Клапан для автоматизации

Ух, честно сказать не подсчитывал точно, а сейчас уже собрал. Штук пять шестеренок.

На досуге на работе просчитал графическим путём изменение проходного сечения трубки диаметром 10мм от сжатия через каждый мм.  Для того что бы регулировать отбор явно не пойдёт. При зазоре 1мм получается 14мм2, при меньшем диаметре трубки результат будет получше, но тоже херово.
Руди, по моему у тебя есть винтовой краник, почему бы тебе этот механизм не заставить крутить шток крана. Пользы будет больше.

Так ведь тут поток пропорционален сечению. Т.е. когда максимальное сжатие - поток минимален, для того и сжимаем.

В идеальном варианте, если грубо, то плотность потока (поток на единицу сечения) постоянна - чем меньше сечение - тем меньше интегральный поток.

А при малых потоках будет скорее уж просачивание, а не поток. Да и перепад давлений копеечный.
Rudy, 02 Окт. 09, 02:35

Насчёт постоянства потока по длине трубки ты прав, но там всё чуть-чуть сложнее.
Расход (то бишь суммарный поток вектора скорости) по длине трубки постоянен Q=const [m³/c], т.к. неизменны граничные условия на концах трубки. Но, уменьшая сечение S, ты увеличиваешь скорость v, т.к. v=Q/S. Тем самым увеличиваешь скоростную составляющую k*v²/2g общего напора, здесь k-коэф., учитывающий форму сечения, величина тоже прямо скажем изменяемая. А поскольку общий напор в зоне обжатия должен оставаться неизменным, соответственно уменьшается гидродинамическая составляющая давления. И к тому же резко возрастают потери. В потоке образуются поперечные и вихревые составляющие вектора скорости - растёт турбулентность. В результате при мизерном перепаде статических давлений до и после клапана, гидродинамическая и скоростная составляющие перед зоной обжатия, внутри неё и после имеют вообще говоря разные значения, причём изменения -скачкообразны.
Впрочем всё это просчитать вряд-ли представляется возмозможным, а потому - порожняк и вряд-ли кому-нибудь интересно. Но, всё-таки, а вдруг? Потому и написал.

ЗЫ Напор в терминах гидравлики это давление, делённое на плотность жидкости, измеряется в метрах. Визуально общий напор определяется высотой подъёма жидкости в пьезометрической трубке, помещённой в той или иной точке потока, и по длине оного (в отличие от расхода) - величина переменная.

Селянин, трубку 10 мм я взял просто как первую попавшуюся, чтобы посмотреть хватает-ли усилия. Рельно я буду делать на трубке 4 мм от капельницы. Но и 4 мм это избыточно. Нужен внутренний диаметр порядка 1 мм, т.е. внешний около двух, но такой у меня нет.

А по геометрии так считать нельзя, трубка при обжатии складывается по другому, тут только реально попробовать можно. Кстати, обрати внимание, регулятор расхода от капельницы прекрасно работает.

Расход (то бишь суммарный поток вектора скорости) по длине трубки постоянен Q=const [m³/c], т.к. неизменны граничные условия на концах трубки. Но, уменьшая сечение S, ты увеличиваешь скорость v, т.к. v=Q/S...AlexB, 02 Окт. 09, 10:39

Я, конечно не специалист в гидравлике, но, на мой взгляд, все не так. Уменьшая сечение я отнюдь не увеличиваю скорость, я ее не меняю, а только уменьшаю общий поток.

Это конечно несколько приблизительно, но разобъем одну трубку на 10 штук и будем по мере необходимость полностью перекрывать нужное число этих трубок регулируя общий поток. В каждой открытой трубке условия не будут зависеть от закрытых. Т.е. и скорость и удельный расход (поток на единицу площади) не будут меняться при изменении общего суммарного проходного сечения.

Рельно я буду делать на трубке 4 мм от капельницы.Rudy, 02 Окт. 09, 16:46

Не смущает, что у капельницы трубка не силиконовая?

Для 10-ти трубок это будет в точности так, как ты написал, потому-что трубки или струйки не связаны - для них для каждой отдельно своё уравнение. Это не эквивалентная аналогия.
Для одной, отдельно взятой трубки, величина расхода определяется только разницей давлений на концах трубки, а также суммой потерь давления по длине и локальных сопротивлениях. И только.
Расход по длине трубки - постоянен, сколько вошло - столько и вышло. Локальный обжим увеличивает скорость течения в зоне уменьшения сечения и увеличивает локальное сопротивление. На первый взгляд в это трудно поверить, но это так. Когда обжим 100% - сумма потерь на просачивание настолько велика, что расход = 0. Но тогда изменены граничные условия - это уже другая задача.
Надеюсь из шланга поливал цветы или клумбу когда-нибудь? Типичный случай - сжимаешь конец шланга - струя летит дальше. Почему? Скорость увеличилась. Почему? Сечение уменьшил. Дальше летит по баллистике.

AlexB, Rudy,
если есть длинная равно-толстая трубка в которой течёт жидкость,
и имеется столб жидкости создающий статический напор,
и движение жидкости в трубке стационарно,
то этот статический напор должен быть уравновешен
силой вязкого трения и давлением скоростного напора.
Если трубка толстая а дырочка маааленкая,
то вязким трением можно пренебречь,
а статический напор должен уравновешиваться скоростным напором.

Третий закон Ньютона однако... 

Локальный обжим увеличивает скорость течения в зоне уменьшения сечения и увеличивает локальное сопротивление. На первый взгляд в это трудно поверить, но это так.AlexB, 02 Окт. 09, 17:25

Почему трудно?!
Именно так и происходит, именно на этом принципе водоструйный вакуумный насос и работает!

Вообще то течение реальной (то бишь вязкой) жидкости описывает уравнение Бернулли - азы гидродинамики:
z + P/плотность + k*v²/2g + Потери = const по всей длине потока. Здесь z  [m] - превышения рассматриваемой точки потока над какой-то горизонтальной плоскостью, P - [N/m2] - гидродинамическое давление жидкости в этой точке, величина как правило - искомая, k*v²/2g, [m] - скоростной напор (я выше описал), Потери, [m] - само собой сумма потерь напора по длине и локальных сопротивлениях от начальной до рассматриваемой точек.
Выводится уравнение нараз из закона сохранения энергии, классических определений потенциальной и кинетической энергий, уравнения неразрывности, то бишь постоянства расхода и некоторых других допущениях.

Kotische, да в принципе ты прав.

Ну вы как сговорились голову мне заморочить
Фиг вам, я упорный.

Пример со шлангом - совершенно несправедлив, так не будет. Просто потому, что когда шланг открыт, перепад давления на нем (вход-выход) мизерен, потому, что перед ним стоит диффузор (приоткрытый кран) и все давление водопровода падает на нем, а на самом шланге остаются копейки. И этот диффузор и определяет именно поток воды, а шланг имеет нулевое, по сравнению с диффузором, сопротивление и не определяет ничего. Т.е. поток задан и невелик, сечение шланга большое, поэтому скорость воды маленькая. Она велика в диффузоре крана и мала в шланге, поскольку его сечение во много раз выше. Но высокой скорости воды в диффузоре крана ты просто не не наблюдаешь.

А вот когда ты его пережал, и сделал его сечение меньше, чем сечение диффузора крана, вот тут весь перепад давления (давление в водопроводе) приложился к пережимке шланга - отсюда и высокая скорость струи на его выходе. Т.е. изменение скорости струи на выходе из шланга связано с существенным изменением перепада давления на этом участке шланга. И ты можешь это увидеть невооруженным глазом - когда ты пережимаешь конец шланга - он надувается. А если пережать его практически совсем, то давление в нем стане равным давлению в водопроводе, т.е. к оставшейся маленькой дырочке будет приложено все давление водопровода.

В нашем случае перепад давления фиксирован - высота столба жидкости. Поэтому будет работать именно вариант с 10 трубочками, а не со шлангом.

Фиг вам, я упорный. Rudy, 02 Окт. 09, 18:52

Я тоже упорный, и это классное качество  

Пример со шлангом - совершенно несправедлив, так не будет. Просто потому, что когда шланг открыт, перепад давления на нем (вход-выход) мизерен, потому, что перед ним стоит диффузор (приоткрытый кран) и все давление водопровода падает на нем, а на самом шланге остаются копейки. И этот диффузор и определяет именно поток воды, а шланг имеет нулевое, по сравнению с диффузором, сопротивление и не определяет ничего. Т.е. поток задан и невелик, сечение шланга большое, поэтому скорость воды маленькая. Она велика в диффузоре крана и мала в шланге, поскольку его сечение во много раз выше. Но высокой скорости воды в диффузоре крана ты просто не не наблюдаешь.

А вот когда ты его пережал, и сделал его сечение меньше, чем сечение диффузора крана, вот тут весь перепад давления (давление в водопроводе) приложился к пережимке шланга - отсюда и высокая скорость струи на его выходе. Т.е. изменение скорости струи на выходе из шланга связано с существенным изменением перепада давления на этом участке шлангаRudy, 02 Окт. 09, 18:52

Я должен извиниться, потому что пример со шлангом, который я привёл, ввёл тебя в заблужение, но не потому, что он некорректный (физически аналогия абсолютно корректна), а потому что я недостаточно полно описал условия пережатия. И поэтому был неправильно понят. В выводе уравнения Бернулли, о котором я писал выше, в числе тех допущений, которые я упомянул, но не расшифровал, есть непременные условия несжимаемости жидкости и стационарности потока, когда dv/dt=0. То есть, речь идёт об установившемся, неизменяемом во времени потоке, т.е. неизменном во времени векторе скорости в каждой точке потока.
В примере же со шлангом, интуитивный опыт оказывает медвежью услугу и заставляет смешивать понятия. Тот эффект сжатия, который ты совершенно справедливо описал, называется гидравлическим ударом и никакого отношения к установившемуся движению не имеет.
При достаточно быстром уменьшении сечения трубопровода, имеет место инерционный эффект, когда вся кинетическая энергия всей жидкости в трубе должна очень быстро перейти в потенциальную форму, или грубо вся масса движущейся жидкости должна резко остановиться. При этом, действительно, непосредственно перед зоной обжатия возникает область повышенного давления за счёт уменьшения скоростного напора, а за обжатием - соответственно зона разрежения.
Причём рост давления не равен обнулённому скоростному напору, а пропорционален скорости течения жидкости и обратнопропорционален времени изменения сечения. Поэтому то раздувание шланга, которое ты наблюдал, и является следствием этого роста давления, то бишь следствием гидравлического удара. Но если ты будешь пережимать шланг относительно медленно, вздутия шланга ты не заметишь, того дифференциала давления не будет, но струя полетит дальше... всё равно. Потому что закон сохранения энергии никто не отменял.

Это теоретическая дискуссия, вряд-ли она имеет отношение к тому клапану, который ты проектируешь, особенно для 2мм-ой трубки и спирта с его бешенной текучестью, но какие-то ньюансы, имеющие отношение к нашему делу, она всё-же проясняет.
Может перекинешь её в новую тему, скажем "о гидравлике и не только...  "? 

Насчет гидравлического удара в случае со шлангом ты не прав - при пережатии выхода шланг будет надут всегда и постоянно - в нем будет давление равное водопроводному.

Но не суть, действительно нас занесло далековато, вряд-ли стоит продолжать, просто мы говорим о разных ситуациях. На выходных просто попробую и расскажу что получилось.

Руди зачем шутить с давлением в водопроводе это серьезно.После подключения к водопроводу делаешь отвод с краном которым устанавливаешь давление которое нужно тебе в твоей системе и выход отвода в канализацию.При перекрытии твоей системы лишнее давление будет сбрасываться по этому отводу,никаких ускорений в месте пережатия шланга.В месте подключения к водопроводу краном можно регулировать кол-во сбрасываемой воды в канализацию для экономии.А если стоит счетчик воды тогда придется делать более сложную систему,но это тоже решаемо.
Удачи.

отвод с краном которым устанавливаешь давление которое нужно тебе в твоей системе
Михаил0501, 03 Окт. 09, 05:07

Тут кран не поможет. Нужен редуктор давления. Он весьма недешев.

Альтаир ты вникни ведь пережимаем не отвод в канализацию а в системе а тогда лишнее давление сбрасывается в канализацию.

Есть водопровод, потом кран, потом шланг, потом пережим, потом шланг, потом канализация.
Мы говорим про такую систему?

Если так, то давление краном можно снизить только если пережим не сжимает сильне чем перекрыл кран.

Altair, мы влезли в другую тему. Речь идет об управлении отбором.

Если не считать до третьего знака, эффект от пережатия трубки отбора будет наблюдаться тогда, когда свободное сечение пережимаемого участка будет меньше самого тонкого участка всей линии отбора.

Немаловажно для обеспечения повторяемости установить одинаковый гидравлический режим для всех режимов отбора - либо пережимается самый конец шланга, а после него происходит свободное истечение жидкости, либо пережимается начало или середина (не имеет значения) шланга, но тогда нужно предотвратить возможность попадания воздуха в зону, находящуюся ниже пережима. Иначе перепад давления, вызывающий поток, будет меняться.

Поток воды из водопровода таким способом вряд-ли стоит регулировать, слишком велико давление, проще подцепить вращалку к обычному крану, усилия вполне хватит.

А пережималку хочу ставить внизу,  чтобы была максимальная высота столба, примерно так же, как с иглой. Ну и ессно пережималка будет самым узким местом.

Руди, тот клапан, который я сейчас использую, имеет очень малый диаметр отверстия жиклера. Расположен в самом верху. Использую трубку от капельницы, игла внизу не нужна - столб спирта после закрытия клапана не вытекает, воздух в трубку не заходит.
Это я к тому, что при использовании достаточно тонкой трубки, расположение места пережима не имеет значения - столб жидкости сохраняется.

Ну вот результат испытаний - зависимость потока от напряжения управления (в вольтах). Бутылку с жидкостью повесил на высоте около метра. от нее - трубка от капельницы Дн=4мм, пережимка - в 10 см от ее конца. Слив - с конца трубки.

Ширину пережима увеличил до, примерно 10 мм. Сама пережималка установлена в 14 мм от оси поворота, общий ход- около 4 мм. Насадку на движок развернул так, что максимальный зажим - при крайнем левом положении движка.

Разброс, при подходе к заданному углу с разных направлений почти отсутствует. После долгих простоев, пережимок и полных перекрытий есть, но небольшой, порядка 10%. Но с этим я еще поиграюсь.

В общем, первое впечатление - как раз то, что нужно. Растащить напряжение 4 - 5.4 вольта на всю шкалу (0-12в) несложно. Или сдвинуть зажималку и уменьшить ход до 2 мм.

Странно, что на воде, при тех же условиях, поток больше.

Наконец-то приобрел бензиновый клапан от LOVATO.Катушка на 12В,Р=8Вт.Не хотелось бы его разбирать,но у него катушка болтается,а как ее закрепить ума не приложу.Конструкция несколько отличная от представленных на форуме.Тянул без фанатизма верхний шестигранник,но это ничего не дает.Похоже,что низ нужно закреплять в тисочках и откручивать за шестигранник.К сожалению мой аппарат не дает качественное фото,так что сорри заранее.
И еще дилетантский вопрос.Для питания этого чуда можно использовать адаптер 220/12В,с допускаемым током,где-то 700mA,если такие существуют.У меня есть,но на 500mA,но этот наверное слабоват?