Dujų reguliatoriaus darbo principas

May 15, 2019

Palik žinutę

Siekiant aiškiau apibrėžti reguliavimo institucijos darbo principą, būtina paaiškinti klausimą: Kokiomis sąlygomis turi būti saugus dujų deginimas? Kad kietas kuras degtų saugiai, yra dvi sąlygos: viena yra tinkamas degimo dujų kiekis (oras arba deguonis), o kitas yra tai, kad deganti medžiaga turi tam tikrą temperatūrą (paprastai virš degimo vietos).

Kai kietas degimas, sudegintos dalies šilumos perdavimo režimas prie nesudegusios dalies yra laidumas ir spinduliuotė, o degimo kryptis išvystoma iš išorės į centrą. Kai kietas nudegimas, atsiranda šiluminė plėtra, o tūris tampa didelis, tačiau pokytis yra mažas, o poslinkis yra beveik nulis. Kai dujos sudeginamos, sudegintos dalies šilumos perdavimo režimas į nesudegusią dalį padidina konvekcijos režimą, be laidumo ir spinduliuotės, ir degimo kryptis išsivysto iš centro. Kai dujos sudegina, jis intensyviai termiškai išsiplečia, o produkto tūris yra šimtai tūkstančių kartų prieš degimą, o poslinkis vyksta santykinai greitai. Todėl tik tenkinant pirmiau minėtas dvi sąlygas, dujos negali būti saugiai sudegintos.

Šiuolaikinė degimo teorija teigia, kad dujų saugumas turi būti ir trečioji sąlyga, ty išlaikyti tam tikrą oro slėgio skirtumą, kad dujų išleidimo greitis būtų lygus degimo greičiui. Tik tokiu būdu, kai pasiekiama tam tikro diapazono dinaminė pusiausvyra, liepsna gali išlaikyti stabilią būseną, taip užtikrinant saugų dujų degimą. Jei oro slėgis yra per stiprus, oro išleidimo greitis bus didesnis nei degimo greitis, todėl liepsna tam tikru atstumu nudegs nuo gaisro skylės. Šis reiškinys vadinamas liepsnos atskyrimu. Jei dujų slėgis toliau didėja, liepsna užsidegs toliau nuo ugnies skylės, liepsnos 2 stabilumas bus toliau sunaikintas, o liepsna bus netvarkinga tol, kol ji visiškai išnyks. Šis reiškinys vadinamas ugnimi. Kai gaisras išjungtas, dujos ir toliau nutekės, sudarys didelį kiekį toksiškų ar sprogių dujų ore, kurį lengva sukelti avarijai; jei dujų slėgis yra per mažas, degimo greitis bus didesnis nei išėjimo greitis, todėl liepsna pateks į ugnies angą ir toliau degs. Šis reiškinys vadinamas grūdinimu. Esant karščiui, neužbaigtai anoksinei būsenai, susidaro daug toksinių dujų, o naftos dujos taip pat išsilieja į išorę, kuri taip pat gali sukelti avariją.

Per daug inžinierių ir technikų atliktų eksperimentų ne tik patvirtino, kad dujų saugos deginimas turėtų išlaikyti tam tikrą slėgio skirtumą, bet ir patvirtino skirtingų komponentų dujas, o saugiam degimui reikalingas slėgio skirtumas nėra tas pats. Pavyzdžiui: dirbtinės dujos, 80-100 mm vandens kolona; suskystintos naftos dujos, 250-350 mm vandens kolonėlė. Pirmiau minėtas 2940Pa yra šių dviejų verčių vidurkis.

Grįžkime prie reguliatoriaus principo. Kai atidarome cilindro kampinį vožtuvą (ty ventiliacijos jungiklį), aukšto slėgio suskystintosios naftos dujos eina per įleidimo vamzdį ir atidaro vožtuvo tarpiklį į apatinę angą. Padidėjus dujų apatinėje talpykloje, padidėja slėgis apatinėje kolektoriuje. Gumos plėvelė pakeliama aukštyn. Viršutinės oro kameros tūris palaipsniui mažėja. Kai viršutinis oro kameros slėgis yra stipresnis už atmosferos slėgį, patalpų oras lėtai išleidžiamas iš kvėpavimo skylės, o slėgio žadintuvas yra išleistas vieną kartą. Šiame procese dešinysis svirties galas juda aukštyn, o kairysis galas nuspaudžiamas taip, kad įsiurbimo antgalis būtų palaipsniui uždarytas, o oro tiekimas sustabdomas, kad apatinės oro kameros slėgis nebepadidėtų.

Įjungus dujų krosnies jungiklį, dujų slėgis sumažėja dėl dujų išėjimo iš išorės, guminė plėvelė yra įgaubta, dešinysis svirties galas judinamas žemyn, kairysis galas yra judinamas aukštyn, vožtuvo padas yra atidaryta ir aukšto slėgio naftos dujos patenka į apatinę oro kamerą. Šiame procese viršutinės oro kameros tūris palaipsniui didėja. Kai jo slėgis yra mažesnis už išorinį atmosferos slėgį, oras patenka į viršutinę oro kamerą iš išorinės kvėpavimo angos, o slėgio reguliatoriaus įkvėpimo procesas baigiamas.

Todėl krosnies degimo metu guminė plėvelė yra nuolat išgaubta ir įgaubta, o vožtuvo trinkelė yra valdoma svirtimi, taip pat atidaryta ir uždaryta. Visame dinaminiame pasikeitime turime tik užtikrinti svorio reguliatoriaus svirtį, kairiųjų ir dešiniųjų rankų ilgį (atkreipkite dėmesį į kairiojo trumpojo ir dešiniojo ilgio charakteristikas), yra pagrįsta proporcija, plius guminė plėvelė ir spyruoklę į dešinįjį svirtį. Taikant tinkamą jėgos kiekį, vožtuvo kilimėlis gali atidaryti daug mažiau nei uždarymo laikas ir tinkamas santykis tarp dviejų laikotarpių. Šis tinkamas santykis užtikrina oro slėgį apatinėje oro kameroje, kuri visada yra apie 2940 Pa didesnė nei viršutinė oro kamera. Dėl viršutinio oro kameros slėgio jis gali būti apytiksliai lygus tuo metu esančiam išoriniam atmosferos slėgiui. Taip dujų slėgis išeina iš ugnies skylės, visada didesnis už 2940Pa atmosferos slėgio vertę, ir dujos degs pastovioje būsenoje. Tai yra pirmasis subtilumas reguliatoriaus dizaine.

Antrasis subtilumas, išreikštas kvėpavimo skylės dizainu, yra toks originalus. Pirma, kodėl kvėpavimo skylė yra išgręžta ant viršutinio variklio dangčio krašto? Vietoj gręžimo kitose vietose, kurias lengva sėti? Antra, kvėpavimo angos skersmuo yra 0,8 mm. Jis gali praeiti tik mažiausiu rūdžių adatų skaičiumi. Kodėl diafragma yra tokia maža?

Kiaurymė yra išgręžta ant variklio dangčio krašto, kad jį laikytų prieš guminę membraną. Jei oro slėgis apatinėje oro kameroje yra per didelis, guminė plėvelė pakils į viršų ir nedelsiant užblokuos kvėpavimo angą, neleisdama orui viršutinėje oro kameroje išeiti iš kvėpavimo angos. Pagal Boyle įstatymą, viršutinėje oro kameroje užsandarintas oras turi tam tikrą oro kiekį, o jo slėgis nuolat didėja, mažėjant tūriui. Tai yra pV = konstanta. Gumos plėvelė negali būti pažeista dėl per didelio oro slėgio skirtumo tarp viršutinės ir apatinės oro slėgio, taip pat išvengiama naftos dujų nuotėkio dėl diafragmos pažeidimo.

Kvėpavimo angos skersmuo yra 0,8 mm, bet skylės gylis yra apie 1 cm. Čia išsamiai taikomos žinios apie skysčių mechaniką. Kai skystis juda, dėl atsilikimo atsiras vidinė trintis. Kuo mažesnis skylės plotas, tuo didesnis gylis, tuo didesnė vidinė trintis ir kuo didesnis slopinimo efektas - srautas per sekundę tampa mažesnis. Tokiu būdu, viršutinė oro kamera turi ilgą procesą iškvėpimo ir įkvėpimo metu, taip užtikrindama, kad dinamiškuose pokyčiuose, kai suskystintosios naftos dujos yra padidintos arba sumažintos, tai nėra spartus padidėjimas, taip pat nėra greitas sumažėjimas, ir liepsna. Stabilus degimas atspindi dinaminio balanso reguliavimo procesą.