膨胀罐调节容积的有效发挥

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 膨胀罐调节容积的有效发挥 中图分类号：TU731.5 中国论文网 /2/view-12908038.htm 概要：长期以来许多用户和制作 单位对膨胀罐的选型都比较重视，却对 如何调整充气参数使其发挥最大的调节 功能认识不透，造成了许多大膨胀罐仅 发挥了小膨胀罐的作用，甚至根本没起 作用，导致整套设备的节能效果丧失或 功能浪费。本文从理论上分析了充气压 力对膨胀罐调节容积的影响，并提出了 一套充气参数的选择依据和方法，希望 能够对制作单位和使用者有所帮助或启 示。 关键词：供水设备 膨胀罐 调节 容积 节能 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 长期以来各企业生产的膨胀罐， 其充气压力千差万别，内部构造或处理 也常忽略一些小的细节，造成了许多膨 胀罐都没有发挥其最大的调节作用，甚 至还很容易导致胶囊损坏。制造单位或 使用者在产品使用前要进行合理的充气， 充气压力的选择决定了调节作用有效的 发挥。那么，如何确定理想的充气压力？ 如何确保胶囊不易损坏？就是我们需要 解决的两个问题。这里结合示意图从理 论上分析如下： 充气压力的选择分析。由图 1 可 见，充气后的膨胀罐在充水后，其胶囊 的工作状态只存在三种可能性： 第一种情况，VdW 即充水后 胶囊被拉大，胶囊始终处于被拉伸状态 下工作。此时存在关系式： P1V=（Pg-F） （V-Vg）, P1 为第 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 一种情况下的充气压力,因此有：Vg=V- P1V/（Pg-F ）和 Vd=V-P1V/（Pd-F） ， 此状态下的调节容积用 Vt1 表示，则有： Vt1=Vg-Vd，即： Vt1=P1V1/（Pd- F）-1/ （Pg-F） （1） 第二种情况，VgW，VdW， 即充水后胶囊被拉大，在系统压力降至 水泵将要启动时胶囊已不被拉伸。此时 存在关系式：Vg=V-P2V/（Pg-F）和 Vd=V-P2V/Pd，这种状态下的调节容积 用 Vt2 表示，则有：Vt2=Vg-Vd 即： Vt2=P2V1/Pd-1/ （Pg-F） （2） 第三种情况，VgW，即充水后 胶囊不被拉大，胶囊容水量始终处于自 然容积或其以下。此时存在关系式： Vg=V-P3V/Pg 和 Vd=V-P3V/Pd，此时 的调节容积用 Vt3 表示，则有： Vt3=Vg-Vd 即：Vt3=P3V（1/Pd- 1/Pg）（3 ） 我们的目的就是无论在哪种情况 下，找出 Vt 可能的最大值和相应的充 气压 P。上述三种情况由胶囊的状态可 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 知：P3P2P1 并且有 1/（Pd-F）- 1/（Pg-F）（1/Pd-1/ （ Pg-F） 可见， 第二种情况的调节容积为最小 Vt2 不应 考虑，下面再比较（1） （3）两式中 Vt 之大小。 由 1/（Pd-F）-1/（Pg-F ）=（Pg- Pd）/（Pd-F ） （Pg-F）（4） ，1/Pd- 1/Pg=（ Pg-Pd）/PgPd （5）因所有参 数均不为负，前者的分母小于后者，所 以（4）（5） 又因为 P3P1，所以 Vt1 与 Vt3 的大小还不能确定，但是， 由（1） （3）可见，它们均与充气压力 成正比。两者的充气压力范围是有条件 限制的，前者的最高限小于临界压力 Po，即 P1Po，当 Vg=W 时的充气压 为 Po， 这时 F=0 有： PoV=Pg（V-W） 即： Po=Pg（1-W/V）（6） 将 P1 值由 Po 代入可得： Vt1Pg（V-W） （1/（Pd-F）-1/（Pg- F） ） 即：Vt1 Pg（V-W） （Pg- -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 Pd）/（Pd-F ） （Pg-F） （7） 再由 P3V=（V-Vd）Pd 得： P3= （1-Vd/V）Pd（8） 可见，当 Vd=0 时，P3=Pd 为其 最大值（这时胶囊水被完全压出） 。有： Vt3=PdV（1/Pd-1/Pg）即： Vt3=V（1-Pd/Pg ）（9） 由于 Vt3W 代入上式，得出 （9）存在条件为：Pd/Pg1- W/V（10） 比较（7） （9）式大小，用（9） -（7）经整理得： Vt3-Vt1=V （Pg-Pd） （Pd-F） （Pg-F）-Pg2（1-W/V） /Pg（Pd-F ） （Pg-F）可见 Vt3Vt1 的条件是： （Pd-F） （Pg-F） /Pg2（1- W/V）（11 ） 就是说（11）式成立时，第三种 情况的调节容积值最大值，可用（9） 直接算出，这时其充气压力为 P=Pd， 反之，要用（1）和（9）分别计算比较 其大小，此时，第一种情况充气压力应 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 选择最接近 Po 的 P1 值， Po 可用（6） 算出。由此可见，应该使用哪个公式计 算要视具体的膨胀罐参数和水泵设定参 数而定。 现实中，膨胀罐的设计均有其合 理性，并不是所有参数不受限制，就我 公司的系列产品看，其各项参数代入后 均符合（11）式条件。就是说，当选择 P= Pd 时就可获得最大的调节容积，即 “保证用户供水的最低压力就是最合理 的充气压力” 这时的调节容积值最大， 为 Vt=V（1-Pd/Pg） 。一般情况 Pg 可视 为用户选取的水泵扬程（换算为压力） ， Pd 就是维持用户供水的最低压力，低 至该值水泵立即启动，达到 Pg 值水泵 就可停机。 例：膨胀罐 SN1000 的参数为： W=0.5m3，V =1.44m3，F=0.035MPa， 当水泵扬程为 100m，供水保证的最低 扬程为 85m 时，选择充气压力 P，并计 算最大调节容积。 将已知条件代入（11）式有： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 （Pd-F） （Pg-F） /Pg2（1- W/V）即（0.85-0.035） （ 1-0.035） /12（1-0.5/1.44）有 0.78650.6528 由（10）得到： Pd/Pg=0.85/1.01-W/V=1- 0.5/1.44=0.6528 可使用（9）式计算 Vt 值 得 Vt=V（1-Pd/Pg ）=1.44（1- 0.85/1.0）=0.216 m3，此时的充气压力 P=Pd ，即为 0.85MPa。 由（6）知，此时的临界充气压 力 Po=Pg（1-W/V）=0.6528 MPa 若充气压力为 0.7MPa，则应该 使用（3）计算，有： Vt3=P3V（1/Pd-1/Pg） =0.7*1.44（1/0.85-1/1.0） =1.008*0.1765=0.178 m3 若充气压力为 0.6MPa，则应该 使用（1）计算，有： Vt1=P1V1/（Pd-F ）-1/ （Pg-F ） =0.6*1.441/（0.85-0.035）-1/（1- 0.035） =0.165 m3 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 若充气压力为 0.3MPa，则有： Vt1= P1V1/（Pd-F）-1/（Pg- F） =0.3*1.441/（0.85-0.035）-1/（1- 0.035） =0.082 m3 可见，充气压力的大小对膨胀罐 的有效调节容积影响有多大。本例中， 0.85MPa 的充气压是 0.3MPa 充气压调 节容积的 2.6 倍以上。可见，充气压力 设置不当，大膨胀罐也未必收到好效果。 当一个膨胀罐的调节容积没能充分利用 的时候，整套机组水泵的频繁启动相对 增多，启动电流是正常电流的数倍，不 但严重费电，还会造成水泵及配套控制 系统的过早失效。 综上所述：要想发挥“膨胀罐调 节容积的最大值” 就必须掌握用户需要 供水高度的最小压力值，这个压力值就 是最理想的充气压力。 保护胶囊不易损坏的措施。见示