直动式减压阀仿真作业

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1、题目气动作业之直动式减压阀关键参数仿真　　　　　姓名与学号马韶君(3100100557)年级与专业机械电子工程1002班所在学院机械工程学系（1）减压阀的特性曲线减压阀的特性曲线主要为压力特性曲线、流量特性。压力特性曲线是指在流量不变时，输入压力变化引起输出压力变化的特性曲线；流量特性曲线是指在输入压力不变时，输出流量变化引起输出压力变化的特性曲线；理想的特性曲线如图所示。减压阀理想的特性曲线（2）受力分析及特性曲线①作用在主阀芯及膜片受力分析：“向上的力”有P1作用在主阀芯底部的力，P2作用在膜片上的

2、向上的力；“向下的力”有弹簧力FS，P2作用在主阀芯的向下的力假设作用在主阀芯的面积为A2，膜片面积为A，弹簧预紧压缩量为X0，弹簧刚度为K，阀口开度为ΔX，则力学平衡方程如下：（1）式（1）变换可得：（2）当流量增加时，阀口开度增加，P2会减小；当P1增加时，为了保证流量不变，阀口开度会减小，P2会增加。②经查阅，一维等熵流动的质量流量的精确计算公式为：G=这里我们取：即：(3)将因为气体流动很快，故可将气体流动过程视为绝热过程,有=1.4。另外，取标准状态下空气密度＝1.205㎏/m³,得到流量表达

3、式（4）③减压阀参数的选取阀口半径r2—10mm膜片半径r1—20mm弹簧刚度K—100KN/m锥阀锥角—45°气体常数R—287.1N·m(Kg·K)气体温度T—300K弹簧预紧压缩量为X0—20mm主阀芯的面积,膜片面积。阀口处的截面积:S=（5）Ⅰ.流量特性曲线流量特性曲线是指在输入压力不变时，输出流量变化引起输出压力变化的特性曲线。设P1=2*10^6pa;由方程（2）、（3）、（4）、（5）可得：（6）（7）；（8）先将（6）代入（7）得：（9）再将（9）代入（8）得：(10)编写matlab

4、的m函数文件如下：function[q,p2]=llq(p1,p2max)r2=0.01;r1=0.02;K=100000;r=1.205;a=3.14/4;X0=0.02;A1=3.14*(r1)^2;A2=3.14*(r2)^2;q=zeros(1,10000);p2=linspace(10,p2max,10000);fori=1:10000X=X0-(p1*A2+p2*A1-p2*A2)/K;Se=1.414*3.14*[r2*r2-(r2-(x0-(p1*A2+p2*A-p2*A2)/K))^2

5、]/4;q(i)=0.00236*Se*p1/r;endp1=10bar时：>>[q,p2]=llq(1e6,1.5e6);>>plot(q,p2,'r');>>xlabelQ(m3/s);>>ylabelp2(pa)Ⅱ.压力特性曲线压力特性曲线是指在流量不变时，输入压力变化引起输出压力变化的特性曲线。利用质量流量方程可以解方程得到开度X与流量Q和入口气压p1的关系近似为：Matlab函数程序：function[p1,p2]=pressure(Q,p1m)r2=0.01;r1=0.02;K=100000

6、;p2=zeros(1,10000);p1=linspace(800000,p1m,10000);fori=1:10000X=0.016-(0.000128-1005.1*Q/p1(i))^0.5;p2(i)=(K*(0.02-X)-p1(i)*3.14*r2^2)/(3.14*(r1^2-r2^2));endend令流量Q=0.05m³/s窗口运行：>>[p1,p2]=pressure(0.05,1200000);>>plot(p1,p2)>>ylabelp2(pa);>>xlabelp1(pa);得

7、到曲线：可见，仿真结果与理论结论相近。两者的差别在于减压阀的各参数之间的相互影响。