Van an toàn tác dụng tuỳ động

Discussion in 'Kỹ thuật thủy khí' started by tanmaihuy, May 4, 2009.

  1. tanmaihuy

    tanmaihuy New Member

    Joined:
    Apr 28, 2009
    Messages:
    80
    Likes Received:
    1
    Last edited: May 7, 2009
    Đọc xong bài anh em có ý kiến thế này:
    Theo cách tính của anh thì chỉ khi van bi mở hết ( ứng với độ dịch chuyển của lò xo van bi là xb+x0, và áp suất trong hệ thống đạt Fbmax), tổn thất áp suất qua tiết lưu = Pbmax-Pcp thì van trượt mới dịch chuyển đi lên (và có lẽ là đi lên cho hết hành trình của nó vì lúc van bi mở hết thì tổn thất qua tiết lưu cũng đạt max rồi). Như vậy thì khi chỉ cần tổn thất đó là van trượt mở hết cho dầu từ P1 đến P3 rồi. Tuy nhiên, nguyên lý của van là như thế này:
    Khi có chất lỏng qua van bi ( áp suất dầu trong hệ thống vượt 21Mpa), do tổn thất áp suất qua tiết lưu nên một độ chênh áp được tạo ra giữa buồng a,d và buồng e và lực tạo ra do tổn thất này đủ thắng lực căng lò xo van trượt 3. vì vậy, van trượt chuyển động đi lên ( với hành trình bao nhiêu đó thì còn phải tính). Nếu áp suất trong hệ thống tiếp tục tăng, van bi mở càng lớn, dòng chảy qua van bi càng lớn( dòng chảy qua tiết lưu càng lớn) làm tổn thất qua tiết lưu càng lớn. Do đó, van trượt càng được nâng lên cao hơn ( tiết diện lưu thông từ cửa P1 đến P3 càng lớn). Như vậy, khoảng nâng lên của van trượt tương ứng với giá trị tổn thất qua tiết lưu thời điểm đó ( phụ thuộc vào P1).
    Em có ý kiến như thế. Anh xem lại giùm em nhé. Cảm ơn anh.
     
  2. Tieubu

    Tieubu Chuyên gia cao cấp

    Joined:
    Feb 3, 2009
    Messages:
    655
    Likes Received:
    65
    Last edited: May 7, 2009
    "Theo cách tính của anh thì chỉ khi van bi mở hết ( ứng với độ dịch chuyển của lò xo van bi là xb+x0, và áp suất trong hệ thống đạt Fbmax), tổn thất áp suất qua tiết lưu = Pbmax-Pcp thì van trượt mới dịch chuyển đi lên.
    -> Theo cách tính toán của tôi thì đúng là như vậy.

    "Như vậy thì khi chỉ cần tổn thất đó là van trượt mở hết cho dầu từ P1 đến P3 rồi."
    -> Điều này không đúng, khi áp suất hệ thống lớn hơn Pbmax (khi van trượt bắt đầu làm việc) thì tổn thất áp suất qua tiết lưu luôn bằng Pbmax-Pcp và không đổi. Khi van trượt đi lên thì ứng với lượng tăng áp suất thì van trượt mở nhiều hay ít để xả chất lỏng về bể chứa và áp suất trong hệ thống trở về cân bằng (Chức năng tuỳ động???). Van trượt không bao giờ mở được max vì áp suất hệ thống không thể tiến tới vô cùng. (Thông cửa 1 với cửa 3 thì áp suất trong hệ thống = P môi trường, tức là giống như bạn chĩa thẳng đầu ra của máy bơm vào bể nước ý). Bạn cứ tính lượng di chuyển lên của van trượt ứng với một số giá trị áp suất đi thì chắc bạn sẽ thấy.

    "Nguyên lý làm việc:
    Khi có chất lỏng qua van bi ( áp suất dầu trong hệ thống vượt 21Mpa), do tổn thất áp suất qua tiết lưu nên một độ chênh áp được tạo ra giữa buồng a,d và buồng e và nếu lực tạo ra do tổn thất này đủ thắng lực căng lò xo van trượt 3. vì vậy, van trượt chuyển động đi lên ( với hành trình bao nhiêu đó thì còn phải tính)."
    -> Tôi bổ xung thêm chữ Nếu tô đậm, còn nếu không đủ lớn thì chất lỏng xả một ít qua van bi và áp suất hệ thống trở về cân bằng.

    "Nếu áp suất trong hệ thống tiếp tục tăng, van bi mở càng lớn, dòng chảy qua van bi càng lớn( dòng chảy qua tiết lưu càng lớn) làm tổn thất qua tiết lưu càng lớn."
    -> Điều này sai, áp suất hệ thống tiếp tục tăng thì van bi mở vẫn vậy (vì đạt max rồi mà) và tổn thất áp suất qua tiết lưu không đổi khi áp suất hệ thống tiếp tục tăng. lúc này thì chính áp suất tăng đó làm van trượt chuyển động lên trên xả chất lỏng qua cửa 3 và hệ thống trở lại cân bằng.
    Dòng tô đậm tôi cho là đúng nhưng nguyên nhân không phải do dòng chảy qua tiết lưu càng lớn mà là do van trượt đi lên áp suất buồng e tăng (thể tích buồng e bị thu hẹp) đẩy chất lỏng ra ngoài theo van bi.
    Tổn thất áp suất qua tiết lưu không thay đổi.

    "Như vậy, khoảng nâng lên của van trượt tương ứng với giá trị tổn thất qua tiết lưu thời điểm đó ( phụ thuộc vào P1)."
    Khoảng nâng lên của van trượt phụ thuộc vào mức độ chênh áp của buồng e với buồng a,d tức là P1 với buồng e chứ không chỉ mỗi tổn thất áp suất qua tiết lưu. Và đây chính là điều tôi thắc mắc với giải thích trong sách giáo khoa !
     
  3. tanmaihuy

    tanmaihuy New Member

    Joined:
    Apr 28, 2009
    Messages:
    80
    Likes Received:
    1
  4. Tieubu

    Tieubu Chuyên gia cao cấp

    Joined:
    Feb 3, 2009
    Messages:
    655
    Likes Received:
    65
    Cho tôi hỏi bạn 1 chút, bạn đặt
    Q tiết lưu = Q van bi
    bạn căn cứ vào đâu vậy? Và khi van trượt đi lên phần thể tích trong buồng e bị nhỏ lại -> phần dầu bị nhỏ lại đó đi đâu vậy?
     
  5. tanmaihuy

    tanmaihuy New Member

    Joined:
    Apr 28, 2009
    Messages:
    80
    Likes Received:
    1
    Dạ, ở đây em chỉ tính lưu lượng tức thời tại thời điểm van bi mở nhưng van trượt chưa chuyển động đi lên thôi ạ.
     
  6. tanmaihuy

    tanmaihuy New Member

    Joined:
    Apr 28, 2009
    Messages:
    80
    Likes Received:
    1
    Em thử cách tính của anh em thấy thế này:
    -Khi chọn khoảng dịch chuyển lớn nhất của van bi:Em chọn đường kính lỗ qua van bi là 3 mm, đường kính viên bi là 4 mm ( đường kính bi=1.3*đường kính lỗ), lúc này em chọn lò xo có độ cứng 80.187N/mm> tính được Xbo là 2.26 mm. Khi tính khoảng dịch chuyển lớn nhất của van bi (Xb) thì chỉ cần Xb tăng lên 0.1 mm thì áp suất trong hệ thống sẽ tăn lên 1Mpa. Em nghĩ, khoảng dịch chuyển lớn nhất của lò xo sẽ ừng với lúc van bi mở hoàn toàn, tức là Xb gần bằng 1 mm ( khoảng này tính được)tương ứng với áp suất Pbmax=30 Mpa. Con số này lớn đấy chứ ( tổn thất áp suất =9 Mpa>lò xo 3 có độ cứng cũng không nhỏ).
    Khi tính thế này thì sẽ có một thời gian hệ thống chịu quá tải ( thời gian áp suất hệ thống tăng từ Pcp=21Mpa đến Pbmax), nếu chịu quá tải như thế thì hệ thống có thể bị phá hủy! Chỗ này em không hiểu , mong anh giải thích giùm.
     
  7. DCL

    DCL <b>Hội đồng Cố vấn</b>

    Joined:
    Nov 17, 2007
    Messages:
    1,947
    Likes Received:
    78
    Tớ sợ nguyên lý thế này thì van không làm việc an toàn.

    Khi van bi đóng thì áp suất các vùng a, c, d, và e đều bằng nhau và bằng p1. Đến khi p1 vượt giá trị ấn định (21 mPa) thì van bi mở, nhưng kết quả cũng chẳng cải thiện được gì, vì các vùng nói trên vẫn có áp suất bằng p1 do cửa thông 6 quá lớn. Điều đó có nghĩa là van trượt số 4 vẫn không thể chuyển động được. Tóm lại là chi tiết này hoàn toàn không có tác dụng, dù p1 có giá trị bằng bao nhiêu.

    Quá trình xả áp hoàn toàn trông cậy vào van bi, thoát qua đường p2. Nếu van bi và đường p2 quá nhỏ, không xả kịp thì hệ thống sẽ gặp nguy hiểm khi p1 vượt giá trị cho phép quá lớn.
     
  8. Tieubu

    Tieubu Chuyên gia cao cấp

    Joined:
    Feb 3, 2009
    Messages:
    655
    Likes Received:
    65
    Thông thường thì lỗ của van tiết lưu có đường kính nhỏ thôi bác DCL ạ, 0.8 đến 1mm.
     
  9. Tieubu

    Tieubu Chuyên gia cao cấp

    Joined:
    Feb 3, 2009
    Messages:
    655
    Likes Received:
    65
    Có cái lò so nào mềm hơn một tý không:26:, nếu tổn thất như thế thì đúng là lớn thật. Tôi muốn chọn như thế để van bi làm việc như một van tinh chỉnh thôi, tức là nếu áp suất lớn hơn cho phép một chút thôi thì van bi làm việc. Vì nếu van bi mở mà van trượt cũng mở đồng thời (là trường hợp lò so van trượt yếu chỉ thắng lực ma sát) thì sẽ gây sụt áp lớn trong hệ thống vì vận tốc van trượt di chuyển chậm.
    Nếu vậy bạn thử tính ngược lại bằng cách đặt một giá trị Pquá tải rồi tính ngược ra lò so van bi xem.
     
  10. tanmaihuy

    tanmaihuy New Member

    Joined:
    Apr 28, 2009
    Messages:
    80
    Likes Received:
    1
    Đường kính tiết lưu 6 chỉ 1 mm thôi bác ạ. Cái hình em vẽ nó hơi lớn.
     
  11. tanmaihuy

    tanmaihuy New Member

    Joined:
    Apr 28, 2009
    Messages:
    80
    Likes Received:
    1
    Tính như thế thì hơi khó, có lẽ là không tính được anh à. vì khi áp suất vượt quá 21 thì van bi mở đồng nghĩa với áp suất Pe cũng thay đổi nên không biết lực tác dụng lên van bi là bao nhiêu cả.
     
  12. DCL

    DCL <b>Hội đồng Cố vấn</b>

    Joined:
    Nov 17, 2007
    Messages:
    1,947
    Likes Received:
    78
    Vậy thì càng thấy rõ rằng nguyên lý van này có vấn đề. Ở đây, ta thấy rằng hệ số độ nhớt của lưu thể và độ chính xác của đường kính lỗ tiết lưu (tạm gọi một cách nôm na như vậy) sẽ ảnh hưởng rất lớn đến độ nhạy của van. Và ta cũng biết rằng độ nhớt luôn là hàm số của bản chất lưu thể và nhiệt độ làm việc, còn độ chính xác gia công lỗ tiết lưu thì phụ thuộc quá nhiều yếu tố.

    Một thiết bị mà phụ thuộc quá nhiều vào những yếu tố khó kiểm soát như thế thì không thể coi là tốt được. Càng khó có thể gọi nó là "van an toàn"!

    Tóm lại, bài toán này đúng là khó thật, không hiểu thày giáo ra đề bài này có ý gì không?
     
  13. Tieubu

    Tieubu Chuyên gia cao cấp

    Joined:
    Feb 3, 2009
    Messages:
    655
    Likes Received:
    65
    Vấn đề là nó có nhiều thông số đầu vào có thể chọn lựa nên chắc phải nghĩ ra lựa chọn nào hợp lý nhất. Vậy nên bài toán mới trở nên khó.
    Còn nguyên lý van thì chắc không có vấn đề gì, vì độ nhớt động học ảnh hưởng đến vận tốc dòng chảy qua tiết lưu, từ đó ảnh hưởng đến lưu lượng qua tiết lưu.
    Khi lưu lượng xả qua tiết lưu không kịp thì áp lực đó sẽ tác động lên van trượt đẩy van trượt đi lên, do đó chỉ cần khống chế lực căng ban đầu của lò so van trượt (=tổn thất áp suất qua tiết lưu) là có thể điều khiển được van.
     
  14. tanmaihuy

    tanmaihuy New Member

    Joined:
    Apr 28, 2009
    Messages:
    80
    Likes Received:
    1
    Cái van này cũng có trong sách thủy lực và máy thủy lực tập 2 anh ạ. Hiện tại em có 3 tài liệu nói về van này nhưng mỗi tài liệu nói mỗi khác. em chả hiểu thế nào cả. Thế này thì em cháy đồ án rồi. Thứ hai là hết hạn rồi.
     
  15. Tieubu

    Tieubu Chuyên gia cao cấp

    Joined:
    Feb 3, 2009
    Messages:
    655
    Likes Received:
    65
    3 sách nói khác nhau ở điểm nào bạn post lên đc không? Tôi không có sách đó:1:. Thanks
     
  16. DCL

    DCL <b>Hội đồng Cố vấn</b>

    Joined:
    Nov 17, 2007
    Messages:
    1,947
    Likes Received:
    78
    Tớ đồ rằng cậu quên một vài tiểu tiết nhỏ nào đó, chứ như hình vẽ của cậu thì không thể giải thích nổi nguyên lý hoạt động của cái van này đâu!
     
  17. tanmaihuy

    tanmaihuy New Member

    Joined:
    Apr 28, 2009
    Messages:
    80
    Likes Received:
    1
    http://www.4shared.com/file/103461729/10beb2be/truyen_dong_Thuy_Khi_T_Hoang.html
    http://www.4shared.com/file/103461260/bc50df5/Chuong_3.html
    http://www.4shared.com/file/104250363/7fecf65e/TDH_Thuy-khi.html
    link 1 giống kết cấu của em
    link 2 và 3 kết cấu nó có khác một chút nhưng cũng thế
     
  18. Tieubu

    Tieubu Chuyên gia cao cấp

    Joined:
    Feb 3, 2009
    Messages:
    655
    Likes Received:
    65
    Bạn xem lại cho tôi có công thức nào tính khoảng dịch chuyển của piston (van trượt) dựa vào độ chênh áp suất giữa 2 buồng không nhé.
    Tính dựa theo lưu lượng, Lưu lượng qua van bi bằng tổng thể tích buồng e bị nhỏ lại do van trượt đi lên với lưu lượng qua tiết lưu.
    Qvan bi = Q tiết lưu + Qvan trượt (Q van trượt = thể tích buồng e bị nhỏ lại)

    Mà Q = V.A -> Tính Vvan bi và Vtiết lưu là xong
    mà Vvan bi với V tiết lưu được tính theo phương trình Becnuli
    V1*V1/2 + P1/rô = V2*V2/2 + P2/rô
    V1 là vận tốc chất lỏng trước tiết lưu và trước van bi nên = 0
    Từ đó tính được V sau tiết lưu và Vvan bi theo Pe và P1(P hệ thống).
    Pe lại được tính theo độ cứng của lò so van bi, nên tuỳ theo độ mở của van bi mà tính được khoảng dịch chuyển của van trượt.
    Bạn thử tính xem còn vướng mắc ở đâu không thì lại nghĩ tiếp, hihihi.
     
  19. tanmaihuy

    tanmaihuy New Member

    Joined:
    Apr 28, 2009
    Messages:
    80
    Likes Received:
    1
  20. LeAnhCHP

    LeAnhCHP New Member

    Joined:
    May 14, 2009
    Messages:
    2
    Likes Received:
    0
    Xin chào các bác.
    Tôi xin phép được tham gia góp ý kiến, nếu khí không phải mong các bác bỏ qua.
    Tôi xin phép giải thích sơ đồ nguyên lý của bác tammaihuy như sau:
    1. Áp suất pe (khoange) để mở van bi 2 là áp suất d đã qua tiết lưu 6 (đây là tiết lưu cố định), cho nên áp suất e có giá trị nhỏ hơn d và e luôn tỉ lệ với d (1/k lần, k=const). Đây chính là áp suất điều khiển (theo kiểu khuếch đại).
    2. Khi p1 nhỏ hơn giá trị đặt, các lực tác dụng:
    pc.Sc + pd.Sd = Flx + pe.Se (pe = pd/k)
    Van trượt 4 ở vị trí đóng.
    3. Khi p1 lớn hơn giá trị đặt. pe > pmax của van bi 2 (pe = pd/k = p1/k'), van vi 2 sẽmở ra, áp lực pe sẽ giảm xuống (gần bằng 0 hoặc rất nhỏ).
    Lúc này vế bên phải của phương trình chỉ còn lực lò xo 3 (Flx).
    Lực ở khoang c (pc.Sc) + khoang d (pd.Sd) > Flx, đẩy van trượt 4 nâng lên mở khoang a thông ra cửa p3. Giảm áp suất p1 xuống áp suất an toàn.
    Như vậy ta chỉ cần điều chỉnh thiết đặt áp suất pe có giá trị nhỏ ta sẽ được áp suất đặt lớn p1 của hệ thống.
    Chúc bạn thành công!
     

Share This Page

Users Viewing Thread (Users: 0, Guests: 0)

Loading...