ,0С |
260 |
Абсолютное давление на выходе рк, кПа |
240 |
Трубы паропровода – Бесшовные, новые, бывшие в эксплуатации | |
Давление р2 после РО: р2=р1-(0,30,4)(р0-р); |
0,34 |
Определяем ипри рабочих условиях по таблицам представленным в методическом пособии (табл.1.2 и 1.3 [2]).
Динамическая вязкость пара
Определим число Рейнольдса, отнесённое к диаметру трубопровода при Gмин. По формуле:
Следовательно, можно продолжать расчет
Определим коэффициент трения для данного . Считаем, что паропровод изготовлен из стальных бесшовных труб, бывших несколько лет в эксплуатации, следовательно, значение эквивалентной абсолютной шероховатости(табл. 3.2 [2]):
,
;
Определим суммарную длину трубопровода по формуле, м:
,
Определим среднюю скорость в паропроводе при Gмax, по формуле, м/с:
,
;
6. Определим потери давления на трение в кПа в прямых участках паропровода при GMAX, по формуле, кПа:
,
7. Определяем потери давления в местных сопротивлениях паропровода при , по формуле:
,
Определим суммарные потери давления в паропроводе без РО по формуле:
,
Определим суммарные потери с РО:
,
Определим потери давления на трение и местные сопротивления до РО:
,
,
,
;
Определяем давление пара на входе в РО р1 и на выходе р2:
Определяем критический перепад давления:
Определяем перепад давления на РО
Определяем режим течения пара:
критический режим
Определяем условную пропускную способность РО в зависимости от истечения пара.
Определяем расчётное значение пропускной способности, приняв значение коэффициента запаса =1,11,2
По полученному значению выбираем РО соответствующего типа из условия . Выбираем двухседельный РО
Определяем пропускную способность трубопроводной линии по формуле, соответствующей докритическому режиму течения.
Определяем отношение к потерям давления в регулирующем органеприGмакс
Определяем максимальный и минимальный относительные расходы:
А. Определяем предварительное значение максимального относительного расхода пара:
Б. Определяем истинное положение qмакс. по графику
В. Определяем минимальный относительный расход пара.