1598005420-e4dffbb6ff09e4f6675580849e63fa88 (811210), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Известные конструкпин клапанов отличаются большим разнообразием конструктивных вариантов, причем на конструкцию клапана и элементов значительно влияют технологические и эксплуатапионные факторы. Разработка электромагнитных клапанов должна вестись с учетом обеспечения: 238 минимальных массы, габаритов н энергопотребления при ограниченном рабочем токе; весьма высокого уровня герметичности на высокотекучнх средах (водород, гелий); работоспособности при высоких температурах и воздействии кислорода, водорода, раствора электролита, что накладывает значительные ограничения на выбор материала и исключает применение трущихся пар в рабочих плоскостях; малых гидравлических сопротивлсннй конструкции; весьма высокого уровня надежности, превгяшающего достигнутые значения на существующих конструкциях, для аналогичных условий, данные о которых опубликованы в литературе.
Указанные условия накладывают значительные ограничения на выбор конструкций клапана и его элементов. Основными элементами, определяющими эксплуатационные качества клапана, являются: затвор, привод, разделитель между приводом и рабочей полостью, устройство фиксации затвора в одном из положений. Затвор электромагнитного клапана выполняется как из металла, так и с применением неметаллов. Уплотнение металл — металл не обеспечивает достаточной герметичности. Из эластичных уплотнителей наиболее разработаны резиновые элементы, однако их применение имеет недостаток (увеличенный ход затвора из-за упругих и остаточных деформаций резины, старения резины н изменения ее свойств во времени и ряд других), но основное преимущество резины — обеспечение высокой герметичности при относительно низкой удельной нагрузке, позволяют применять резину в качестве уплотнения для затвора.
Электромагнитный привод является наиболее рациональным для таких клапанов. Он отличается быстродействием, надежностью, компактностью, не требует промежуто шой рабочей среды и достаточно прост конструктивно. Устройство для разделения полостей привода и корпуса с применением в качестве уплотнения штоки сальника из-за значительного трения, а также возможного попадания рабочих агрессивных сред в данных условиях применять не рекомендуется. Один из путей решения этого вопроса — применение эластичных разделителей, 239 позволяющих изолировать полость привода от среды.
Этот путь приводит к некоторому увеличению усилий привода за счет преодоления усилий от давления среды на разделитель, однако для клапанов, работающих при низких давлениях, такое решение целесообразно. Входной клапан, работающий на давлении до 1МПа, не может выполняться таким образом. В этом случае возможно применение герметичного привода с плоским якорем (без трущихся пар) и использование мебраны только для центрирования якоря. Устройства для фиксации затвора в одном из положений известны с механической, пневматической и магнитной фиксацией. Механическая фиксация сложна н малонадежна, пневматическая требует малого изменения рабочих давлений в полостях клапана и усложняет конструкцию, магнитная фиксация наиболее проста, не требует тщательной обработки и испытаний.
Ппи ппименении постоянных магнитов весьма важен вопрос о стабильности их свойств. Магнитная нестабильность может иметь обратимый и необратимый характер. Необратимые изменения вызываются естественным старением, воздействием вибрации и ударов. Обратимые изменения вызываются воздействием температуры и могут быть устранены повторным намагничиванием материала. Для обеспечения сохранения работоспособности привода с учетом изменения свойств постоянных магнитов в расчет вводится коэффициент запаса, равный 1,3 — 1,5.
С учетом анализа могут быть рекомендованы клапаны с электромагнитным вытяжным приводом, эластичным разделителем (мембраной), являющимся одновременно запирающим элементом клапана, встроенным фильтром па входе, фиксирующим элементом в виде вставки постоянного магнита н специальным седлом на корпусе, позволяющим ограничить деформацию резннГя н получить высокую герметичность затвора.
Для нормально открытого клапана может быть рекомендован привод, воздействующий на затвор через пружину; это позволяет достаточно просто решить задачу без увеличения прохода по седлу нз толкателя. Для входного клапана высокого давления может быть выбран электромагнитный привод цилиндрического типа с п,лоским якорем. 240 Таким образом, все конструкции могут иметь минимальное количество трущихся пар, изолированных от рабочей среды. Для контроля работы регулятора давления и защиты ЭХГ от чрезмерных повышений для понижений давлений реагентов применяют датчики давления. Различают два основных типа контактных датчиков давления: со скользящим контактом и с изменяющимся зазором между контактами.
Уа ° р имеется резистор с линейным сопротивлением, с которым соприкасается один или несколько скользящих контактов. При перемеще. нии ламелн по резистору электрическое сопротивление изменяется пропгрцнонально изменению давления. Чувствительным элеме~ - р в 15 д, Рис. Вдв. Датчик давления. ТОМ ДаТЧИКа ВТОРОГО ТНПЗ у — бр ' у — топкатепь. а— (рне. 5.15) яидяЕТСя МЕМ- аеряняя «онтактная пружина: а— а ив Прн ПОдая р срепиаа контактнаа пРУжина; 5 нижняя «аитактная пружина бочей среды мембрана прогибается, перемещая толкателем среднюю контактную пружину до промежуточного положения между верхним и нижним контактами.
При увеличении давления до значения верхней уставки контакт средней пружины замыкается с верхним контактом. При уменьшении давления до значения нижней уставки контакт средней пружины замыкается с нижним контактом. Нижний и верхний пределы уставкн датчика выбирают исходя из запорных свойств пористой структуры электрода. Таким образом, система подачи реагентов в ЭХГ состоит из входного электромагнитного клапана, регулятора перепада давления и датчика давления рабочи; реагентов. 5.5.
РАСЧЕ1 КОНДЕНСА1ОРОВ СИС1ЕМ УДАЛЕНИЯ ВОДЫ из эхг Нз ч 5.3 следует, что роль конденсаторов в вопросе стабильности характерисзик батареи ТЭ чрезвычайно св — 93 24т высока. Правильно рассчитанный и сконструированный тепломассообменный аппарат обеспечивает удаление образующейся воды во всем диапазоне рабочих параметров ЭХГ. Как в статических, так и в динамических системах основной способ удаления воды — двойное фазовос превращение (испарение и конденсация). В соответствии с принятой пневмогидравлической схемой и системой удаления воды следует различать сами агрегаты, осуществляющие собственно функцик> конденсации водяного пара. В динамической системе прп параллельной схеме включения ТЭ по рабочему реагенту (Ох и Нх), транспортирующему водяной пар, это единственный теплообменный аппарат, обеспечивающий конденсацию и удаление всей генерируемой воды.
При последовательной схеме по рабочему газу — это ряд включенных между ТЭ конденсаторов, каждый из которых обеспечивает удаление воды из предвключенного к нему ТЭ. Конденсаторы в статических системах, которые могут быть как встроены в ТЭ, так и вынесенного типа, в обоих случаях обеспечивают удаление воды из раствора щелочи за счет диффузии водяного пара к холодной поверхности через слой неподвижного газа. Явят. Ненденсатеры для дннамннесннх снесем В настоящее время расчет конденсаторов проводится обычно по среднему для всей теплообменной поверхности значению коэффициента теплопередачи, которое определяется по сумме тепловых сопротивлений с обеих сторон охлаждающей поверхности. Если тепловые сопротивления со стороны хладоагента и стенки могут быль рассчитаны относительно легко и достаточно точно, то определение коэффициентов тепло- и массоотдачи со стороны парогазовой смеси вызывает большие затруднения.
Критический обзор опубликованной по этому во. просу литературы приводит к заключению, что имеющиеся опытные данные пока недостаточны для получения надежных количественных зависимостей, позволяющих определять интенсивность процессов при конденсации пара из парогазовых смесей различного состава и для реальных условий работы теплообменных аппаратов.
242 При конденсации пара, содержащего даже сравнительно небольшую примесь некондепсиру>ощегося газа, интенсивность процесса в отличие от случая чистого пара определяется не столько скоростью отвода выделяю. шейся при конденсации теплоты, а главным образом скоростью переноса вещества (пара) к охлаждаемой поверхности, на которой происходит конденсация. Поэтому в случае конденсации пара из парогазовой смеси правильнее говорить о массоотдаче, чем о еплоотдаче, нлн же, когда разность температур смеси и теплообменной поверхности такова, что отдачей теплоты нельзя пренебречь, — о совместно протекающих процессах тепло- и массоотдачи. Главным источником трудностей, возникающих при иссследовании задачи о конденсации пара из парогазовой смеси является взаимное влияние процессов тепло- и массообмена.
Процесс конденсации пара из парогазовой смеси. как и всякий процесс взаимодействия между твердым телом и омывающей его средой. по физической сущности представляет собой перенос носителей энтальпии, количества движения н вещества в направлении, нормальном к поверхности тела (такое перемещение перпендикулярно поверхности тела принято называть поперечным). Указанное взаимодействие выра>кается в том, что поверхность получает некоторое количество теплоты и соответственно массы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
