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蓄能器尺寸和选择

1. 选择方法

累加器的选择涉及许多参数:

1). 最小工作压力 P1 和最大压力 P2, P的值2 出于安全原因,必须低于或等于要选择的蓄能器的最大授权工作压力.

2). 要储存或使用的液体体积.

3). 方法与应用

重要的是检查运行中的氮气是处于等温状态还是绝热状态.
如果压缩 (或扩展) 是缓慢的, (多于 3 分钟) 使气体保持大致恒定的温度, 条件是等温的。(例如, 压力稳定, 体积补偿, 反平衡, 润滑回路). 在其他情况下 (蓄能器, 脉动阻尼器, 冲击波阻尼器, 等等) 由于高速传递热交换可以忽略不计, 因此条件是绝热的. 作为指导,当压缩或膨胀周期小于 3 分钟.

4). 工作温度

工作温度将决定气囊和钢壳材料的选择,也会对预加载压力产生影响, 因此蓄能器体积.

5). 液体化学类型

这将决定材料的选择.

6). 最大所需流量
卷 VC 和/或连接的大小受响应速度的影响.

7). 地点

了解蓄电池的最终目的地很重要,这样设计才能满足当地的设计和测试参数.

基于上述,可以为所需的特定应用选择合适的蓄电池.

 

2. 氮气预充压力

预充压力的准确选择是从蓄能器及其组件获得最佳效率和最长寿命的基础. 最大存储量 (或释放) 当气体预充压力 P0 尽可能接近最低工作压力.
出于实际目的,给出安全边际, 并避免在操作过程中关闭阀门, 价值 (除非另有说明) 是: Po = 0.9P1
P0 的极限值为:min≥0.25×P2后,最大≤0.9P1

特殊值用于:

1). 脉动阻尼器和减震器

Po=0.6-0.75Pm 或 Po=0.8P1 其中: Pm=平均工作压力.

2). 液压管路减震器

Po=0.6-0.9Pm 其中: Pm=自由流动的平均工作压力.
3). 累加器 + 额外的气瓶
Po=0.95-0.97P1 P0值对用户要求的最高工作温度有效.
蓄能器的检查或预加载通常在与运行温度不同的温度下进行 θ2, 使检验温度 θ 处的值 P0C, 变成:

Poc = 之后

对于θc=20℃,我们有:之后(20℃)=之后

笔记: 蓄能器预充压力由工厂直接供应,温度为20℃.

 

3. 计算原理

根据关于完美气体状态变化的博伊尔-马里奥特定律,蓄能器内的气体压缩和膨胀发生:
Po×Von=P1×V1n= P2×V2n
PV 图 Fig.12 显示了蓄能器的“压力-体积”关系.
它是蓄能器中可储存的最大气体体积,它等于, 或略低于, 标称容量.
V1=压力P1下的氮气体积(升)
V2=压力P2下的氮气体积(升)
V=排出或储存液体的体积(升)
Po=预充压力(bar)
P1=预充压力(bar)
Po=预充压力(bar)
n =多方指数
作为压力函数的体积变化曲线取决于指数 n, 其中对于氮包含在极限值之间:

n=1 如果氮气的压缩或膨胀发生得如此缓慢,以至于气体和环境之间允许完全的热量交换, 那是在恒温; 条件是等温的.
n=1.4 当操作太快以至于没有互换时, 热量可以发生, 条件是绝热的.
这些是理论条件而非实际条件.
不过可以声明, 具有合理的精度,当蓄能器用作体积补偿器时, 泄漏补偿器或作为润滑补偿器和压力补偿器, 条件是等温的. 在其余的应用程序中, 比如蓄能器, 脉动阻尼器, 应急电源, 动压补偿器, 水锤吸收器, 减震器, 液压弹簧, 等等, 可以说, 以合理的准确度表明条件是绝热的.
是否需要更准确的计算, 可以使用 n 的中间值作为 t 的函数. 即膨胀或压缩时间, 根据图图 13.
笔记: 在所有计算中,压力以绝对 bar 表示,温度以开尔文度数表示.

4. 体积计算

n = 1,博伊尔-马里奥特
当 n=1 时,博伊尔-马里奥特定律变为:
Po×Vo=P1×V1= P2×V2

使得 V1= Vo×;V2=Vo×

体积V1的区别 (在最小操作压力下) 和 V2 (在最大工作压力下) 给出储存的液体量 (见部分 1.1)

蓄能器体积将为

也可以写成:

这表明当△V增加时,蓄电池体积增加, 当 Po 减小且两个操作压力 P1 和 P2 之间的差值减小时.

 

5. 体积补偿器

等温条件下的典型计算示例是当蓄能器用作体积补偿器时.
△ V = Vt × (θ2-θ1) - (ß × 3α)

在哪里:

=管道容积(升升)
θ2 =最大值. 温度(℃)
θ1 = 最小值. 温度(℃)
ß = 流体的立方膨胀系数(1/℃)
α = 管道线膨胀系数(1/℃)
1= 分钟, 允许工作压力(巴巴)
2= 最大值. 允许工作压力(巴巴)
必要的体积将是:

6. 泄漏补偿器

蓄能器容积:
ΔV=Q1×t
Po = 0.9 × P1
P1 = 最小值, 允许工作压力(bar)
P2=最大值. 允许工作压力(bar)

7. 体积计算

从基本公式开始
Po×Von=P1×V1n= P2×V2n
并按照等温计算所示, 我们有:

当在绝热条件下进行操作时,无论是膨胀阶段还是压缩阶段,公式都是有效的.
但请记住,累加器收益率, 因此蓄能器的计算受工作温度和压力的影响.

 

8. 应急能量储备

存储缓慢的典型场合 (等温) 出院很快 (绝热的).
体积将由:

并存储体积:

n =1.4 绝热系数(快速放电阶段)
nc = 1-1.4多变系数(慢存阶段)
值是时间的函数,它可以从图 13 中的图表推导出来.
在大多数情况下,可以假设 nc=1, 从而简化计算,不影响结果:

9. 脉动补偿器

高速储存和放电绝热条件下的典型计算.
计算中要考虑的液量△V是泵类型和容量的函数.
△V=k×q
音量变成:

q=泵排量(升)
=A×C(活塞表面×行程)=Q/N(流量/冲程)
P=平均工作压力(bar)
P1=P-X(酒吧) P2=P+X(酒吧)
α =剩余脉动±(%)
K=系数,考虑到活塞的数量以及泵是单作用还是双作用.
K型泵
1 活塞, 单作用 0.69;
1 活塞, 双作用 0.29;
2 活塞, 单作用 0.29;
2 活塞, 双作用 0.17;
3 活塞, 单作用 0.12;
3 活塞, 双作用 0.07;
4 活塞, 单作用 0.13;
4 活塞, 双作用 0.07;
5 活塞, 单作用 0.07;
5 活塞, 双作用 0.023;
6 活塞, 单作用 0.07;
7 活塞, 双作用 0.023;

10. 液压管路冲击抑制

由流动的高加速或减速引起的压力快速增加通常称为水锤. 超压程度 , ΔPmax, 阀门关闭时在管道中发生的情况受管道长度的影响, 流速, 液体密度和阀门关闭时间.

ΔPmax=2γLv/(吨×105)

将冲击压力降低到预定限值 ΔP 内所需的蓄能器体积, 获得与:

在哪里: V0=蓄能器气体容量 (升)
Q=管道中的流量 (立方米/小时)
=液体的比重 (公斤/立方米)
L=管道总长度 (米)
V=流速 (小姐)= 103Q/3.6S
S=内部管段 (米 m2)= πd2 / 4
d=管内径(毫米)
ΔP=允许过压(酒吧)
P1=自由流动的工作压力 (绝对酒吧)
P2 =最大值. 允许压力 (绝对酒吧)= P1+ΔP
t=减速时间 (s) (阀门关闭, 等等)