báo cáo thực hành điều khiển van

I Mục đích thí nghiệm:-Trắc định hệ số hiệu chỉnh lưu lượng của van -Khảo sát ảnh hưởng của kích thước van đến lưu lượng dòng chảy -Khảo sát các đặc trưng của van khi độ chênh áp không đ

I Lời nhận xét

I Mục đích thí nghiệm:

-Trắc định hệ số hiệu chỉnh lưu lượng của van

-Khảo sát ảnh hưởng của kích thước van đến lưu lượng dòng chảy

-Khảo sát các đặc trưng của van khi độ chênh áp không đổi và biến đổi

II Cơ sở lý thuyết:

2.1 Hệ số lưu lượng:

-Định nghĩa:

Hệ số lưu lượng CV là lượng nước đo bằng gallon US trong một đơn vị thời gian thông qua một giới hạn khi độ chênh lệch áp suất là 1PSI

Tương tự CV, KV được định nghĩa là lượng nước Q chảy qua một van ( m3/h ) với độ chênh lệch áp suất là 1 bar

Mối liên hệ giữa KV và CV trong cùng một van là:

CV = 1,16 KV

Tốc độ dòng chảy qua một van tỉ lệ theo căn bặc hai với độ chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra

Mối quan hệ giữa lưu lượng dòng chảy với độ chênh lệch áp suất:

Qv = KV √∆P

∆P = P1 − P2

Hệ số lưu lượng KV là hằng số đặc trưng của van, nó tương đương với lưu lượng dòng chảy thu được khi độ chênh lệch áp suất là 1 bar và van mở hoàn toàn, nó phụ thuộc vào kích thước van

Tốc độ dòng chảy qua một van tỉ lệ theo căn bặc hai với độ chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra

Mối quan hệ giữa lưu lượng dòng chảy với độ chênh lệch áp suất:

Qv = KV √∆P

∆P = P1 − P2

Hệ số lưu lượng KV là hằng số đặc trưng của van, nó tương đương với lưu lượng dòng chảy thu được khi độ chênh lệch áp suất là 1 bar và van mở hoàn toàn, nó phụ thuộc vào kích thước van

2.2 Sự phụ thuộc của lưu lượng vào độ mở của van:

Tốc độ dòng chảy lớn nhất khi van mở hòan toàn

Tốc độ dòng chảy nhỏ nhất khi van đóng hòan toàn

Giữa hai độ mở trên, tốc độ dòng chảy có thể biến đổi theo những hướng khác nhau

Sự biến đổi này phụ thuộc vào hình dạng của lỗ mở giữa tốc độ lớn nhất và nhỏ nhất Nguyên lý điều chỉnh tốc độ dòng chảy là đặc điểm, bản chất của van, được định nghĩa dưới điểu kiện kiểm

2.3.Bộ định vị:

Bộ định vị dùng để điều khiển độ mở van bằng tín hiệu điều khiển

+Ưu điểm:

-Xác định vị trí của piston có tính lặp

-Xác định vị trí của piston độc lập với sự dao động của cột áp suất khi dòng lưu chất chảy qua van

Bộ định vị có hệ thống điều khiển van bằng tín hiệu điện hoặc tín hiệu số

Bộ định vị có thể đưa ra thời gian trễ cho phép bộ cảm biến của quá trình:

-Cài đặt chế độ tuyến tính: cài đặt hình dạng của hệ thống đưa ra quan hệ tuyến tính giữa độ mở van và áp lực lò xo

-Cài đặt chế độ tỷ lệ: chế độ này cho phép đặt giá trị cực đại của tín hiệu ứng với độ mở tối đa -Cài đặt chế độ zero: chế độ này cho phép đặt giá trị cực tiểu của tín hiệu ứng với độ mở nhỏ nhất ( đóng van )

2.4 Độ mở của van:

Hiện tương xâm thực là sự biến đổi một phần của chất lỏng thành hơi khi có sự tăng tốc nhanh của dòng lưu chất chảy qua mặt tiếp xúc và vòng đệm của van Hiện tượng này gồm có sự biến mất bọt khí tại cửa ra của van, là nguyên nhân gây ra va đập thủy lực Va đập thủy lực là nguyên nhân gây ra ăn mòn khi độ chênh lệch áp suất trong van lớn

Hiện tượng xâm thực còn là nguyên nhân gây ra tiếng ồn và rung động không phát hiện được

Hệ số lưu lượng tới hạn Cf:

Hệ số lưu lượng tới hạn là trị số ở dưới điều kiện áp suất mà van phải chịu hiện tương xâm thực

∆PC là độ chênh lệch áp suất tới hạn ( ở điều kiện hiện tương xâm thực xảy ra )

∆PC = Cf2(P1 − PV)

P1: áp suất đầu vào cửa van của chất lỏng (bar)

PV: áp suất hơi chất lỏng ở nhiệt độ dòng chảy chất lỏng vào (bar)

Để phòng tránh hiện tượng xâm thực thì độ chênh lệch áp suất trong van phải dưới ∆PC bằng cách:

- Tăng áp suất đầu vào P1

- Van cần lắp đặt ở vi trí thấp trên hệ thống để tăng giá trị tới hạn của áp suất thủy tĩnh Kết quả

thí nghiệm

1.1 Xác định hệ số lưu lượng của van

TN1: Chế độ không có bộ định vị

TN2: Chế độ có bộ định vị

1.2:Xác định các đặc trưng của van khi độ chênh lệch áp suất qua van không đổi

TN3: Chế độ không có bộ định vị

Q (lít/giờ)

TN4: Chế độ có bộ định vị

Q (lít/giờ)

1.3:Xác định các đặc trưng của van khi độ chênh lệch áp suất qua van thay đổi

TN5: Chế độ không có bộ định vị

∆P (bar)

Khi mở 0.96 0.83 0.94 1.28 1 1.18 0.81 0.93 0.95 0.95 0.56

Q (lít/giờ)

∆P (bar)

Khi đóng

0 1.56 1.6 1.72 1.31 1.19 1.09 1.01 1.13 0.84 1.09

Q (lít/giờ)

Khi đóng

TN6: Chế độ có bộ định vị

∆P (bar)

Q (lít/giờ)

∆P (bar)

Khi đóng

Q (lít/giờ)

2 Xử lý kết quả

2.1:Xác định hệ số lưu lượng của van :

Nhận xét :Khi lưu lượng tăng từ 0-0.05(/h) thì hệ số lưu lượng của van tăng song tăng chậm

đần Khi lưu lượng tăng từ 0.06-0.08 (/h) thì hệ số lưu lượng của van lại giảm đần

TN2:Chế độ có bộ định vị :

Q

Nhận xét :Khi lưu lượng tăng từ 0.02-0.16 hệ số lưu lượng của van tăng song lưu lương càng

cao thì hệ số lưu lượng của van tăng chậm dần khi lưu lượng 0.02(/h)-0.04(/h) thì hệ số lưu lượng tăng từ 0.076-0.126, trong khi đó lưu lượng ở mức 0.14(/h)-0.16(/h) thì hệ sood lưu lượng chỉ tăng từ 0.196-0.197

2.2:Xác định các đặc trưng của vankhi độ chênh lệch áp suất của van không đổi :

-Vễ đồ thị biểu điễn mối quan hệ giữa lưu lượng và bộ điều khiển tiến hiệu:

TN3:Chế độ vạn hành không có bộ định vị :

Nhận xét :Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa lưu lượng và bộ điều khiển tín hiệu trong

trường hợp chế độ vận hành không có bộ định vị :khi bộ định vị tăng từ mức 0-40 (%) lưu lượng không đổi giữ nguyên ở mức 0 (lít/h) lưu lượng bắt đầu tăng nhanh khi khi độ mở tăng từ 40-80(%) và khi độ mở tăng từ 80-100(%)thì lưu lượng tăng chậm lại

TN4:Chế độ vạn hành có bộ định vị :

Nhận xét :Khi độ mở tăng từ 10-30(%) thì lưu lượng không thay đổi giữ ở mức 0.khi độ mở tăng

từ 40-70(%) thì lưu lượng tăng nhanh theo mức từ 3-134 (lít/h) song lưu lượng tăng chậm hơn khi độ mở tăng từ 70-100(%) mức lưu lượng chỉ tăng chậm ở mức từ 140-146(lít/h)

2.3:Xác định các đặc trưng của van khi độ chênh lêch áp suất qua van thay đổi

-Vẽ đồ thị quan hệ giữa lưu lượng và bộ điều khiễn tiến hiệu trong các trường :

TN5:Chế độ vạn hành không có bộ định vị :

Tăng dần chế độ điều khiển:

Nhận xét :biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa độ mở van và lưu lượng khi áp suất thay đổi

khi độ mở van tăng từ 0-60(%) lưu lượng của van không thay đổi có giá trị là 0.lưu lượng bắt đầu tăng nhanh từ 8-45 (/h) khi độ mở van tăng từ 60-120(%)

Giảm dần chế độ điều khiển:

Nhận xét :biểu đồ trên thể hiện mối quan hệ giữa độ mở van và lưu lượng khi thay đổi t\áp suất,

khi độ mở van giảm dần từ 100-30(%) thì lưu lượng giảm dần từ 65-3 (/h) và khi độ mở van giảm từ 30-10(%) thì độ mở van đạt mức 0

TN6: Chế độ có bộ định vị :

Khi tăng đần chế độ điều khiển :

Nhận xét :biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa độ mở van và lưu lượng của van khi có bộ

định vị và áp suất của van thay đổi , trong trường hợp khi tăng độ mở từ 0-20(%) lưu lượng q

160(lit/h) và lưu lượng vãn giữ nguyên ở mức 160(lít/h)khi độ mở van tăng từ 80-100(%).

Khi giảm dần chế độ điều khiễn :

Nhận xét:biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa độ mở van và lưu lượng của van khi có bộ

định vị và áp suất của van thay đổi khi độ mở van giảm từ 100-70(%) lưu lượng vẫn giữ ở mức 160(lít /h) hi độ mở của van giảm từ 70-30(%)thì lưu lượng của van giảm mạnh từ 160-3(lít /h)và lưu lượng về mức 0 khi độ mở van giảm từ 20-10(%)