10.14489/hb.2023.07.pp.018-026

2023, 07 июль (July)

DOI: 10.14489/hb.2023.07.pp.018-026

Труханов К. А.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И ДИНАМИКА РЕДУКЦИОННОГО КЛАПАНА НЕПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
(с. 18-26)

Аннотация. Описан принцип работы и схема редукционного клапана непрямого действия. Представлена разработанная математическая модель редукционного клапана непрямого действия. С помощью созданной математической модели были проанализированы динамические характеристики редукционного клапана непрямого действия в зависимости от изменения его конструктивных параметров. Определена граница устойчивости редукционного клапана, при превышении значений которой в системе редукционного клапана наблюдаются автоколебания. Приведены рекомендации по выбору и настройке значения давления p2 на выходе РКНД. К научной новизне работы следует отнести созданную математическую модель редукционного клапана непрямого действия и полученные результаты анализа его динамических свойств.

Ключевые слова: клапан редукционный; динамика клапана редукционного; сила гидродинамическая; анализ характеристик динамических.

Trukhanov K. A.
MATHEMATICAL MODEL AND DYNAMICS OF A PILOT CONTROL PRESSURE-REDUCING VALVE
(pp. 18-26)

Abstract. Energy consumption is currently on the rise. To control large energy flows, larger sizes of actuators and control mechanisms are required.One of the main control elements of the system is the pressure regulator. A pressure regulator or pressure reducing valve (RV) is a device designed to reduce and continuously maintain a certain, preconfigured, pressure level («after itself»), which is different from the nominal one. High requirements are imposed on the operation of the RV to maintain the set pressure value, such as: high speed, no overshoot and static error, since the presence of these dynamic properties in the RV can cause the «start of disasters». Modern methods for the development and analysis of technical systems are based on the widespread use of mathematical models based on detailed knowledge of the processes and phenomena occurring in the systems under consideration. The use of a mathematical model is of great and urgent importance – it allows not to carry out expensive and costly physical experiments both in terms of time and money. The results obtained in the course of computer simulation can be used to optimize systems, determine operating modes and causes of possible failures. The article describes the principle of operation and the scheme of the pressure reducing valve of indirect action. The developed mathematical model of an indirect pressure reducing valve is presented. With the help of the created mathematical model, the dynamic characteristics of the indirect pressure reducing valve were analyzed depending on the change in its design parameters. The limit of stability of the pressure reducing valve is determined, when the values of which are exceeded, self-oscillations are observed in the system of the pressure reducing valve. Recommendations are given for choosing and setting the value of pressure p2 at the outlet of the reducing controlled valve. The scientific novelty of the work should include the created mathematical model of a pressure reducing controlled valve of indirect action and the results of the analysis of its dynamic properties.

Keywords: Reducing Valve Operation; Pressure reducing valve dynamics; Hydrodynamic force; Analysis of dynamic characteristics.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

К. А. Труханов (Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

K. A. Trukhanov (Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Попов Д. Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1987. 464 с.
2. Труханов К. А. Применение «длинных линий» в современной подводной добывающей промышленности // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2020. № 4. С. 43 – 51.
3. Труханов К. А. Методы проектирования оптимальных следящих пневматических устройств для управления системами с жидкими рабочими средами: дис. ... докт. техн. наук. М.: Москва, 2019. 301 с.
4. Труханов К. А., Нестеров А. С. Способы решения проблем, возникающих в гидросистемах оборудования при выполнении технологических работ в подводной добывающей промышленности // Газовая промышленность. 2020. Спец. выпуск № 2 (802). Автоматизация. С. 48 – 56.
5. Simon L. Prescott, Bogumil Ulanicki. Dynamic Modeling of Pressure Reducing Valves // Journal of hydraulic engineering, October 2003, pp. 804 – 812. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9429(2003)129:10(804)
6. Данилов Ю. А., Кирилловский Ю. Л., Колпаков Ю. Г. Аппаратура объемных гидроприводов: Рабочие процессы и характеристики. М.: Машиностроение, 1990. 272 с.
7. Труханов К. А. Динамика пневмопривода. Цикл лекций. «Методы оптимизации следящих пневмоприводов» // Справочник. Инженерный журнал с приложением. Приложение. 2022. № 6. С. 1 – 32. DOI: 10.14489/hb.supp.2022.06.pp.001-032
8. Труханов К. А. Динамика пневмопривода. Цикл лекций. «Математическая модель следящего пневмопривода» // Справочник. Инженерный журнал с приложением. Приложение. 2022. № 7. С. 1 – 19. DOI: 10.14489/hb.supp.2022.07.pp.001-019
9. Труханов К. А. Динамика пневмопривода. Цикл лекций. «Математическая модель следящего пневмопривода» // Справочник. Инженерный журнал с приложением. Приложение. 2022. № 8. С. 1 – 20. DOI: 10.14489/hb.supp.2022.08.pp.001-020

Eng

1. Popov D. N. (1987). Dynamics and regulation of hydraulic and pneumatic systems: Textbook for universities. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
2. Trukhanov K. A. (2020). The use of hydraulic “long” lines in modern subsea production facilities. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem, (4), pp. 43 – 51. [in Russian language] DOI: 10.14489/hb.2020.04.pp.043-051
3. Trukhanov K. A. (2019). Methods for designing optimal servo pneumatic devices for controlling systems with liquid working media. Moscow: Moskva. [in Russian language]
4. Trukhanov K. A., Nesterov A. S. (2020). Methods for solving problems arising in the hydraulic systems of equipment during the performance of technological work in the underwater mining industry. Gazovaya promyshlennost'. Spetsitsal'niy vypusk. Avtomatizatsiya, 802(2), pp. 48 – 56. [in Russian language]
5. Simon L. (2003). Prescott, Bogumil Ulanicki. Dynamic Modeling of Pressure Reducing Valves. Journal of hydraulic engineering, pp. 804 – 812. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9429(2003)129:10(804)
6. Danilov Yu. A., Kirillovskiy Yu. L., Kolpakov Yu. G. (1990). Volumetric hydraulic drive equipment: Working processes and characteristics. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
7. Trukhanov K. A. (2022). Dynamics of pneumatic drive. Lecture cycle. Optimization methods for servo pneumatic drives. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem. Prilozhenie, (6), pp. 1 – 32. [in Russian language] DOI: 10.14489/hb.supp.2022.06.pp.001-032
8. Trukhanov K. A. (2022). Dynamics of pneumatic drive. Lecture cycle. Mathematical model of the servo pneumatic actuator. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem. Prilozhenie, (7), pp. 1 – 19. [in Russian language] DOI: 10.14489/hb.supp.2022.07.pp.001-019
9. Trukhanov K. A. (2022). Dynamics of pneumatic drive. Lecture cycle. Mathematical model of the servo pneumatic actuator. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem. Prilozhenie, (8), pp. 1 – 20. [in Russian language] DOI: 10.14489/hb.supp.2022.08.pp.001-020

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2023.07.pp.018-026

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2023.07.pp.018-026

and fill out the form