Theori Dylunio Cyrraedd Uchel-gwasanaeth

3.3.1 Rôl y Cyflwynydd Gwasanaeth Uchel Gwasanaeth

Yn theori, mae pob torriad creigiau hydrolig yn gofyn ar gyfer cyflwynydd gwasanaeth newidol — yn enwedig cyflwynydd gwasanaeth uchel.

Mae'r cyflwynydd gwasanaeth uchel, sydd wedi'i osod ar fewnbynnau'r system i dorriad creigiau hydrolig, yn gweithio ar dri phwrpas:

(1) I gynbalansu'r odlau a'r diffygion yn y cyflenwi system a'r defnydd o olew. Pan fydd disgwyliad y bomp yn fwy na'r defnydd olew system, mae'r cyflwynydd gwasanaeth uchel yn cymryd y disgwyliad odl a'n weithio fel dyfais storio olew. Pan fydd disgwyliad y bomp yn llai na'r defnydd olew system, mae'n dadgymeryd olew i gyflenwi'r diffyg, gan weithio fel dyfais dadgymeryd olew. Mae'r cyflwynydd gwasanaeth uchel yn chwarae rôl cynbalansu odlau a diffygion llif yn y system, ac yn gydran bwysig ar gyfer gweithio sefydlog y system.

(2) I gymryd amrywiadau gwasanaeth system a lleihau torgochiannau bychain gwasanaeth, gan amddiffyn porwyr a rhannau hydrolig a'u cynyddu oes gwasanaeth.

(3) Mae'n cynorthwyo mewn cynllunio mecanyddau effaith hydrolig gan ddefnyddio theorïau newidynnau rhaglennol i gyflawni'r grym cyfatebol. Tra bo'r cymhwydd wedi'i gynllunio'n gywir, gall y grym cyfatebol union gael ei gael, gan sicrhau bod y system yn cyrraedd y cineffwrdd a'r deunyddiau angenrheidiol.

Gan fod y cymhwydd gwerth uchel yn chwarae rhan bwysig yn y system torri carregau hydrolig — ac yn enwedig oherwydd ei swyddogaeth arbennig o sicrhau bod y system yn cyrraedd y cineffwrdd a'r deunyddiau angenrheidiol — mae sefydlu theorïa a dull cywir ar gyfer cynllunio cymhwydd gwerth uchel yn bwysig iawn.

3.3.2 Cyfaint Gwerthochiad Effeithiol y Cymhwydd

Mae cyfaint gwerthochiad effeithiol yn barometer perfformiad pwysig ar gyfer y cymhwydd, ac hefyd yn sail ar gyfer cyfrifiadau cynllunio'r cymhwydd. Pan mae torriwr carregau hydrolig yn rhedeg mewn cyflwr sefydlog, y cyfaint mwyaf o olew sydd wedi'i storio a'i gwerthochi gan y cymhwydd mewn un cylch yw cyfaint gwerthochiad effeithiol, a nodir â Δ V .

Cyfaint gwerthochiad effeithiol Δ V yn ymwneud â nodweddion cinemategol. Pan mae llif y bomf yn sefydlog ac mae strwythur a chinemategorau'r torriwr carregol hydrolig yn sefydlog, mae'r egni taro W _H , y meirg f _H , a'r cyfaint gwastraff effeithiol Δ V yn rhagofynedig yn sefydlog. Felly, wrth gynllunio'r cymhwydd, mae'r cyfaint gwastraff effeithiol eisoes yn hysbys. Sut i gyfrifo Δ V bydd yn cael ei chyflwyno mewn pennodau nesaf.

3.3.3 Cyfrifo'r Cyfaint Effeithiol (Cyfaint y Gwaddod) Vₐ o'r Cymhwydd

Sylfaen cyfrifo'r cyfaint effeithiol o'r cymhwydd V _a yw ei gyfaint gwastraff effeithiol go iawn Δ V . Pan mae Δ V yn gweithio o fewn y cymhwydd, mae'n achosi newid yn bwysicach yn y pwysedd olew y system, a'r grym cyfatebol F _g rhaid ei gynnal. Felly rhaid astudio'r dull cyfrifiad gwerthfawrogiad sydd yn bodloni'r gofynion uchod. Ceir y diagram pwysedd (grym)–volumen o'r gwerthfawrogiad yn ystod y gweithrediad yn Ffig. 3-2.

Er nad yw amlder gweithio torrwr creigiau hidrolic yn uchel iawn, mae proses cywasgu a ehangu nitrogên o fewnno hefyd yn gyflym iawn, ac mae'r amser angenrheidiol i gyfnewid gwres â'r amgylchedd yn eithaf cyfyngedig; felly gall ei drin fel proses adiabatig. O lefel hafaliad cyflwr nwy:

p ₁V ^k ₁ = p ₂V ^k ₂ = p _a V ^k _a                                                              (3.12)

pryd: p _a — pwysedd y llwyth, h.y. pwysedd y nwy a gafodd ei gau;

       V _a — volumen y llwyth, h.y. volumen y gwerthfawrogiad pan mae'r pistyn yn y man taro (yn gyffredinol y volumen gweithio mwyaf V _amax );

       p ₂— pwysedd gweithio uchaf;

       V ₂— volumen sy'n cyfateb i p ₂(yn gyffredinol y volumen gweithio lleiaf V _2min );

       p ₁— pwysedd gweithio lleiaf;

       V ₁— volumen sy'n cyfateb i p ₁, V ₁ < V _a .

Mewn Haf. (3.12), k = 1.4 yw'r esbonydd adiabatig. Felly:

δ V = V ₁ − V ₂                                                                      (3.13)

O'r Hafaliad (3.12):

V ₁ = V _a (p _a / p ₁)^1/k                                                                 (3.14)

V ₂ = V ₁ (p ₁ / p ₂)^1/k                                                                 (3.15)

Wrth ei fewnbynnu i'r Hafaliad (3.13) gwnaethir:

δ V = V _a (p _a / p ₁)^1/k [1 − 1 / ( p ₂ / p ₁)^1/k ] (3.16)

Yn yr Hafaliad (3.16), gawr p _a / p ₁ = a = 0.8 hyd at 1; a chyfradd pwysedd y gwaith nwy γ = p ₂ / p ₁, fel arfer γ = 1.2 i 1.45, a ddewisir yn seiliedig ar nodweddion gweithio'r torrwr carreg olwynol hydrolig. Pan a = 1, mae'r pwysau gweithio isaf y pistyn yn hafal i bwysau'r llwyth ( p _a = p ₁); yn y sefyllfa hon V ₁ = V _a . I atal y gofod rhwng y celloedd ac y wraidd o gyffwrdd â'i gilydd pan fo'r pwysau gweithio isaf ar y torrwr carreg olwynol hydrolig — sydd yn lleihau'r oes gwasanaeth — a y dylid ei osod i lai na 1.

Mae dwy ystyriaeth i'w chydnabod wrth ddewis γ : pan γ yw mawr, gan fod y cyflwr adiabatig yn gweithio, mae'r tymheredd yn codi'n gryfach, sydd yn gallu achosi diraddiad cynnar i'r gofod rhwng y celloedd neu hyd yn oed llosgi'r gofod rhwng y celloedd; ond gall cynyddu γ leihau'r cyfaint effeithiol V _a o'r cyflwr adiabatig, sydd yn fynyddol o fudd i leihau maint y cyflwr adiabatig. Rhaid i'r cynllunydd pwyso'r rhagfyrdd a'r anfyrdd a phenderfynu yn seiliedig ar amgylchiadau'r cais; felly:

δ V = V _a a ^1/k (1 − 1 / γ ^1/k ) (3.17)

O'r Hafaliad (3.17), gellir canfod y cyfaint effeithiol y cyrraeddwr:

V _a = Δ Vγ ^1/k / [ a ^1/k (γ ^1/k − 1)] (3.18)

Mae'r Hafaliad (3.18) yn dangos bod, o'r cyfaint effeithiol o ddisgwyddiad Δ V , gellir canfod y cyfaint gofrestredig cyfatebol er mwyn sicrhau bod y cinefidiaeth a ddyluniwyd a Δ V wedi eu cyflawni. Yn ymarferol, mae'r cyfaint effeithiol o ddisgwyddiad Δ V yw'r olew y mae'r cyflwynydd yn ei chyflenwi i'r pistyn yn y llif grym, er mwyn gwneud i hyd at yr arwynebedd annigonol o'r pompa.

Am gyfrifiad cynllunio'r cyfrol allgofnodi effeithiol Δ V , cyfeiriwch at Adran 7.5. Er mwyn bodloni gofynion cynllunio optimaidd, am wahanol nodau cynllunio, mae cyfrifiad y cyfrol allgofnodi effeithiol Δ V yn newid yn ôl y α _u (gweler Adran 7.2.5 a 7.27a).

3.3.4 Cyfrifo'r Gwasanaeth Lleiaf Gwasanaethol p₁ a'r Gwasanaeth Llawn pₐ

Ar hyn o bryd, er bod V _a weddi' cael ei ddarganfod a gall ei ddefnyddio i gynllunio'r paramedrau strwythurol ar gyfer y cyflwynydd, nid yw'r tasg gyfrifiad cynllunio ar gyfer y cyflwynydd wedi gorffen eto. Mae'r mater pwysicaf yn y fath yn y modd i reoli gwasanaeth olew er mwyn sicrhau bod y grym cyfatebol yn cael ei gyflawni; ac yn unig trwy gyflawni'r grym cyfatebol y gellir sicrhau'r cynllunio cine-matig, sy'n sicrhau Δ V . Mewn geiriau eraill, mae perthnasiad cyfatebol rhwng Δ V a F _g .

Rhaid nodi nad yw pan V _a yw gwerth sefydlog, p ₁, p ₂, a p _a gall fod yn cynnwys nifer fawr o gyfuniadau, gan gyflawni lluosog o weithiannau cyfatebol, lluosog o deithiannau, a lluosog o gynweddau symudiad — h.y. lluosog o werthoedd Δ V gwerth sefydlog, V _a , i ddod o hyd i'r cyfuniad o p ₁, p ₂, a p _a sydd yn gallu cyflawni'r grym cyfatebol gofynnol F _g a Δ V . Oherwydd pan mae p _a yn newid, W _H , f _H , Δ V , p ₁, a p ₂popeth yn newid yn accordingly. Mewn geiriau eraill, rhaid bod gwasgedd tâl p _a sydd yn gallu sicrhau cyrraedd y pwysedd cyfatebol p _g . Wrth wirionedd, y sylfaen ar gyfer canfod p _a is p ₁a p ₂, h.y. y pwysedd cyfatebol p _g . Unwaith y bydd y berthnasoedd rhwng y paramedrau hyn yn cael eu deall, gellir astudio'r dull ar gyfer canfod p ₁, p ₂, a p _a o'r pwysedd cyfatebol p _g gellir ei astudio.

Mae Ffig. 3-2 yn disgrifio'r p –V diagram o'r cymrydwr uwch bwysedd yn ystod gweithredu. Ar sail y diagram hwn, a thrwy gyfuno â chyngres y grym cyfatebol — mae'r gwaith a wneir gan y grym newidol yn hafal i'r gwaith a wneir gan y grym cyfatebol — gennym:

p _g δ V = ∫ _V₂ ^V₁ p d V                                                                  (3.19)

Mewn Haf. (3.19):

p = C / V ^k

Trwy roi'r gwerthoedd mewn Haf. (3.19) a integru:

p _g δ V = C ∫_V₂ ^V₁ d V / V ^k = 1 / (1 − k ) ( p ₁V ^k ₁V ^1−k ₁ − p ₂V ^k ₂V ^1−k ₂) (3.20)

Felly:

p _g δ V = 1 / (1 − k ) ( p ₁V ₁ − p ₂V ₂) (3.21)

Dileu V ₁a V ₂trwy roi'r gwerthoedd mewn ac yn rhoi Haf. (3.17) mewn yn rhoi:

p _g = p ₁\/ ( k − 1) · ( γ − γ ^1/k ) / ( γ ^1/k − 1) (3.22)

Ar ôl ail-drefnu:

p ₁ = p _g (k − 1) ( γ ^1/k − 1) / ( γ − γ ^1/k ) (3.23)

Yn yr hafaliad (3.23), p _g yw’r gwasgedd cyfatebol a chynhelir ar wyneb y pistyn sy’n cynnal y wasgedd. Gan ystyried colliadau gwasgedd y system, rhaid ei fynegi fel gwasgedd rheoliad y system p _g = p _H / K . Mae'r p ₁a p ₂a gafwyd yn y ffordd hon fydd yn agosach at y gwerthoedd go iawn. Felly:

p ₁= ( p _H / K )(k − 1)( γ ^1/k − 1) / ( γ − γ ^1/k ) (3.24)

p ₂ = γp ₁                                                                             (3.25)

p _a = defnydd ₁                                                                             (3.26)

Yn Eq. (3.24), mae'r cyhynhyrchwr gwrthsefyll sy'n cyfrif am golled pwysau'r system yn K = 1.1 i 1.2.

Pan fydd casglwr pwysau uchel y criw hydraulig yn gweithio ar y paramedriau hyn, mae'n sicrhau bod effaith symud grym cyfatebol yn cael ei gyflawni, bod y cinemeg a gynlluniwyd yn cael ei realize, a bod yr egni gwrthdrawiad a'r amlder gwrthdrawiad sydd eu hangen yn cael eu Yn y ffordd hon mae problem gyfrifiad cymhleth yn cael ei symleiddio a'r broblem anlinell yn cael ei linellodi.

Yn seiliedig ar yr hyn sydd uchod, mae'r ddyfais effaith hydraulig (drwll graig hydraulig a thorri graig hydraulig) system anlinell yn cael ei drawsnewid i system linell. O safbwynt theoretig, gall y piston symud dros strôc S yn ôl unrhyw patrwm, cyn belled â bod yn bosibl ei reoli ac, yn y pwynt taro, yn cyrraedd y cyflymder uchaf a ofynnir v _m — mae hyn i gyd yn bosibl. Ar gyfer pob patrwm symudiad y pistyn, rhaid bod patrwm amrywiol o fewnbynnau yn cyfateb; mae'r ddau yn gysylltiedig fel achos a effaith. Mewn geiriau eraill, pa bynnag patrwm symudiad sydd gan y pistyn, rhaid ei gymhwyso â phatrwm amrywiol o fewnbynnau sydd yn cyfateb — mae'r grym yn achos, ac mae'r symudiad yn effaith.

Naturol, ar ôl cynllunio patrwm y symudiad gorau, gall patrwm amrywiol y grym cyfatebol hefyd gael ei ddarganfod, gan godi dau bwrpas theoritig ar gyfer ymchwil i dorri carreg hydrolig: cinemateg a damcaniaeth y torriwr carreg hydrolig.