Гасюк Олександр Іванович. Динаміка багатовитратного запобіжного клапану непрямої дії на тиск 25- 32МПа в режимі перевантаження гідроагрегата підйому вала турбіни

Краткое описание

Гасюк Олександр Іванович. Динаміка багатовитратного запобіжного клапану непрямої дії на тиск 25- 32МПа в режимі перевантаження гідроагрегата підйому вала турбіни: дис... канд. техн. наук: 05.05.17 / Національний технічний ун-т "Харківський політехнічний ін-т". - Х., 2005

Гасюк О.І. Динаміка багатовитратного ЗК непрямої дії на тиск 25-32МПа у режимі перевантаження ГА підйому вала парової турбіни. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.17 Гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. - Національний технічний університет Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2004.
Дисертація присвячена теоретичним та експериментальним дослідженням спрямованим на поліпшення статичних і динамічних характеристик багатовитратного запобіжного клапану непрямої дії у складі гідроагрегату підйому вала парової турбіни. Розроблені математичні моделі: насоса, запобіжного клапану непрямої дії, довгого трубопроводу, гідростатичного підшипника, які відкрили можливість для дослідження динамічних характеристик гідроагрегату підйому валопроводу. Пропонована математична модель з запобіжним клапаном, яка подається стосовно будь-якої змінної нелінійним диференціальним рівнянням 7-го порядку. У роботі наведені результати аналізу коливань тиску у напірному трубопроводі з частотою 3,7Гц. Встановлено об’єм стискуваної робочої рідини у напірному колекторі, який становить 49400см3, необхідний для нормальної роботи гідроагрегату без коливань. Запропонована математична модель адекватна реальному об’єкту і відкриває можливості дослідження показників якості статичних і динамічних характеристик будь-якого елемента гідроагрегату. Результати роботи передано на ВАТ ”Турбоатом” та ДП Промгідропневмопривод” та використано відповідно до планів підприємства, а також включено у навчальний процес за дисциплінами: Об’ємні гідропневмомашини” та ”Динаміка гідропневмосистем”.

Дисертаційна робота присвячена рішенню науково-практичної задачі поліпшення статичних і динамічних характеристик багатовитратного запобіжного клапану непрямої дії гідроагрегату підйому валу парової турбіни. Основні результати і висновки дисертаційної роботи полягають у наступному:

Виконаний аналіз конструктивних особливостей запобіжних клапанів непрямої дії і їх функціонування в складі гідроагрегатів, виявлення цілого ряду не врахованих факторів при математичному описі забезпечили розробку більш повної математичної моделі в частині:

-змінності коефіцієнту витрат в функції числа, впливаючого на динамічні характеристики елементів гідроагрегату і гідроагрегату в цілому;
-двохфазності робочої рідини, значно знищуючої об’ємний модуль пружності робочої рідини в зоні низьких тисків;
-обмеження руху запорно-регулюючих елементів керуючого і основного клапанів, відображаючі фактичні особливості їх кінематики та динаміки ;
-показ керівного клапану в динаміці як динамічної ланки, а не як статичного елементу;
-облік системних зразків гідроагрегату та ін.

Проведені експериментальні дослідження функціонування багатовитратного запобіжного клапана непрямої дії в статичному і динамічному режимі підтвердили адекватність розроблених статичних і динамічних моделей. Величина відхилення статизма моделі і натурного зразку не перевищило 4,3%, відносна інтегральна оцінка порівняння перехідних процесів в моделі і в натурному зразку склало 3,9%.
Виконані дослідження динамічних характеристик гідроагрегатату з гідроциліндром в режимі перевантаження показали: з ростом газової складової в робочій рідині при незмінній решті параметрів збільшується перерегулювання по тиску в напірній магістралі; достатню швидкодію запобіжного клапану непрямої дії: при швидкості і нарощуванні навантаження 1,83*105кН/с із змістом газубез врахування об’єму робочої рідини в трубопроводі перерегулювання по тискускладає 24%; при незмінних параметрах і вмістом газувеличина пере регулювання дорівнює 27%; з об’ємом робочої рідини в трубопроводіі лінійному нарощуванні навантаження від 400 до 543кН за 0,1с,перерегулювання по тискускладає 5%; з об’ємом робочої рідини в трубопроводіі лінійному нарощуванні навантаження від 400 до 543кН за 0,1с,перерегулювання по тискудорівнює 25%;
Проведені дослідження гідроагрегата підйому вала парової турбіни показують, що виникаючі в напірному колекторі пульсація тиску, які приводять до вібрації трубопроводу високого тиску, викликаються великим об’ємом стискуваної робочої рідини в гідроагрегаті і нерівномірністю подачі насосу. При зниженні, наприклад, об’єму робочої рідини в напорному трубопроводі з 75300 до 49400см3і постійній подачі насосу коливання в гідроагрегаті не виникають.
Дослідження на математичній моделі динаміки гідроагрегата підйому вала парової турбіни в режимі перевантаження показало, що багатовитратний запобіжний клапан непрямої дії захищає гідроагрегат від закиду тиску не вище 25% від налагодженого.
На основі функціональних перетворень з наступним інтерполюванням і екстраполюванням даних безрозмірного коефіцієнту несучої вантажопідйомності і витрат гідростатичного підшипника отримані апроксимуючі функції, відображені поліномами третьої та четвертої ступені, як модулі динамічної математичної моделі гідроагрегату з гідростатичним підшипником.
Запропонована математична модель багатовитратного запобіжного клапану непрямої дії, включаючи рівняння витрат і руху керуючого і основного клапанів, обмеження запорно-регулюючих елементів клапану, змінності коефіцієнту витрат та ін., може бути використана для дослідження динаміки гідроагрегатів інших технологічних об’єктів на стадії проектування.

Основні наукові положення і результати, викладені в дисертаційній роботі, мають практичну цінність при проектуванні і модернізації запобіжних клапанів непрямої дії на високий тиск і пропускну можливість і впровадженні на підприємствах України (ВАТ „Турбоатом”, ДП Промгідропневмопривод”, НДІ ”Гідропривод”, ЗАТ Реммашстрой”, ЗАТ НПП Регулятор”, ВАТ Проммашина”), а також використовуються в навчальному процесі по дисциплінам «Динаміка гідропневмосистем» і «Об’ємні гідропневмомашини» (НТУ „ХПІ”).