Visszacsapó szelep modellezése koncentrált paraméterű egydimenziós szoftver segítségével
Pneumatikus rendszerek gyakori védelmi elemei a visszacsapó szelepek. A szelep felépítése egyszerűnek mondható: A szelepházra adott nyomás hatására a dugattyúval vezetett szeleptányér felemelkedik, majd az ellenirányú áramlás esetén a rugóval segítve zár. Az egyszerű felépítés ellenére viszont bizonyos körülmények között instabil helyzet alakul ki, a szeleptányér rezeg, ezzel nyomáshullámok és hangos zaj alakul ki.
Egyfajta szelep általában többféle összeállítású körben is szerepelhet, ezért annak érdekében, hogy a szelep viselkedését többféle pneumatikus körben is vizsgálhassuk, érdemes elkészíteni a rendszerbe illeszthető modelljét. A szimulációs idő csökkentése és a nagyobb rendszerek létrehozása érdekében, erre az AMESim egydimenziós koncentrált paraméterű szimulációs szoftver tűnik a legjobb környezetnek.
A dolgozat célja egy megadott visszacsapó szelep rendszerbe illeszthető modelljének elkészítése. A szeleptányér, rugó, dugattyú kapcsolat könnyen modellezhető egydimenziós környezetben, viszont a szeleptányérra ható erők és áramlási jellemzők (nyomás, hőmérséklet, tömegáram) meg¬ha¬tá¬rozásához áramlási paraméterek definiálására van szükség. Ezért először a szelep CFD modelljét készítettem el és a szimulációkat a méréseknek megfelelően futattam le. A mérés során a térfogatáramot illetve a szelep előtti, utáni, illetve a belsejében két ponton mért nyomást rögzítették. Ezért be- és kilépőnyomás peremfeltétel mellett a tömegáramokat hasonlítottam össze, ami jelleg¬helyes egyezést mutatott.
Ezután az AMESim modellt állítottam össze. Meghatároztam a modell bemenő paramétereit a mérések és a CFD szimulációk alapján. Az elkészült modellt két különböző mérési eredmény se¬gít-ségével validáltam, amely során a szeleptányér helyzetét, a tömegáramot és a nyomásértékeket hasonlítottam össze, bemenő és kimenő nyomások definiálása mellett. A jó pontosságú statikus vizsgálat után instabil helyzetben vizsgáltam az elkészített szelepmodellt. A szimulációs ered¬mények nagymértékben függtek a mérési környezet modellezésétől (például csatlakozó csövek hosszúsága) és a mérési eredményekre támaszkodó peremfeltételek definiálásától.
szerző
-
Nagy-György Pérer
Gépészeti modellezés mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Szente Viktor
, Áramlástan Tanszék
