Способи регулювання параметрів роботи гідросистем. Основні критерії та межі застосування способів регулювання параметрів роботи гідроси
Зміст
Вступ
РОЗДІЛ 1. СПОСОБИ РЕГУЛЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ РОБОТИ ГІДРОСИСТЕМ 5
1.1. Основна гідросистема
1.2. Принцип роботи гідравлічних
систем
1.3. Основні компоненти гідравлічної
системи
РОЗДІЛ 2. ОСНОВНІ КРИТЕРІЇ
ТА МЕЖІ ЗАСТОСУВАННЯ СПОСОБІВ РЕГУЛЮВАННЯ
ПАРАМЕТРІВ РОБОТИ ГІДРОСИСТЕМ
2.1. Класифікація технічних гідравлічних
систем
2.2. Межі застосування роботи
гідросистем
ВИСНОВКИ
Список використаної літератури
Вступ
Гідросистема (гідрасістема) (скор. від гідравлічна система) - це сукупність елементів, що впливають на текуче середовище таким чином, що властивості кожного елемента впливають на стан текучого середовища у всіх елементах системи.
У відношенні проблем, пов'язаних з проектуванням і контролем гідросистем, існує поняття гідравлічна ланцюг, введене академіком А.П. Меренкова.
Дане визначення гідросистем фактично підкреслює взаємозв'язок властивостей безлічі елементів за допомогою текучої середовища, що випливає з визначення - система, тобто єдиної сутності, що об'єднує безліч елементів з яких-небудь критеріями.
Розрізняють природні і технічні гідросистеми. Прикладами складних технічних гідросистем є системи збору та підготовки нафти і газу, водо-і газопостачання, каналізації, іригаційних каналів і т.п. До Природним гідросистеми можна віднести системи продуктивних пластів, насичених водою, газом, газоконденсатом або нафтою.
Незважаючи на різноманітність гідросистем, що відрізняються призначенням, структурою, гідравлічними і розмірними характеристиками, на думку багатьох авторів, всі вони містять одні й ті ж елементи.
Накопичувачі текучого середовища - замкнуті об'єми природного та штучного походження, службовці для вміщення текучого середовища й надають їй відносно стабільний енергетичний потенціал. Вони характеризуються пренебрежимо малими швидкостями течії рідини і газу, які не впливають на функціонування даної системи. До даними елементів слід відносити різні ємності, водосховища, моря, озера, річки, пористі пласти, атмосферу і т.п., які є кінцевими для розглянутої гідросистеми. У рамках обраної гідросистеми вони можуть служити як джерелом, так і приймачем текучого середовища.
Апарати для повідомлення
або поглинання енергії текучого
середовища - апарати, службовці для
цілеспрямованого перетворення різних
видів енергій в енергію
Пристрої з управління потоком текучого середовища - пристрої, що служать для зміни гідравлічних параметрів і напрямку переміщення потоку. Цими пристроями є засувки, клапани, розподільники потоків, штуцери, регулятори витрати і тиску і т.п.
Канали зв'язку - споруди, необхідні для забезпечення направленого руху текучого середовища від одного елемента гідросистем до іншого. Каналами зв'язку можуть бути як відкриті канали іригаційних систем, так і закриті трубопроводи, службовці єдиної мети: пропусканню крізь себе потоку текучого середовища для забезпечення зв'язку інших елементів (УУ, АСП, НТС) робочим середовищем.
Прилади для реєстрації параметрів текучого середовища - пристрої, призначені для контролю параметрів потоку текучого середовища.
Основною проблемою, що зв'язує всю масу гідросистем, є розрахунок параметрів потоків текучого середовища (або декількох середовищ) в гідросистемах мережевої структури з великою кількістю елементів, які різним чином змінюють властивості середовищ та їх енергетичні показники.
Найбільш відомими програмними продуктами для моделювання, контролю та управління гідросистем є Eclipse, Tempest, TimeZYX для гідросистем продуктивних пластів і PipeSim, "Екстра", HydraSym, OisPipe, "Гідросистема" для технічних і змішаних (об'єднуючих природні і технічні гідросистеми) гідросистем.
РОЗДІЛ 1. СПОСОБИ РЕГУЛЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ РОБОТИ ГІДРОСИСТЕМ
- Основна гідросистема
Для створення і підтримки тиску в кожній гідросистемі використовуються основні і резервні гідронасоси. Джерелами гідравлічної енергії для гідросистем HS1 і HS3 є:
Основні джерела гідропітанія - насоси змінної продуктивності (EDP) з приводом від двигунів;
- резервне джерело гідроенергії - насосна станція змінної продуктивності з електроприводом змінного струму (ACMP);
- аварійне джерело гідроенергії - насосна станція змінної продуктивності з електроприводом постійного струму (DCMP);
- допоміжне джерело - блок передачі потужності (PTU).
Основне джерело гідропітанія у другій гідросистемі HS2 - насосна станція змінної продуктивності ACMP2 c приводом від системи електропостачання літака змінним струмом. В якості аварійного та резервного джерела гідропітанія у другій гідросистемі є насосна станція DCMP змінної продуктивності з приводом від системи електропостачання літака постійного струму.
Основне джерело гідропітанія
у другій гідросистемі HS2 - насосна
станція змінної продуктивності
того ж типорозміру, що і резервні
насосні станції в
При відмові обох двигунів
літака для забезпечення керування
літаком основна насосна
При відмові двох двигунів або двох генераторів двигунів насосна станція постійного струму DCMP є аварійним джерелом гідропітанія на період випуску вітродвигуна (RAT), вона работет від акумуляторів системи електропостачання постійним струмом напругою 28В. У цьому випадку включення DCMP в роботу забезпечується незалежно від висоти польоту і рівня тиску в гідросистемі.
Насосна станція DCMP включається
автоматично в роботу при відмові
будь-якого двигуна або
При основному випуску або прибирання шасі резервна насосна станція ACMP1 в гідросистемі HS1 включається в автоматичному режимі і одночасно працює з основним насосом EDP1, який має привід від лівого двигуна. При відмові лівого двигуна або основного насоса EDP1, для забезпечення прибирання або основного випуску шасі, від блоку передачі потужності PTU в третій гідросистемі HS3 одночасно включається в автоматичному режимі резервна насосна станція ACMP3. Спільно з основним насосом EDP3, який має привід від правого двигуна, вона забезпечує нормальну роботу третьої гідросистеми при працюючому блоці передачі потужності PTU. Крім того, резервні насосні станції в гідросистемах включаються в роботу при відмові основних джерел гідропітанія в гідросистемах.
У кожній гідросистемі встановлений гідроакумулятор з попередньою зарядкою газової порожнини азотом. Гідроакумулятори встановлені для підтримки необхідного рівня тиску при максимальних витратах в гідросистемі, для створення і підтримки надлишкового тиску в газовій порожнини гідробака, для забезпечення безкавітаціонной роботи насоса на всіх режимах роботи гідросистеми і при запуску двигунів.
1.2. Принцип роботи гідравлічних систем
Гідравлічна система перетворює
невелике зусилля в значно більша,
використовуючи гідравлічну рідину
для передачі енергії з метою
переміщення, управління або приведення
в дію. Основний принцип роботи гідравлічної
системи ілюструється схемою, на якій
показаний простий домкрат для
автомобіля. У цьому пристрої поршень
малого насоса використовується для
чинення тиску на рідину. Рідина
в системі передає тиск на циліндр,
в якому навантаження несе на собі
більший поршень. Зі збільшенням
сили, що діє на менший поршень, тиск
підвищується до тих пір, поки не стає
достатнім для компенсації
Застосування гідравлічної енергії
Застосування гідравлічної (рідинної) енергії є дуже ефективним способом передачі енергії.
Переваги гідравлічної енергії:
- ефективність і точність при переміщенні важких вантажів з точним регулюванням;
- гнучкістю для точного регулювання великих і малих зусиль;
- надійність (обладнання можна захистити від перевантаження за допомогою простих клапанів скидання тиску.);
- компактність і економічність систем.
Гідравлічні системи зустрічаються майже у всіх галузях промисловості:
виробництві (наприклад, ливарних машинах, пресах, важких маніпуляторах, верстатах, роботах, формувальних машинах для пластмаси);
гірничо-і нафтовидобувної промисловості, мостах і шлюзових воротах, рятувальному обладнанні.
Мають спеціалізоване застосування (в обладнанні технологічного контролю, пілотажних тренажерах, випробувальних стендах, вітрових турбінах).
мобільній техніці (наприклад, екскаваторах і кранах, будівельній техніці, автодорожньому транспорті, сільськогосподарських машинах, літаках, кораблях);
1.3. Основні компоненти гідравлічної системи
Гідравлічна система складається з трьох автономних незалежних гідросистем. Механічні та електричні компоненти системи спроектовані з урахуванням підтримки її максимальної працездатності при відмові одного з двигунів або одного з головних насосів. Підключення системи управління рулями до гідравлічної системи виконано таким чином, що відмова однієї з гідравлічних систем практично не впливає на льотні характеристики літака, а при відмові двох гідравлічних систем кількість працездатних каналів систем управління рулями достатньо для керування літаком по всіх трьох осях симетрії.
Підсистемамі HS1, HS2, HS3 використовуються для подачі гідропітанія до системи управління аеродинамічними рулями літака. Крім того, HS1 використовується для прибирання та основного випуску шасі, HS2 використовується для аварійного випуску шасі і для управління поворотом передньої стійки, HS1 і HS3 відповідно використовуються для управління системою гальмування зовнішніх і внутрішніх коліс основних опор шасі та керування приводами системи управління реверсом лівого і правого двигуна.
Блок передачі потужності (PTU) забезпечує передачу потужності від третьої гідросистеми HS3 до першої гідросистемі HS1 (системі прибирання та основного випуску шасі). Блок передачі потужності (PTU) використовується для забезпечення прибирання шасі і основного випуску шасі при відмові лівого двигуна або основного насоса EDP перший гідросистеми HS1 на зльоті та посадці.
Висока експлуатаційна технологічність
гідравлічної системи забезпечується
за рахунок наступних
- всі вузли, які вимагають технічного обслуговування, розташовані в технічних відсіках гідравлічної системи;
- для насосів EDP з приводом від двигуна використовуються бистрораз'8мние клапана для з'єднання з гідросистемою і швидкороз'ємні хомути для кріплення насоса до коробки силових агрегатів двигуна;
- забезпечується легкос'8мность склянок фільтрів з фільтроелемента без застосування ручної і спеціального інструменту;
- екологічні бачки призначені для збору регламентованих витоків з агрегатів гідросистеми і контролю їх стану;
- система дозаправки забезпечує дозаправку всіх трьох гідробаків з одного робочого місця без допомоги спеціального інструменту.
Трубопроводи нагнітання,
слива і всмоктування гідросистеми,
встановлені в
Монтаж трубопроводів на конструкції літака виконується за допомогою хомутів і колодок, що забезпечують також металізацію гідросистеми.
Трубопроводи і рукави, розташовані на двигуні і мотогондолах виконані вогнестійкими для забезпечення пожежного захисту двигуна.
Основними компонентами гідравлічної системи є:
- привід-поршень
- гідророзподільник
- масляний фільтр
- аварійний клапан скидання тиску (запобіжний)
- насос
- резервуар
Найбільш важливим компонентом будь гідравлічної системи є рідина, яку містить система. Властивості, які вимагаються від гідравлічних рідин, розглянемо нижче. В основі будь-гідравлічної системи знаходиться насос. Найбільш часто використовується один з трьох типів насосів: шестеренні, пластинчасті або поршневі насоси. Принципи роботи насосів цих типів наводяться нижче.
Привід або гідравлічний мотор є основним компонентом системи, в якому механічна робота виконується за допомогою руху гідравлічної рідини. Найпростішими двигунами є лінійні приводи, в яких рідина чинить тиск на поршень циліндра. Лінійні приводи можуть використовуватися для створення руху тільки в одному або двох напрямках. Обертальний рух можна отримати за допомогою гідравлічних моторів, які аналогічні насосам, але принцип їх дії протилежний. Рідина подається в пристрій під тиском і виконує механічну роботу, повертаючи вал.
Клапани використовуються в гідравлічних контурах для регулювання робочого тиску (яке визначає навантаження для переміщення), напрямок потоку (б напрям руху) і витрата (визначає швидкість перенесення навантаження).
Іншими важливими
Шестеренні і пластинчасті гідравлічні насоси. Шестеренні насоси компактні, механічно прості і відносно дешеві. Вони часто використовуються в пристроях низького тиску (500 фунтів на квадратний дюйм / 34 бар) невеликих пересувних пристроїв, наприклад в землерийних машинах або екскаваторах. Шестерневий насос зовнішнього зачеплення складається з пари зубчастих коліс, що обертаються всередині щільно приганяє корпусу.
Зовнішній вал приводить
в дію одне зубчасте колесо, яке,
в свою чергу, приводить в дію
інше зубчасте колесо пари і обертає
його в протилежному напрямку. При
обертанні зубчастих коліс
Пластинчасті насоси широко поширені, так як компактні і при однаковому тиску можуть нагнітати більшу кількість рідини в порівнянні з шестеренними насосами. Ці насоси часто використовуються в промисловому устаткуванні при тиску до 1000 фунтів на квадратний дюйм / 68 бар.
Найпростіший пластинчастий насос має циліндричний ротор, який встановлюється в циліндричному корпусі зі зміщенням відносно центру. У роторі встановлено ряд пластин, які можуть входити і виходити з пазів при обертанні. Коли ротор обертається, обсяг між суміжними пластинами поперемінно то збільшується, то зменшується. Рідина всмоктується насосом в те місце, де відстань між ротором і корпусом збільшено, потім переноситься по окружності корпуса і виштовхується там, де це відстань мінімально.
Пластинчасті насоси висувають підвищені вимоги до мастильних властивостям гідравлічної рідини. Це відбувається через контакт сталевих поверхонь пластин, що ковзають по поверхні стопорного (статорного) кільця.
Поршневий гідравлічний насос. Поршневі насоси можуть створювати набагато більш високий тиск (3000 фунтів на квадратний дюйм / 206 бар і вище), а також забезпечувати вищу швидкість потоку в порівнянні з шестеренними і пластинчастими насосами.
Поршневі насоси часто використовуються в стаціонарних та великих за величиною пересувних пристроях.
Тут розглядається часто використовуваний тип поршневого насоса, а саме аксіально-поршневий насос, який має ряд поршнів, устанавленних навколо осі блоку циліндрів. Поршні сполучені з диском, який встановив під кутом до блоку таким чином, щоб при обертанні диска поршні вдвигаться в свої циліндри і висувалися з них, відповідно всмоктуючи і виштовхуючи рідина.
Типові проблеми гідросистем
70% відмов гідравлічних
систем виникає через стан
масла. 40% таких відмов має безпосереднє
відношення до експлуатаційних
якостей масла, 60% пов'язані з чистотою
масла. (Знос - метали, розкладання масла
- загальне кислотне число, в'
5 найважливіших проблем гідравлічних систем і робочих рідин:
- стійкість гідравлічного масла до окислення - забезпечує більш тривалий експлуатаційний ресурс робочої рідини і і вузлів / компонентів системи
- висока температура - термічна стабільність - забезпечує підвищену чистоту і більш тривалий експлуатаційний ресурс робочої рідини і устаткування при високих робочих температурах
- обводнення - гідролітична стабільність - забезпечує збереження експлуатаційних характеристик при наявності в системі води, захист деталей системи від хімічного впливу і корозії
- захист від зношування - забезпечує захист деталей системи, збільшуючи термін їх служби
- тонко дисперсні забруднення - фільтрованість - дозволяє використовувати ультра тонкі фільтри навіть за наявності води і хімічних забруднювачів, що сприяє роботі системи в умовах підвищеної чистоти.
РОЗДІЛ 2. ОСНОВНІ КРИТЕРІЇ ТА МЕЖІ ЗАСТОСУВАННЯ СПОСОБІВ РЕГУЛЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ РОБОТИ ГІДРОСИСТЕМ.
2.1. Класифікація технічних гідравлічних систем
В даний час не існує якоїсь єдиної класифікації технічних гідравлічних систем. Пов'язано це як з проблемами об'єднання величезного різноманіття ТГС, так і з відсутністю єдиного підходу до аналізу гідравлічних систем в різних галузях науки і промисловості. Проблеми об'єднання зусиль вчених у дослідженні загальних завдань функціонування складних систем і складових їх елементів позначилися і на результатах в аналітиці ТГС.
На даному етапі розвитку
аналізу гідросистем підхід до окремих
системам або їх варіацій домінує
над універсальним аналізом усієї
маси ТГС і складових їх елементів.
Наприклад, системи водопостачання,
як найбільш часто використовувані
в життєдіяльності людини, не могли
залишитися непоміченими в плані
аналізу і моделювання. Однак
їх аналіз має, як правило, абстрагований
математичний характер. Причиною тому
став відрив досліджень від реальних
фізичних об'єктів, що становлять гідросистеми,
і перенесення уваги на системні
закони, що мають в ТГС явну спільність
з теорією електричних
- Моделювання насосів
і компресорів допомогою
- Приведення структурних
схем гідросистем до
- Запровадження поняття
«джерел» і «приймачів»
- Розгляд схем ТГС в
двовимірної сітці без
- Облік регуляторів витрати
і тиску тільки з позиції
нереального ідеалізованого
- Неможливість обліку
об'єктів з довільною
- Необхідність знання
режиму хоча б в одному об'
Конструкції і властивості ТГС вельми різноманітні. Так, розглядаючи два гідросистеми водопостачання в різних галузях, ми бачимо, з одного боку, величезну подібність в елементах, складових їх, а з іншого - відмінності в структурі, типорозмірах об'єктів, режимах та на інших показниках.
Такі приклади можна знайти
серед усього безлічі як галузевих,
так і локалізованих
1) охолодження двигуна внутрішнього згоряння, що складається з насоса, патрубків, двигуна - нагрівача, радіатора - охолоджувача;
2) охолодження ядерного реактора, що складається також з насосів, труб, нагрівача і охолоджувача.
Як видно, ці ТГС подібні і служать одним і тим же цілям, проте вони різні за складністю, структурі і параметрам складових елементів.
Класифікувати гідросистеми можна по безлічі формальних і базових критеріїв, таких, як характер і тип структури, має штабність, певні властивості елементів, цілить і завдання функціонування і т. д. Вибираючи формальні критерії поділу, ми маємо на увазі приватну (допоміжну) класифікацію, наприклад, за ступенем складності структури або по робочому тиску текучого середовища. Допоміжні класифікації необхідні для інженерних завдань, однак вони не дають уявлення про основні подібності і розходження представників класифікації. Найбільш цікавим з точки зору наукового аналізу є пошук базових (природних) критеріїв поділу класифікації об'єкта.
Тут автором була зроблена спроба знайти деякі критерії поділу гідросистем, які дозволили б отримати структуру класифікації, близьку до природної.
Багато ТГС включають
в себе величезну кількість
Розглядаючи кожну ТГС
як ізольовану в ієрархії систем, можна
помітити, що одним з важливих властивостей
ТГС є характер вирішуваних нею
завдань. Наприклад, такими завданнями
можуть бути транспортування текучих
середовищ, перенесення (передача) енергії
за допомогою текучої середовища,
поділ на фракції чи зворотне тому
- змішування середовищ. Дійсно, гідравлічні
системи необхідні для
Тут важливо чітко відокремити завдання, які вирішуються ТГС, від цілей, яким вони служать. В якості прикладу розглянемо ТГС буріння свердловин. Відомо, що метою цієї системи в разі роторного буріння є винос шламу з бурового забою. Якщо розглянути вплив бурового розчину на шлам в процесі його підйому на поверхню, то стає ясно, що цей процес є транспортуванням текучого середовища спільно із зруйнованою породою. Як видно, тут завданням ТГС є змішування текучої і твердої середовищ і їх спільна транспортування до місця очищення. Якщо ж розглядати буріння з застосуванням турбобуров, то тут завдання ТГС ускладнюється передачею гідравлічної енергії турбобура.
Метою функціонування ТГС міського водопостачання є доставка води до кожного споживача, а завданням - транспортування текучого середовища.
У ТГС ППД основною метою є підтримка пластового тиску за допомогою заміщення відібраної текучого середовища водою. В даному випадку видимої завданням є передача енергії засобом текучого середовища пластової системі. У процесі нагнітання води в пласт спостерігається не тільки компенсація падіння тиску і трансформація енергії нагнітається води в енергію пружності пластової системи, але і спільна фільтрація води і нафти до дреніруемих зонам пласта, а потім до вибоїв видобувних свердловин. Інакше кажучи, вода, крім передачі енергії пластової системі, бере участь і в фільтрації, що свідчить про те, що завданням ТГС ППД є транспортування текучого середовища з одночасною передачею енергії.
Наступним важливим чинником відмінності ТГС є характер використовуваної робочої текучого середовища. Тут можна виділити, принаймні, два типи текучого середовища: однофазних і багатофазних. Так, в ТГС буріння робоча середу є багатофазної зважаючи на вміст у ній твердих домішок, які мають великий вплив на її експлуатаційні показники. У ТГС ППД, водопостачання, охолодження і т.п. робочі рідини є однофазними. Умови експлуатації ТГС з однофазними текучими середовищами є більш м'якими порівняно з гідросистемами, що використовують багатофазні середовища. Склад текучого середовища також важливий для моделювання течії. Багатофазні текучого середовища істотно ускладнює як математичні, так і гідравлічні основи моделювання ТГС.

- Способи словотворення в українській мові
- Способи та засоби словотвору (іменник)
- Способи штучного осіменіння тварин
- Способ логарифмирования в анализе хозяйственной деятельности
- Способ металлизации тканей
- Способ начисления по сумме чисел лет срока полезного использования
- Способно ли общество быть моральным
- Способи надання страхових гарантiй. Страховi фонди. Принцип незалежностi виплат. Системи страхових вiдносин. Страхування та перестрахуван
- Способи намазування цегляних стін розчином з півтерка
- Способи орієнтування на місцевості
- Способи очищення стічних вод
- Способи підвищення інформативності
- Способи покращення конкурентної позиції готелю «Престиж» на ринку готельних послуг
- Способи приготування тіста