电磁阀阀芯结构对水锤影响的试验研究

摘要

电磁阀是流体控制系统中常用的开关元件,由于电磁阀开关作用时间极短,关阀(开阀)时压力很快达到压力波动最大值,所以电磁阀关闭时会产生严重的水锤.水锤现象是管道系统破坏的重要原因之一,为减小水锤,保证水系统的安全运行,采取必要措施避免和减少水锤带来的损失是非常必要的.该课题通过在电磁阀结构上采取措施,修正阀芯结构,以延长关阀时间,降低关阀时产生的水锤压力峰值,达到缓和水锤的目的.该文试验研究了电磁阀阀芯结构对水锤的影响,结果表明,增大阀芯压环直径既减小阀口外经与压环内经之间的环隙面积能减缓水锤作用.该文还利用统计分析方法首次给出了某种先导型电磁阀在关阀时产生的水锤压力峰值与阀芯压环直径之间的线性递减关系.该文经过试验验证和分析,通过修改电磁阀阀芯结构可以达到缓和水锤的作用.论文主要研究内容包括阀芯结构设计、信号的采集和调理及数据处理系统的软件编程,其中选用了PCB Piezotronics公司的石英压力传感器、信号调理器;数据采集部分选用NI公司的PCI型数据采集卡;数据采集系统采用LabVIEW软件开发,数据处理及分析采用LabVIEW及Excel软件.

目录

文摘

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符号说明

第一章绪论

1.1水锤现象及原理

1.1.1流体力学基本方程

1.1.2末端阀门瞬时关闭产生的水锤波

1.1.3阀门逐渐关闭时的水锤

1.2国内外发展状况

1.3本文研究的目的与意义

第二章 虚拟仪器技术的应用

2.1虚拟仪器的概念

2.2虚拟仪器的优点

2.2.1虚拟仪器的性能特点

2.2.2虚拟仪器与传统仪器的比较

2.2.3虚拟仪器的系统构成

2.3虚拟仪器开发平台——LABVIEW

2.3.1 LabVIEW简介

2.3.2 LabVIEW的特点及在数据采集系统中的应用

第三章试验装置及测量系统硬件配置

3.1试验装置整体设计

3.2各组件的参数选择或结构设计

3.3恒压控制系统的设计

3.4测量系统硬件配置

3.4.1数据采集卡简介

3.4.2压力传感器的选择

3.4.3信号调理器

第四章测量系统软件设计

4.1面向对象的软件设计

4.2数据采集设计部分

4.3 LabVIEW下的实现

4.4数据分析部分

第五章试验过程及步骤

5.1试验步骤

5.2试验参数计算及选择

5.2.1水锤压力的计算

5.2.2试验参数的选择

5.3试验数据记录

第六章试验数据分析

6.1数据分析方法

6.1.1一元线性回归的数学模型

6.1.2回归直线方程的确定

6.1.3线性假设的显著性检验

6.1.4样本决定系数

6.1.5残差分析

6.1.6系数β1的置信区间

6.2试验结果分析

6.2.1水锤压力分析

6.2.2流量分析

6.3试验结果讨论

第七章结论

参考文献

附录1试件

附录2测量装置

致谢

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