Hình 4.15. Đồ thị tổn thất áp suất - sai số đo phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy
Từ đồ thị 4.15 ta thấy khi vận tốc dịng chảy của CLCT càng lớn thì độ chênh lệch áp suất giữa hai vị trí lắp sensor càng lớn, dẫn đến sai số (%) đo đạc càng lớn. Khi vận tốc CLCT tại v=6,21m/s, chênh lệch lớn nhất giữa hai vị trị lắp sensor lên đến 15,88 bar tương ứng với sai số lên đến 3,18%. Điều này làm ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo.
Hơn nữa, từ biểu thức 4.9 ta thấy khi lắp sensor ở sau van phân phối, thì sai số áp suất đo khơng chỉ phụ thuộc vào tốc độ dịng CLCT (lưu lượng) mà cịn bị ảnh hưởng bởi đường kính trong của tuy ô thủy lực và chiều dài ống dẫn.
Hình 4.16. Đồ thị tổn thất áp suất - Đường kính ống- lưu lượng CLCT
Hình 4.16 cho thấy, cùng một mức lưu lượng, đường kính tuy ơ càng lớn thì tổn thất áp suất càng giảm.
Khi đặt sensor áp suất gần hệ xy lanh thuỷ lực thì hạn chế được ảnh hưởng của đường ống thuỷ lực. Đối với thiết bị thử nghiệm gối cầu 8000 tấn của Viện Khoa học và Công nghệ GTVT, giải pháp này làm biên độ dao động áp suất của hệ thống thuỷ lực khi làm việc giảm lên đến 3,18% so với đặt tại đầu ra của van phân phối thuỷ lực.
* Để chứng minh tính hiệu quả của giải pháp, NCS tiến hành thực nghiệm kiểm tra.
Trong trường hợp này, 2 sensor đo áp suất ở 2 vị trí khác nhau được lắp đặt: ở gần xi lanh và ở sau van phân phối với độ dài đường ống L=10 m.
Dao động áp suất đo được ở sensor áp suất lắp sau van phân phối thể hiện ở hình 4.17
Hình 4.17. Biểu đồ dao động áp suất sau van phân phối
Dao động áp suất đo được ở sensor áp suất lắp gần xi lanh thể hiện ở hình 4.18
So sánh biểu đồ dao động áp suất xét ảnh hưởng đường ống
Hình 4.19. Biểu đồ dao động áp suất ở gần xi lanh và sau van phân phối
Nhận xét:
- Qua hình 4.17, 4,18, ta thấy, biên độ dao động áp suất trung bình ở vị trí lắp gần xi lanh sẽ nhỏ hơn ở xa xi lanh. Biên độ dao động lớn nhất ở hình 4.17 là (7÷8)x105 Pa trong khi biên độ dao động lớn nhất ở hình 4.18 là (3÷5)x105 Pa.
- Qua hình 4.19, ta thấy đường ống có ảnh hưởng rõ rệt đến dao động áp suất. Ở vị trí sensor lắp sau van phân phối, cách xi lanh 10m ta thấy biên độ dao động áp suất đo được lớn hơn so với vị trí sensor lắp gần xi lanh.
4.2.2. Giải pháp lắp bình tích áp giảm áp suất động
Qua khảo sát ảnh hưởng của bình tích áp ở mục 4.1.4, ta thấy bình tích áp có tác dụng rõ rệt trong việc giảm dao động áp suất của hệ thống TĐTL.
* Để chứng minh tính hiệu quả của giải pháp, NCS tiến hành thực nghiệm kiểm tra.
Khi lắp đặt thêm bình tích áp có dung tích 5 lít vào hệ thống thuỷ lực của thiết bị thí nghiệm gối cầu 8000 tấn thuộc Viện Khoa học và Công nghệ GTVT, biên độ dao động áp suất của hệ thống thuỷ lực khi làm việc giảm đi rõ rệt.
Hình 4.20. Thực nghiệm dao động áp suất trong hệ thủy lực có bình tích áp và khơng có bình tích áp
Bảng 4.7. Tổn thất áp suất và sai số đo giữa có bình tích áp và khơng có bình tích áp
Từ hình 4.20, ta thấy khi lắp bình tích áp vào hệ thống TĐTL của thiết bị TNGCTTL, biên độ dao động của áp suất trong hệ thủy lực giảm đi đáng kể.
Bảng 4.7 cho ta thấy rõ nhất về tác dụng của bình tích áp. Nhờ có bình tích áp, hệ số Kđ giảm xuống 1,03 so với 1,07 và sai số giảm từ 7,8% xuống còn 3,2%.
4.2.3. Giải pháp dùng biến tần thay đổi lưu lượng bơm thủy lực
Lưu lượng bơm thuỷ lực quyết định tốc độ chuyển động của kích, việc thay đổi lưu lượng bơm sẽ làm có ảnh hưởng trực tiếp đến dao động của hệ trong các giai đoạn chuyển tiếp, tuy nhiên mức độ ảnh hưởng đó như thế nào chúng ta cần xem xét chi tiết vấn đề này.
Để thay đổi lưu lượng bơm thuỷ lực hiện nay người ta dùng nhiều phương án như: Dùng bơm có lưu lượng riêng tự động thay đổi theo áp suất làm việc, dùng bơm
2 cấp, thay đổi tốc độ vòng quay của bơm có lưu lượng riêng cố định… Trong các hệ tự động, việc dùng phương án thay đổi tốc độ vịng quay của bơm có lưu lượng riêng cố định được dùng nhiều hơn cả do dễ điều khiển, làm việc tin cậy.
Ta có: nb = 120ƒ (1 − )� (4.10)
Pđc
Trong đó: nb: Tốc độ vịng quay của động cơ điện, Vòng/s Pđc: Số cực động cơ
f: Tần số điện áp đầu vào, HZ
Thay (4.10) vào (2.3): Ta có lưu lượng bơm thủy lực
Q = V . n
= 120ƒ (1 − )V
� (4.11)
b b b Pđc b
Thay (4.11) vào hệ phương trình (2.70) chạy với các giá trị f khác nhau ta đo được hệ số Kđ theo bảng sau:
Bảng 4.8. Hệ số Kđ thay đổi theo tần số biến tần