Зависит ли расход в трубопроводе с форсункой от разницы давлений по обе стороны от конечной форсунки?

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем HEJIYUER 15.08.2020 в 23:17. Это тема, касающаяся динамики распределения потока/давления в трубопроводах. В качестве примера рассмотрим ситуацию, когда N2 под давлением 6 БАР выходит наружу через регулирующий клапан; за клапаном находится перфорированная пластина для ограничения потока. Необходимо проанализировать, как меняется расход жидкости при изменении положения клапана от полностью закрытого до полностью открытого состояния. Считается, что когда абсолютное давление ниже по течению от регулирующего элемента становится менее половины значения давления выше по течению, расход зависит от величины давления выше по течению; кроме того, регулирующий клапан может изменять площадь прохода, тем самым влияя на расход. 1. Когда клапан только открывается, расход жидкости в трубопроводе очень мал, поэтому давление выше пробки невелико (незаблокированный поток), но падение давления на самом клапане велико (заблокированный поток). Увеличение расхода приводит к повышению давления над отверстной пластиной. 2. При увеличении расхода давление перед пористой пластиной превышает 2 БАРА, в результате чего как клапан, так и пористая пластина переходят в режим затрудненного потока. 3. Дальнейшее увеличение потока приводит к тому, что давление перед пористой пластиной превышает 3 БАР. В результате клапан освобождается от засорения потока, в то время как пористая пластина продолжает препятствовать его прохождению. Для вышеуказанных режимов работы 1/2/3 можно предположить определенное давление за клапаном, после чего путем обратных расчетов можно найти единственное значение расхода (то есть точку работы), которое будет соответствовать условиям как прохождения потока через регулирующий клапан, так и через ограничительную перфорированную пластину. При расчете расхода необходимо различать два режима: протекание потока при засорении и протекание потока без засорения. Под «соплом», о котором вы говорите, может подразумеваться звуковое сопло для калибровки расхода, а также сопло для измерения расхода, при этом используются соответствующие формулы для расчета расхода. 　 Размер расхода в трубопроводе является результатом «компромисса» между всеми элементами, создающими сопротивление, причем величина этого сопротивления определяет долю давления, приходящуюся на каждый из них.

Благодарю за ответ, я многому научился, прочитав его. У меня ещё два вопроса к вам. Во-первых, давление на выходе из сопла, расположенного в конце нашей трубопроводной системы, может достигать 0,8 МПа. Давление на выходе в атмосферу, а скорость потока не достигает уровня, при котором происходит засорение трубопровода. Является ли это нормальным? ； Во-вторых, можно ли с помощью такой трубопроводной системы с форсункой на конце обеспечить независимый контроль над расходом и давлением — например, при постоянном давлении изменять расход или при постоянном расходе — изменять давление.

Это зависит от того, соответствуют ли технологические показатели перед регулирующим клапаном условиям использования. Например, если вы откроете регулирующий клапан на полную, это приведёт к изменению технологических показателей в системе перед клапаном, что, в свою очередь, повлияет на некоторые показатели после клапана. Существует ситуация, похожая на описанную вами: два регулирующих клапана — один для регулировки расхода, другой — для регулировки давления. На самом деле это также комплексная регулировка с учетом условий эксплуатации и изменений в системе перед клапаном. Можно ориентироваться на настройки подачи кислорода в системе кислородных пистолетов для производства стали в конвертерах. Для справки.

Благодарю за ответ. Что вы имеете в виду под показателями технологической системы перед клапаном? У меня на входе в трубопровод установлен регулятор давления, который обеспечивает постоянное давление перед регулирующим клапаном. Это то, что вы имеете в виду? Если я хочу добиться независимого контроля давления потока, будет ли работоспособной такая схема: электрический редуктор давления → электрический регулирующий клапан → электрический редуктор давления → форсунка?

Я видел применение серийной установки пневматических регулирующих клапанов; в системе лучше не использовать клапаны снижения давления, поскольку их производительность имеет определенные ограничения. Либо легко течет, либо легко выходит из строя. В общем, необходимо обеспечить непрерывный и достаточный приток газа. Электрический вариант тоже подходит, только механическая связь более сложна и склонна к сбоям. Оо, ещё нужно смотреть диаметр трубы, которая находится под управлением. Рекомендуется для надежности рассмотреть пневматическое саморегулируемое управление.

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем HEJIYUER 18.08.2020 в 00:12. 1. Какова конструкция вашего форсунки? Или по каким критериям спроектировано? 2. Согласно обычному принципу турбулентного сжатия газа (регулирующий клапан также можно считать элементом для создания турбулентности), на расстоянии 0,8 от источника потока и на расстоянии 0 от него наверняка возникает состояние затора. Однако расход газа все равно увеличивается по мере повышения значения P1. Что касается объема потока, то он определяется в зависимости от типа конструкции сопла и размера его отверстия, после чего рассчитывается с использованием соответствующей формулы. 3. Ваша задача заключается в следующем: фиксировать определенный расход с помощью регулирующего элемента, но при этом расход можно изменять путем изменения степени открытия клапана на входе — что в свою очередь влияет на давление перед регулирующим элементом — и тем самым меняет расход. 4. Если 3 — это верно, приведу пример: реактор с давлением 20 БАР сбрасывает газ в факел. Чтобы предотвратить чрезмерный моментальный расход газа (при полностью открытом регулирующем клапане), что может привести к перегрузке факела, необходимо использовать устройства для ограничения потока. Установить управление сбросом PIC-PV; за ним последовательно разместить перфорированный керамический элемент для ограничения потока. Порядок расположения: PV---PT----RO. В этой системе достаточно контролировать давление на входе в устройство RO (устройство RO работает по принципу затворного потока), контроль расхода с помощью FIC не требуется. Регулирующий клапан устанавливается для регулировки распределения сопротивления в трубопроводе. Ограничение расхода осуществляется с помощью регулирующей перфорированной пластины, причем конструкция этой пластины предусмотрена только для одного значения расхода, то есть для максимально допустимого объема потока, например, 4 Вт. У вас есть 20 единиц падения давления, которые необходимо распределить. Предположим, что я буду распределять их по принципу PV 15 – RO 5. В этом случае размер отверстия в перфорированной пластине рассчитывается исходя из скорости потока 4W и значения P1 = 5. Что касается регулирующего клапана, то при условиях заблокированного потока и расходе 4W достаточно выбрать подходящий вариант. На практике, если установить PIC=5, максимальный расход во всей системе составит 4 Вт (что соответствует режиму работы клапана ограничения потока). Если вы считаете, что поток слишком велик, уменьшите значение до 4 — PV автоматически снизится, и поток тоже уменьшится. Что касается объема потока при P1=4, его можно определить путем обратных расчетов с использованием отверстий для ограничения потока.

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем HEJIYUER 28.12.2020 в 22:07. Давайте совместно совершенствоваться :) Газ контролируется с помощью PIC; при этом используется перфорированная пластина для ограничения потока. Изменяя значение P, можно изменить объем потока. Как PV, так и перфорированная пластина могут находиться в состоянии ограничения потока. Но с жидкостями всё иначе: для прерывания потока жидкости необходима её испарение. Поэтому может быть только один регулирующий элемент, причем он должен быть спроектирован таким образом, чтобы обеспечивать процесс испарения.