Nyomáshatároló tányérszelep öngerjesztett rezgéseinek kísérleti vizsgálata
Nyomáshatároló tányérszelep öngerjesztett rezgéseinek kísérleti vizsgálata
Fülöp Csaba Gergő, Msc. I. évf.
e-mail: fulop.csaba.gergo@gmail.com
Konzulens: Dr. Hős Csaba, Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék
e-mail: hoscsaba@hds.bme.hu
A nyomáshatároló szelepek egyik jellegzetes működési rendellenessége a szakirodalomban „chatter”-nek nevezett rezgés, melynek során stabil nyitás helyett a szelep folyamatosan rezeg, ezzel károsítva a szelepüléket, lelazítva a csavarkötéseket illetve nyomáslengést indukálva a védendő csővezetékrendszerben. Ez a rezgés különösen súlyos probléma, azokban az esetkben, amikor a szelep beépítési környezete biztonság-kritikus (pl. földgázipar, erőművi rendszerek).
A jelenség mélyebb megismerésére és pontosabb leírására komoly ipari igény mutatkozik. A BME Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékén már folyt kutatás ebben a témában, de mérőberendezés csak hidraulikus szelepre készült. Jelen dolgozat tárgya egy pneumatikus, direkt rugóterhelésű tányérszelep mérésére készült berendezés, és a rajta végzett mérések eredményeinek bemutatása.
Dolgozatomban körüljárom a tervezés és műszerezés kérdéseit. Bemutatom a koncepció szakaszától a jelenleg működő berendezés elkészültéig vezető utat annak főbb állomásain keresztül, röviden ismertetem a megoldandó mérési feladatokat, a gyorsan változó mennyiségek és az erős rezgés okozta mérési nehézségeket. Fentiek magukba foglalják a szelep nyitásának pontos mérését, a nyomáshullámok időjelének meghatározását, illetve a szelepen kiáramló tömegáramra kidolgozott mérési módszert. Kitérek a tervezést és méretezést támogató matematikai modellekre és szimulációkra.
Ezek után ismertetem a mérési eredményeket, azok feldolgozásának módszereit, többek között a mért adatok frekvenciatartalmának megállapítását, vagy a tömegáram számítását tranziens körülmények között.
A mérések során különböző paraméterek hatásait is vizsgáltam; változtattam a szeleprugó előfeszítését – azaz a nyitónyomást – és két különböző merevségű rugóval is felvettem mérési sorozatokat. A berendezést egy rövid és egy hosszabb csőszakasz után építve is végeztem méréseket, ennek célja egyrészt a csőhossznak a jelek jellemző frekvenciájára gyakorolt hatásának kimutatása volt, másrészt az instabil szelep előtt kialakuló nyomáshullám alakjának meghatározása.
