直動(dòng)式減壓閥特性曲線推導(dǎo)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上直動(dòng)式減壓閥特性曲線推導(dǎo)減壓閥的作用是將系統(tǒng)壓力減壓、穩(wěn)壓的一種控制元件，其調(diào)節(jié)方式分直動(dòng)式、先導(dǎo)式兩種。直動(dòng)式減壓閥最為常用。如圖1所示，直動(dòng)式減壓閥由主閥芯、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)手柄、主閥體組成，其核心部件是主閥芯、膜片和調(diào)節(jié)彈簧。P1 為氣源壓力，P2 為減壓輸出壓力，F(xiàn)S 為彈簧壓緊力，當(dāng)P2AFS 時(shí)，主閥芯向下移動(dòng)，主閥口打開(kāi)，P2 上升；當(dāng)P2AFS 時(shí)，主閥芯上移，將主閥口關(guān)閉，膜片繼續(xù)上移，氣體會(huì)從膜片的泄壓口溢流到大氣中，使P2 下降；當(dāng)輸出壓力降到調(diào)定壓力FS/A 時(shí)，膜片上的受力會(huì)保持平衡狀態(tài)。圖1 直動(dòng)式減壓閥1， 減壓閥的特性曲線減壓閥的特性曲

2、線主要為壓力特性曲線、流量特性、溢流特性。壓力特性曲線是指在流量不變時(shí)，輸入壓力變化引起輸出壓力變化的特性曲線；流量特性曲線是指在輸入壓力不變時(shí)，輸出流量變化引起輸出壓力變化的特性曲線；溢流特性曲線是指溢流量與輸出壓力間的關(guān)系，一般減壓閥的溢流能力很小，不會(huì)在系統(tǒng)中當(dāng)溢流閥使用，在絕大多數(shù)系統(tǒng)中，一般不用考慮減壓閥的溢流特性曲線。理想的特性曲線如圖2所示。當(dāng)P1 小于設(shè)定壓力時(shí)，主閥芯全開(kāi)，P2 等于P1，當(dāng)P1 大于設(shè)定壓力時(shí)，理想的狀態(tài)是P2 等于設(shè)定壓力，并保持不變；理想的流量特性曲線為不管流經(jīng)減壓閥的流量如何變化，P2 應(yīng)等于設(shè)定壓力，并保持不變。實(shí)際上，由于減壓閥各參數(shù)的相互影響，實(shí)

3、際特性與理想特性相差甚遠(yuǎn)。圖2 減壓閥理想的特性曲線2，受力與流量分析作用在主閥芯及膜片受力分析：“向上的力”有P1 作用在主閥芯底部的力，P2 作用在膜片上的向上的力；“向下的力”有彈簧力FS，P2 作用在主閥芯的向下的力。假設(shè)作用在主閥芯的面積為A2，彈簧預(yù)緊壓縮量為X0，彈簧剛度為K，閥口開(kāi)度為X，則力學(xué)平衡方程如下：P1A2P2 A=K(X0X)P2 A2根據(jù)流體力學(xué)中孔口出流公式，流經(jīng)小孔的的流量為：q=Acvc=CdA02(P1-P2)小孔面積為：A0=12（2r12cos-2r1tan-x2cossin）可得如下P1-P2關(guān)系式：當(dāng)f=0時(shí)，可有P1確定P2。3，利用MatLab進(jìn)行特性曲線推到for循環(huán)體中，P2由P1以1000為步長(zhǎng)從1000循環(huán)至通過(guò)二分法解方程得出，二分法為：從而得到P1與P2的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系：固定P1,則可求的P2與Q的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系：4，心得體會(huì)本次作業(yè)，牽涉到了氣動(dòng)、工程流體力學(xué)、理論力學(xué)、數(shù)值計(jì)算方法和MatLab的相關(guān)知識(shí)和技能，具有很好的學(xué)科交叉性。由于對(duì)減壓閥內(nèi)部的相關(guān)具體尺寸無(wú)法確定，網(wǎng)上搜索也很難找到相關(guān)參數(shù)，因而程序的各參數(shù)確定花費(fèi)了較長(zhǎng)時(shí)間，而最終擬合的曲線也與實(shí)際情況稍有偏