Расчёт диафрагмового авторегулятора с запорным диском уровня воды в нижнем бьефе

Этот авторегулятор благодаря ходу запорного диска, увели­ченному до половины диаметра водовыпускной трубы, имеет минимальные потери напора, так как площадь выходного от­верстия регулятора в два раза превышает площадь попереч­ного сечения трубы водовыпуска.

Рассмотрим расчет диафрагмового с запорным диском ав­торегулятора уровня воды в нижнем бьефе напорных труб­чатых водовыпусков, используя схему (рис. 8).

Диаметр корпуса — трубы определяют (или проверяют) по формуле:

,

где μ – коэффициент расхода, равный 0,42;

Н – напор в верхнем бьефе.

Полный ход запорного диска и диафрагмы определяется
из условия обеспечения превышения площади выходного
кольцевого отверстия над площадью поперечного сечения тру­бы и минимального гидродинамического сопротивления на
выходе:

Диаметр диафрагмы (мембраны) находится по зависи­мости:

Эффективная площадь мембраны, на которую передается усилие от давления воды в камере, определяется по формуле:

, м

Диаметр подающей трубки вычисляется по расходу, кото­рый находится как отношение объема диафрагмовой камеры ко времени его заполнения.

Время заполнения принимается исходя из требований объ­екта (10-100 с)

Объем диафрагмовой камеры равен:

b_к — ширина камеры. Принимается из условия обеспечения свободно­го хода диафрагмы.

-диаметр трубы водовыпуска; - диаметр отводной трубки.

 

 

Диафрагмовый авторегулятор с запорным диском:

1 — труба водовыпуска; 2 — диафрагма; 3 — камера; 4 — отводная трубка; 5 — устройство ручного управления; 6 — клапанный затвор 7 — поплавок; 8 — по­дающая трубка; 9 — уплотнение; 10 — запорный диск; 11 — диафрагмовый диск; 12 — направляющая втулка

Объем диафрагмовой камеры равен:

где b_к — ширина камеры. Принимается из условия обеспечения свободно­го хода диафрагмы.

-диаметр трубы водовыпуска; - диаметр отводной трубки.

Диаметр подающей трубки равен:

,

где - рабочий объем диафрагмового гидропривода, μ— коэффициент расхода, равный 0,62; t — время открытия или закры­тия авторегулятора; h — перепад между верхним и нижним уровнями.

Так как перепад между верхним и нижним уровнями мо­жет быть минимальным, то для уменьшения диаметра пода­ющей трубки можно увеличить время срабатывания авторе­гулятора в связи с тем, что жестких требований в отношении быстродействия нет.

Диаметр отводящей трубки принимают из расчета увели­чения площади ее поперечного сечения в два раза по сравне­нию с подающей трубкой.

Диаметр напорного диска принимают равным внешнему диаметру трубы водовыпуска, диаметр диафрагмового дис­ка — внутреннему.

Размеры клапанного затвора и поплавка задатчика уров­ня определяются из расчета обеспечения допустимых колеба­ний уровня воды в нижнем бьефе.

 

Исходные данные к расчетно-графической работе № 1

№ варианта	Н, м	D, м	h, м	Q, м3/с	t, мм	d1, мм	d2, мм	a°
	1,0	0,1	0,7	2,0
	1,1	2,5
	1,2	3,0
	1,3	0,8	3,5
	1,4	4,0
	2,0	0,1	1,7	5,0
	2,1	6,0
	2,2	0,2	7,0
	2,3	1,9	8,0
	2,4	9,0
	3,0	0,2	2,7	10,0
	3,1	12,0
	3,2	14,0
	3,3	3,0	16,0
	3,4	18,0
	4,0	0,25	3,7	20,0
	4,1	22,0
	4,2	24,0
	4,3	3,8	26,0
	4,4	28,0
	5,0	0,30	4,5	30,0
	5,1	4,6
	5,2	4,7
	5,3
	5,4	4,8