Pneumatikus teljesítmény-átviteli rendszerek áramlástani jellemzői

Szente, Viktor [Szente, Viktor (Áramlástan), szerző] Áramlástan Tanszék (BME / GPK)

Magyar nyelvű Tudományos PhD (Disszertáció)
Megjelent: , 112 p. 2009
    Az elektropneumatikus (EP) szelepek az ipar legkülönfélébb ágazataiban megtalálhatók. Az ilyen szelepek átömlési karakterisztikájának ismerete különösen azokon a területeken fontos, ahol rövid válaszidejű pneumatikus rendszerekben szabályzószelepként kerül alkalmazásra. A jelenleg alkalmazott szelepmodellek csak korlátozottan használhatók az általam vizsgált EP szelep modellezésére. Ezért egy olyan szelepmodell felállítása volt az elsidleges cél, amely az általam vizsgált szelepcsoport esetén kellő pontossággal képes visszaadni az átömlési tényezőt. Mivel az EP szelep átömlési karakterisztikáját meglehetősen sok paraméter befolyásolja, ezért dimenzióanalízis segítségével kíséreltem meg a változók számát csökkenteni. Az eredményül kapott dimenziótlan csoportok határozták meg a kutatási irányt. Ennek során arra a megállapításra jutottam, hogy egy jól alkalmazható szelepmodell kidolgozásához célszerű először egy analitikus modellt felállítani. Az általam kidolgozott modell az eddigiekhez képest a teljes nyomásviszony-tartományon képes leírni az átömlési karakterisztikát. A modern, magas integráltsági fokú pneumatikus rendszerekben a nagynyomású levegő általában egy EP szelepen keresztül áramlik az egyik kamrából a másikba. Ezek a rendszerek általában rendelkeznek beépített nyomásérzékelőkkel és beépített csatlakozókkal külső berendezések csatlakoztatására. Ebből kiindulva kidolgoztam egy új mérési módszertant, melynek segítségével pneumatikus szelepek nyomásviszony-függő átömlési karakterisztikája állítható fel a teljes nyomásviszony-tartományon. A numerikus áramlástani (CFD) vizsgálat számos esetben az egyetlen lehetőség arra, hogy az áramlások részleteiről is információkat kapjunk, ill. a geometriai változtatások jóval könnyebben végezhetők el, mint mérési összeállítás esetében. Ezért elkészítettem a szelepcsalád CFD modelljét, majd numerikus áramlástani vizsgálatokat végeztem, melynek eredményeit mérésekkel validáltam. Az áramlás szerkezetét és az átömlési tényező változását az irodalomban talált eseteknél szélesebb körű és részletesebb vizsgálatnak vetettem alá. Kutatási témám elsődleges célja volt egy nagy pontosságú szelepmodell felállítása. Az analitikus modell az alkalmazott elhanyagolások, ill. az eltérő geometria miatt nem alkalmas erre a célra. Ugyanakkor elméleti alapokon nyugszik és segítségével a karakterisztika expliciten számolható, így jó alapot biztosít egy félempirikus modell létrehozására. Így az általam kidolgozott analitikus modell és a kísérletekkel alátámasztott numerikus áramlástani vizsgálatok alapján felállítottam egy félempirikus modellt, mely a geometria különféle változását is képes figyelembe venni. A modellben alkalmazott egyszerű transzformációk eredményei legfeljebb 3% relatív eltéréssel követik a CFD módszerrel számított karakterisztikát.
    Hivatkozás stílusok: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLMásolásNyomtatás
    2021-10-27 19:02