Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Science Education
Mechanical Engineering

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

省エネルギー システムの分析方法
 

省エネルギー システムの分析方法

Article

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

省エネ設計と機械システムの解析に頻繁に適用されている確立した物理的な原則であります。エネルギーは保存されているので、どのようにそれに追加され、様々 な形に内部変換と同様に、システムから消費の慎重な会計は動作条件についての重要な詳細をもたらすことができます。このアプローチの利点は、しばしば無視されるシステムの多くの詳細をできるということです。だから、分析することができます大幅に簡略化。このビデオでは、省エネのゲート バルブ付けフロー システムへの応用を説明します。このアプローチを使用して、システムの動作の点だけでなく、弁の損失係数を決定する方法を示す.

この回路図に示すフロー機能を検討してください。空気は、大気条件および流れへの鋭い入り口、ゲート弁開いた排出と短管セクションを介して受信機部屋から換気口に描画されます。空気、オリフィス プレートと大気の状態に戻る前に遠心ファンが流れる。流れの時点で特定のエネルギーの式に示すように、流れによって運ばれる総エネルギーは運動、潜在的および熱力学的コンポーネントの組み合わせです。これらのコンポーネントは、システムを別に 1 つの型から自由に変換できます。そのアルファはフロー セクション間では速度が一定しないを考慮する補正係数に注意してください。乱流場のアルファは通常 1 つとして取られます。層流のそれは著しく大きいです。中程度のレイノルズ数におけるパイプ流、アルファは約 1.1 であります。エネルギーは保存されているので、流れの 2 つのポイントの特定のエネルギーの違いは流体または消散で外部作業の結果になりません。さらに、分析が同じ高さのポイントに制限されている重力ポテンシャルは、違いには影響しません。これはシステムのエネルギー方程式であります。システム損失を考えます。最も重要な損失が管入口、バルブ、および放電で発生します。これらの損失は流れの運動エネルギーに比例しているし、継続性を用いた流量に関連することができます。入場料と放電の損失係数がそれぞれ 1 つの半分と 1 つことを示すことができます。管部に換気口から空気の流れとして何が起こるかを検討してください。エネルギーは追加されませんが、入り口にいくつかの損失があります。さらに、充満の流速はパイプ セクションの速度と比較して無視、無視できます。これらのポイント間の圧力差によって流量率をもたらすため、残りの条件を並べ替えることができます。受信機にパイプ セクションは、弁の上流からの圧力降下を考えます。また、エネルギーは追加されず、バルブと放電損失されます。方程式が再び簡素化管部に比べると、受信機で流速は無視できます。この場合、弁損失流量の関数である、圧力差を決定することができます。最後に、システム全体を検討してください。流体は、圧力と速度でシステムを出入り。だからシャフトで追加作業はシステムの総損失になければなりません。ファンの性能曲線がわかっている場合は、特定の合計損失係数の動作点、またはシステムの予想される流量を予測できます。動作点は、システム性能曲線とファンの性能曲線をプロットすることによって視覚的に判断できます。指定された流量では、ファン回転速度曲線はシステム曲線は、特定のエネルギー損失圧力ジャンプに関して追加特定のエネルギーを表しています。定常状態では、これら 2 つの貢献が等しくなければなりません。今では省エネを使用してシステムを分析する方法を理解すると、バルブを調整し、動作点を決定するこのテクニックを使用してみましょう。

セットアップを開始する前に、施設のレイアウトと安全手順に精通します。ファンが実行されていないテストの領域を介しての流れがないことを確認します。テキストの図に示すように、データ集録システム設定されました。チャンバー圧力タブを 2 つ圧力トランスデューサーの正のポートに接続します。探触子 1 つの正のポートと同様に、2 つのトランスデューサーの負のポートにバルブの上流圧力タブを接続します。部屋の条件に探触子 1 つ開くの負出港します。データ集録ソフトウェアは、仮想チャネルを確保する 0 と 1 がそれぞれ 1 と 2 の圧力トランスデューサーに対応します。最後に、サンプリング レートを 100 ヘルツと 500 サンプルの合計に設定します。データ集録システムをセットアップした後テスト管の内径を測定し、断面積を計算します。次に、時計回りに回してバルブ ハンドル バルブが完全に閉じてください。切り、開いているし完全にバルブ ハンドルのバルブを全開に必要な全体の巻き数のカウントを保持する時に。残りの部分的な回転がある場合は、最も近い完全なターンにハンドルを返します。回転だけカウント数に基づく便利なインクリメントを選択します。たとえば、ターン数が 12 の場合 1.5 回転の増分ポイントを与える 8 テスト完全に開いてからほぼ完全に閉じた。完全に開いた位置に弁を残すし、フロー機能をオンにします。今、データ集録システムを使用して、このバルブの位置で両方のトランスデューサーで測定した平均圧力差を判断してこれらの値を記録します。1 レベルずつバルブを閉じて測定を繰り返します。ずつバルブを閉じるとバルブがほぼ完全に閉じられるまでの計測を続けます。すべてのデータが収集されたときフロー機能をオフにします。

完全に開いた位置からターン数で測定した各バルブ位置に充満およびバルブの上流パイプ セクション間の圧力差の計測とパイプの圧力差の測定があります。上流のバルブとレシーバーのセクション。弁の各位置に次の計算を実行します。まず充満と前派生の方程式を使って上流管部圧力から流量を計算します。流量が判明すると、弁の損失係数は上流管部とレシーバーの間の圧力降下から計算できます。損失係数を使用すると、動作点またはこのバルブの位置に予想される空気の流れを確認します。最後に、2 つの相対的な差を計算することにより実験的流量に動作点を比較します。今、あなたの結果を見てください。

ファンのため本文に記載されている特性の曲線をプロットし、弁の各位置で損失の合計額システム曲線を追加します。両方のシステムの曲線の傾きと流れとしてエネルギー消費の増加を示すバルブを閉めて弁増加の損失係数制限が。概念的には、KV が無限大に近づく、すべてのエネルギーは、バルブで消費されます。観測流量の範囲でパーセントのエラーは低いが常に過小評価です。さらに、バルブを閉じるとエラーが減少します。補正係数 α は、レイノルズ数と若干増加するので注意が必要です。

省エネは、複雑なエンジニア リング システムを分析するよく使用されます。風によって運ばれる運動エネルギーは、電気を生成する風力タービンによる収穫をすることができます。上流下流の流れの状態との比較、エネルギー方程式は、風から削除されたどのくらいのエネルギーを評価するために使用できます。回収エネルギーの大きさは、ショックを受けた作品に与えられます。変更は重力ポテンシャル エネルギーを洪水吐を介して水の流量を評価するために使用できます。これは放水路の下流・上流の深さを測定することによって質量保存則方程式との組み合わせで行われます。

ゼウスの省エネ分析入門を見てきただけ。今流れシステムにエネルギー方程式を適用、損失係数を調整し、動作点を決定する方法を理解する必要があります。見ていただきありがとうございます。

Read Article

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter