ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Анализ движения жидкостей при помощи теории цепей из "Динамика процессов химической технологии" Поток Со Прямо пропорционален числу оборотов вала насоса (полагаем, что насос не имеет утечки и является насосом поршневого типа). Коэффициент пропорциональности характеризует угловую скорость вращения вала насоса, выраженную в рад1сек. [c.99] Если выбран насос поршневого типа, а перекачиваемая жидкость является несжимаемой, то сройства трубопроводов и технологических аппаратов не оказывают влияния на процесс регулирования потока. [c.99] Для снижения инерционности при регулировании расхода необходимы расходомер и привод с переменным числом оборотов, обладающие хорошими динамическими свойствами. Наконец, при выборе системы регулирования весьма важным фактором является стоимость регулирующей аппаратуры. В дальнейшем будет показано, что допущение о несжимаемости жидкости при регулировании потока далеко не всегда справедливо. Особенна это относится к длинным трубопроводам и аппаратам с большой емкостью. [c.99] Из сказанного выше следует, что выбор схемы системы регулирования расхода определяется динамическими свойствами объекта регулирования. [c.99] Во многих случаях перемещение жидкости осуществляется такими источниками потока, как насосы или компрессоры. Жидкость движется по трубопроводам, соединяющим эти источники потока с технологическими аппаратами. Источники потока, трубопроводы и аппараты образуют гидравлическую цепь. Регулирующие и предохранительные клапаны, коллекторы, промежуточные емкости и другие подобные устройства доставляют вспомогательное оборудование. [c.99] Течение жидкости или газа в трубопроводах может происходить лишь в случае, если источники обладают потенциальной энергией, достаточной для создания градиента давления в сети, или кинетической энергией, достаточной для перемещения потока жидкости в цепи, каковы бы ни были противодействующие гидравлические силы. Ниже будут рассмотрены как источники давления, так и источники потока. [c.99] Элементы, входящие в состав цепи, характеризуются сопротивлением, массой, сжимаемостью и гидравлической емкостью. [c.99] Трубопроводы, соединяющие насосы с технологическими аппаратами, обладают сопротивлением. При течении жидкости по трубопроводам в них создается перепад давления, величина которого зависит от расхода жидкости Q. Содержащаяся в трубопроводе масса движущейся жидкости обладает инерцией. Гидравлическая емкость трубопровода пропорциональна количеству жидкости, удерживаемой в нем. Аппараты, с которыми соединены трубопроводы, обычно также обладают гидравлической емкостью. В этих объектах в качестве одного из элементов цепи должна учитываться сжимаемость жидкости. Клапаны представляют собой нелинейные сопротивления потоку. Сопротивление дросселей часто превышает сопротивление длинных трубопроводов. [c.100] Сопротивление. чПри поступлении жидкости из аппаратов в трубопроводы или при движении ее по трубопроводам и через клапаны наблюдаются потери напора (создается перепад давления). Потерю напора, возникающую при истечении жидкости из, аппарата, называют потерей на выходе, а потерю напора, вызванную течением жидкости в трубопроводе,—потерей в трубопроводе. Потери напора имеют место также в клапанах, изгибах труб и других устройствах или при изменениях диаметра трубопроводов. В общем случае (полагая, что длина трубопроводов во много раз больше их диаметра) потери напора в трубопроводах сравнимы с потерями на входе в аппараты и на выходе из них. Что касается потерь напора в клапанах, изгибах труб и других устройствах, то они в общем случае превышают потери на коротких прямолинейных участках трубопровода, т. е. в любых прямых трубах средней длины. [c.100] Для изменяющегося во времени потока масса движущейся жидкости может достигать довольно значительной величины, особенно если движущаяся жидкость обладает высокой плотностью р или же если труба имеет небольшое поперечное сечение А. [c.101] Для расчета эквивалентной гидравлической емкости должна учитываться полная сжимаемость или упругость жидкости, трубопровода или аппарата. [c.102] В некоторых случаях сжимается только жидкост а содержащие ее сосуды и трубопроводы могут считаться неупругими. Иногда наряду со сжимаемостью жидкости приходится учитывать упругость сосудов. Наконец, жидкость может считаться несжимаемой, в то время как трубопроводы и сосуды являются в высшей степени упругими. [c.102] Коэффициент У В в уравнении (И, 65) определяет гидравли-ческз ю емкость С сосуда объемом V, полностью заполненного упругой жидкостью,модуль всестороннего сжатия которой равен В. Давление Р представляет собой давление в сосуде, а поток Q— приращение потока жидкости, соответствующее увеличению давления Р или уменьшению объема V жидкости при понижении Р. Гидравлическая емкость трубопровода или участка трубы составляет С=ЬА/В, где L—длина участка трубы и А—площадь поперечного сечения. [c.103] Постоянная ПК выражает емкостные свойства расширяющегося сосуда или трубы. Частное значение К до некоторой степени будет зависеть от геометрической формы сосуда и, кроме того, от модуля упругости материала аппарата. [c.103] Импеданс. Итак, мы дали определение трем элементам цепи сопротивлению, емкости и массе. Очень редко в гидравлической цепи содержатся элементы лишь одного типа. Например, участок трубы обнаруживает все три эффекта—сопротивления, массы и емкости. Сосуд и клапан эквивалентны параллельно присоединенным емкости и сопротивлению. Насос может иметь внутреннее сопротивление и емкость. Приведенные примеры показывают, что столь же важно распространить на гидравлические цепи понятие импеданса. [c.104] Если ПОТОК жидкости Сн нагнетается через трубопровод в аппарат (рис. 40, а), то по методу теории цепей можно определить давлен1Ь Р , создаваемое в аппарате под действием потока С . [c.105] Зная технологическую схему объекта, нетрудно составить эквивалентную ей гидравлическую цепь. Поэтому схемы, изображенные на рис. 40, не требуют пояснений. [c.106] Фактически, если известны источники потока и давления и данные по гидравлическим сопротивлениям, то связь между давлением и потоком в любой точке системы может быть выражена с помощью операторов в форме 0(5) или 0(/со). [c.106] Источники. Необходим тщательный анализ источников потока жидкости и источников давления. Эти источники часто обладают внутренним Сопротивлением, характеризуемым потоком утечки. Сжатие жидкости и деформация металла определяют емкость источника. В трубах, соединяющих насосы с коллекторами, наблюдается эффект инерции. Это объясняется тем, что в таких трубах масса жидкости испытывает положительное или отрицательное ускорение. [c.106] Вернуться к основной статье