DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций

Поступления 10.05.2011

Материалы

загрузка...

Теоретические основы управления ресурсом ДЭС электротехнических комплексов

Шевцов Юрий Дмитриевич, 10.05.2011

 

р - масштабная величина давления;

- постоянная времени гидравлического сопротивления фильтрующей перегородки, учитывающая инерционность столба жидкости выходной трубки корпуса фильтра и при дросселировании ее через поры фильтроэлемента;

- постоянные времени гидравлического сопротивления объема жидкости, находящегося в корпусе и выходной трубке фильтра, определяющие упругие свойства жидкости и фильтрующей перегородки.

а) конструктивная схема; б) гидравлическая схема замещения;

в) схема замещения в электрических аналогах

Рисунок 1 - Схемы замещения полнопоточного масляного фильтра

с сетчатым фильтроэлементом

определяют местные сопротивления в конструкции фильтра, инерционные и упругие свойства жидкости, которые в процессе фильтрования масла остаются постоянными.

Таким образом, предложенная методика позволила получить модели таких элементов системы смазки как масляного щелевого фильтра, сетчатого фильтра, масляной реактивной и приводной центрифуги для различных схем их подключения - на полный или частичный поток, в напорную или сливную магистраль( Параметры этих элементов однозначно зависят от изменяющихся в процессе эксплуатации их гидравлических сопротивлений

жидкости.

, которая изменяется пропорционально уменьшению объема жидкости по мере загрязнения ротора центрифуги.

и Т, которые, в свою очередь, определяют характер изменения кривых АЧХ и ФЧХ.

Математические модели отдельных устройств систем смазки различных типов разрабатывались с учетом особенностей конструкции и на основании полученных экспериментальным путем амплитудных и фазовых частотных характеристик. Значения параметров аналогичных характеристик для существующих в реальных условиях диапазонов изменения гидравлических сопротивлений очистителей по мере их загрязнения получены согласно разработанных схем замещения с помощью ЭВМ. Сравнение экспериментальных и теоретических характеристик подтвердило адекватность разработанных моделей в интересующем нас диапазоне частот.

В третьем разделе разработана методика исследования самоочищающихся систем фильтрования как отдельных гидравлических систем. Основной подсистемой, требующей отдельного исследования, является подсистема очистки, содержащая самоочищающиеся фильтры или системы. Существующие конструкции самоочищающихся фильтров систем топливоподачи тихоходных дизелей, применяемых в морском флоте, неприемлемы для быстроходных дизелей малой мощности. Наиболее целесообразным является применение систем фильтрования, представляющих собой параллельно соединенные ветви с фильтрами, которые поочередно участвуют в процессах очистки масла и регенерации фильтрующих элементов. В таких системах процесс регенерации реализуется при помощи внешнего регенерирующего устройства путем создания обратного потока через очищаемый фильтр. В работе было рассмотрено множество схем, которые могли бы быть использованы в системах смазки дизелей. Однако в настоящее время отсутствуют теоретические разработки, позволяющие обоснованно осуществлять построение, расчет, сравнительный анализ существующих схем и алгоритмов их работы. Для проведения сравнительной оценки различных самоочищающихся систем была разработана методика их исследования и проведен сравнительный анализ и исследование различных самоочищающихся систем. Данная методика включила в себя составление схем замещения, определение статических и динамических характеристик, определение потерь потока на регенерацию П(%) и степени влияния этого процесса на гидравлические параметры в анализируемых схемах. Оценка эффективности каждой схемы проводилась по предложенному показателю относительного влияния процесса регенерации на гидравлические параметры основной магистрали P(%), а исследование и дальнейшая оптимизация осуществлялись по полученным согласно схемам замещения соотношениям статических и динамических характеристик.

Таблица 1 Самоочищающиеся системы фильтрования и показатели технического совершенства их схем

Результаты исследования одной из систем представлены в таблице 1. Сравнительный анализ различных вариантов схем позволил определить предпочтительные конструктивные признаки и предложить принципы построения наиболее эффективных самоочищающихся систем, не ухудшающих гидравлические параметры всей схемы и имеющей минимальные потери на слив в процессе регенерации.

На основе выявленных признаков и принципов построения был осуществлен синтез схемы системы очистки, обладающей перечисленными свойствами.

Рисунок 2 - Схемы самоочищающейся системы: а) гидравлическая;

б) замещения в электрических аналогах

В четвертом разделе решается задача построения и исследования математической модели предлагаемой самоочищающейся системы. Гидравлическая схема и схема замещения предложенной системы изображена на рисунке 2.

Она представляет собой систему, состоящую из двух параллельных ветвей, содержащих по два последовательно соединенных фильтра Ф1, Ф2 и Ф3, Ф4, либо фильтра и любого другого гидравлического элемента (например, дросселя, т.е. Ф1, Др3 и Ф2, Др4). Вход и выход системы соединены с главной масляной магистралью. Между последовательно соединенными фильтрами подключено регенерирующее устройство РУ, в качестве которого может быть применено любое устройство (масляный насос, поршень, гидромотор и т.д.), создающее заданный перепад давления.

, после чего регенерирующее устройство отключается, а система снова работает по первоначальному варианту.

Построение и исследование модели предложенной самоочищающейся системы проводилось согласно разработанной методике, которая включила:

- построение схемы замещения с представлением всех её элементов в виде комплексных гидравлических сопротивлений;

- получение основных соотношений и исходных уравнений гидравлических параметров матрично-топологическим методом;

- получение и исследование статических характеристик;

- исследование динамических характеристик.

), записанные в матричной форме (4) позволили определить величины потоков для всей схемы и для отдельных её элементов.

Например, для потока через всю систему выражение будет иметь вид:

Для потока через фильтр Ф2 запишется следующее соотношение:

- амплитуда вариации потока создаваемая регенерирующим устройством;

- амплитуда вариации перепада давлений на входе схемы;

- комплексные гидравлические сопротивления фильтров Ф1…Ф4 (Ф1, Ф2 и Др3, Др4).

Соотношения (5) и (6) показывают, что существуют:

б) условие существование противотока:

при выполнении которого поток, протекающий через фильтр Ф2 будет иметь направление обратное основному, т.е. при этом будет осуществляться процесс промывки (регенерации) его фильтроэлементов.

В результате проведенных исследований получены статические характеристики, представленные в виде графических зависимостей, определяющих условие существования противотока в гидравлических элементах при различных соотношениях их гидравлических сопротивлений и параметров основных источников потоков:

- амплитуды вариаций потоков, напора мощности, создаваемые регенерирующим устройством;

- амплитуда вариации мощности основного масляного насоса.

На рисунке 3 представлена одна из этих характеристик.