2.5. Свойства регуляторов давления

Обобщённая статическая характеристика, т.е. уравнение, связывающее регулируемое давление с конструктивными параметрами регулятора, параметрами среды Р_в, Т_в, Р_с ,G и командным давлением Р_к, имеет вид (2.1)

(2.1)

а статическая ошибка регулятора равна

(2.2)

Высота подъёма клапана l определяется формулой, вытекающей из уравнения расхода через дросселирующее сечение клапана F_д = π * d_k * l,

Формулы для расчёта произведения плотности на скорость среды в клапане (р*υ)_к для различных сред и режимов течения через клапан приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1.

Расшифровка значений расхода G_х, давлений на входе Р_вх и за дросселирующей площадью клапана Р_вых , входящие в уравнение (2.22) и формулы табл. 2.1, дана в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Формулы, связывающие постоянные коэффициенты уравнения (2.1) с конструктивными параметрами регуляторов давления различных типов, сведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Тип РД	№ уравн.	ko	χ	k	k2
Регуляторы «после себя»
РДО РДОС	(2.3)
PДО-I	(2.4)
PДО-II	(2.5)
PДОР РДПР	(2.6) (2.12)		1	0
РДОР-I РДПР-I	(2.7) (2.13)			0
PДОР-II РДПР-II	(2.8) (2.14)			0
РДП	(2.9)
РДП-I	(2.10)
РДП-II	(2.11)
РДПС	(2.15)		1	0
Регуляторы «до себя»
PДC	(2.16)
PДC-I	(2.17)
PДC-II	(2.18)
РДСР	(2.19)		1	0
PДCР-I	(2.20)			0
PДCР-II	(2.21)			0

Свойства регуляторов давления различных типов иллюстрирует параметрический состав уравнений их статических характеристик и постоянных коэффициентов k₀, χ, k₁, k₂ (табл. 2.3), анализ которых позволяет сделать следующие выводы:

1. Уравнение статической характеристики (2.1) является явным относительно Р_р только для сжимаемых сред при критических течениях газа через сечение клапана (табл. 2.1); во всех прочих случаях член уравнения, зависящий от расхода газа (высоты подъёма клапана) уравнение (2.1) либо квадратичным, либо трансцендентным. Кривизна статической характеристики определяется только статической ошибкой, т.е. влиянием изменения давления на входе в регулятор и расхода.

2. Структура уравнения статической ошибки (2.2) и коэффициентов k₁ и k₂ (табл. 2.З) показывает, что за счёт выбора конструктивных параметров F_K, F_Э, с… статическую ошибку регулятора теоретически можно сделать сколь угодно малой; требуемая точность регулятора без особых затруднений достигается и в реальных условиях.

3. Статическая ошибка РДО равна сумме членов, зависящих от Р_в и G, в РДП - разности этих членов, что определяет большую точность РДП, но этот тип регулятора конструктивно сложнее РДО.

4. Усиленный чувствительный элемент типа II обеспечивает больший

коэффициент усиления χ (табл. 2.З), но требует дополнительного узла уплотнения и больших габаритов.

5. Разгрузка клапанов регуляторов обратного и прямого типов исключает влияние Р_в на статическую характеристику, уменьшает тем самым их статическую ошибку и делает уравнение статической характеристики РДО и РДП одинаковыми (табл. 2.З).