Энергосберегающий подход к системному анализу

1. Настройка объекта

1. Следите за тем, чтобы вентилятор не работал, чтобы в помещении не было потока.
2. Убедитесь, что система сбора данных (Рисунок 4(A)) соответствует схеме, показанной на рисунке 2B.
   1. Подсоедините положительный порт датчика давления #1 (см. рис. 2B для справки) к крану давления перед клапаном ().
   2. Оставьте отрицательный порт датчика давления #1 открытым для использования в помещении (приемник:). Следовательно, показания этого преобразователя будут напрямую .
   3. Подсоедините положительный порт датчика давления #2 (см. рис. 2B для справки) к штуцеру давления в камере ().
   4. Подсоедините отрицательное отверстие преобразователя давления #2 (см. рис. 2B для справки) к штуцеру давления перед клапаном (). Следовательно, показания этого преобразователя будут непосредственно , как того требует уравнение (10).
3. Убедитесь, что виртуальный канал 0 в системе сбора данных (Рисунок 4(B)) соответствует преобразователю давления #1 (), а виртуальный канал 1 соответствует преобразователю давления #2 ().
4. Настройте систему сбора данных на частоту дискретизации 100 Гц, что в сумме составит 500 выборок (т.е. 5 секунд данных).

Таблица 1. Основные параметры для экспериментального исследования.

Параметр	Значение
Диаметр трубы (D)	50,8 мм (2 дюйма)
Калибровочная константа преобразователя #1 (m_p1)	Pa/V
Калибровочная константа преобразователя #2 (m_p2)	Pa/V
Местное атмосферное давление	100,474.15 Па
Местная температура	297.15 K
Местная плотность воздуха	1,186 кг/м3

Рисунок 4. Проточный объект. (А): вид на нагнетание приточного клапана в секцию ресивера перед установкой комплекта клапанов, подлежащих исследованию. (B): три различных типа клапанов внутри ресивера. Слева направо: задвижка, шаровая заслонка, дроссельная заслонка. (C): выходные порты из ресивера. Клапаны выпускают поток внутрь ресивера, а вентилятор всасывает поток из ресивера через перфорированную пластину на рисунке. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

2. Измерения

1. Запишите диаметр трубы, подключенной к клапану, и рассчитайте площадь ее поперечного сечения.
2. Определите максимальное количество полных оборотов рукоятки, необходимое для перевода клапана из полностью закрытого положения в полностью открытое. Если это число не является целым числом, исключите последний дробный оборот для упрощения анализа. Для текущего эксперимента максимальное количество полных витков составляет 12.
3. Полностью закройте клапан.
4. Вращайте ручку клапана до полного открытия, подсчитывая количество полных оборотов. Для простоты используйте для эксперимента только целое число витков. Например, требуется примерно 12 оборотов и 1/3 оборота, чтобы полностью открыть клапан, используемый в этом эксперименте. Следовательно, мы повернем ручку этого клапана всего на 12 полных оборотов от его полностью закрытого положения и определим его как начальное положение ().
5. Включите функцию расхода.
6. Используйте систему сбора данных для записи показаний и .
7. Введите в таблицу 2 средние значения и , полученные с помощью системы сбора данных.
8. Закройте вентиль на 1,5 оборота.
9. Повторяйте шаги с 2.6 по 2.8 до тех пор, пока таблица 2 не будет полностью заполнена.
10. Выключите функцию потока.

3. Анализ данных

1. Определить коэффициент потерь клапана для каждого углового положения с помощью уравнения (5). Заведем эти значения в таблицу 2.
2. Определите расход для каждого углового положения клапана с помощью уравнения (10). Заведем эти значения в таблицу 2.
3. Определите рабочую точку с помощью уравнения (7). Заведем эти значения в таблицу 2.
4. Рассчитайте относительную разницу между измеренным расходом и рабочей точкой
5. Используйте уравнение (3) для построения графика кривых системы для всех значений . Рассмотрим коэффициент общего убытка как .
6. Прибавьте характеристическую кривую веера к этому же графику с помощью уравнения (2).

Таблица 2. Репрезентативные результаты. Измерения перепадов давлений и оценка расхода и коэффициентов потерь.

[P_pl-P_a ] (Па)	[P_a-P_r ] (Па)	Q (m3/s)	K	Q_OP (m3/s)	ε (%)
246.75	54.00	0.0327	0.450	0.0316	-3.16
208.62	114.22	0.0301	0.976	0.0293	-2.51
156.19	204.80	0.0260	2.198	0.0254	-2.30
109.30	281.69	0.0218	4.224	0.0214	-1.53
71.82	348.38	0.0176	7.863	0.0174	-1.26
38.72	408.60	0.0129	16.989	0.0128	-0.90
15.00	452.39	0.0081	48.359	0.0080	-0.32
2.51	482.50	0.0033	307.799	0.0033	-0.18