直动式减压阀特性曲线推导_第1页
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文档简介

1、精选优质文档-倾情为你奉上直动式减压阀特性曲线推导减压阀的作用是将系统压力减压、稳压的一种控制元件，其调节方式分直动式、先导式两种。直动式减压阀最为常用。如图1所示，直动式减压阀由主阀芯、膜片、弹簧、调节手柄、主阀体组成，其核心部件是主阀芯、膜片和调节弹簧。P1 为气源压力，P2 为减压输出压力，FS 为弹簧压紧力，当P2AFS 时，主阀芯向下移动，主阀口打开，P2 上升；当P2AFS 时，主阀芯上移，将主阀口关闭，膜片继续上移，气体会从膜片的泄压口溢流到大气中，使P2 下降；当输出压力降到调定压力FS/A 时，膜片上的受力会保持平衡状态。图1 直动式减压阀1， 减压阀的特性曲线减压阀的特性曲

2、线主要为压力特性曲线、流量特性、溢流特性。压力特性曲线是指在流量不变时，输入压力变化引起输出压力变化的特性曲线；流量特性曲线是指在输入压力不变时，输出流量变化引起输出压力变化的特性曲线；溢流特性曲线是指溢流量与输出压力间的关系，一般减压阀的溢流能力很小，不会在系统中当溢流阀使用，在绝大多数系统中，一般不用考虑减压阀的溢流特性曲线。理想的特性曲线如图2所示。当P1 小于设定压力时，主阀芯全开，P2 等于P1，当P1 大于设定压力时，理想的状态是P2 等于设定压力，并保持不变；理想的流量特性曲线为不管流经减压阀的流量如何变化，P2 应等于设定压力，并保持不变。实际上，由于减压阀各参数的相互影响，实

3、际特性与理想特性相差甚远。图2 减压阀理想的特性曲线2，受力与流量分析作用在主阀芯及膜片受力分析：“向上的力”有P1 作用在主阀芯底部的力，P2 作用在膜片上的向上的力；“向下的力”有弹簧力FS，P2 作用在主阀芯的向下的力。假设作用在主阀芯的面积为A2，弹簧预紧压缩量为X0，弹簧刚度为K，阀口开度为X，则力学平衡方程如下：P1A2P2 A=K(X0X)P2 A2根据流体力学中孔口出流公式，流经小孔的的流量为：q=Acvc=CdA02(P1-P2)小孔面积为：A0=12（2r12cos-2r1tan-x2cossin）可得如下P1-P2关系式：当f=0时，可有P1确定P2。3，利用MatLab进行特性曲线推到for循环体中，P2由P1以1000为步长从1000循环至通过二分法解方程得出，二分法为：从而得到P1与P2的一一对应关系：固定P1,则可求的P2与Q的一一对应关系：4，心得体会本次作业，牵涉到了气动、工程流体力学、理论力学、数值计算方法和MatLab的相关知识和技能，具有很好的学科交叉性。由于对减压阀内部的相关具体尺寸无法确定，网上搜索也很难找到相关参数，因而程序的各参数确定花费了较长时间，而最终拟合的曲线也与实际情况稍有偏

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