闸门时间是什么?
1. 什么是闸阀时间,如何理解它的物理意义 由图 P 与Q的矢量方程可得:P=\frac{i}{T} + \frac{i}{T_{c}} (1) Q=-\frac{i}{T} +\frac{i}{T_{p}} (2) 式中 T、T_{c} 和T_{p} 为无机械摩擦时通过节流器的电流; i 为施加在节流器上的直流电流; T 为通流时间(以秒计)。 如果没有机械摩擦的存在,则流过节流器的电流为: I=\frac{i}{T+T_{c}} +\frac{i}{T_{e}+T_{p}}(3) 上式中,T_{e}称为等效开关周期或称闸阀时间。它是使流体达到新平衡状态所需要的时间。其数值约为 0.5~4 s/cm^2。 为了便于实验测量,往往在节流装置前安装一个可移动的隔板,如图中的 A 或 B 在实验中需要改变流量时将隔板移到某一位置使其完全挡住流道,这时水流被截断,而将移开的隔板重新放回到原处时,水流可以恢复;这样在每次循环过程中,水流都在节流器和未节流的两部分之间来回流动数次。如果忽略由于流动产生的热量,那么,在通流和断水时间内,两部分的电压降几乎总是相等的。只要测出上述两种状态的电压值,即可计算出闸阀时间。 用以上方法所确定的闸阀时间的准确度较差,其原因在于难以分辨开度非常小的微小开启过程。这种检测方法的准确性依赖于对试验现象的正确判断。为此,必须注意以下两点:
① 观察分析时应排除电磁干扰的影响;
② 两次测试间应适当移开挡板,以免因热膨胀而导致误差。
对于存在机械摩擦的情况,因为流过节流的电流会受到反向电流的影响,所以不能用上述方法直接求取闸阀时间。但可以通过测定沿程压力损失的方法来求得[1]。由于沿程压力损失与介质流动过程中的能量损耗成正比,而与流量的大小无关,当流量变化时,沿程压损的数值基本保持不变。可以根据测量得到的沿程压损值,利用下式进行计算[2]:
t=\frac{L}{\mu }\sqrt{\frac{8n\pi }{\lambda^{2}R^{2}}(\text {d}P/\text {d}q)_{0}(4) L——管路的长度; μ——介质的粘性系数; n——泵的转速; ρ——介质密度; λ——动力黏度; R——管道内径; p——液体的压力; q——液体流量。 当介质处于湍流状态时,可用下式估算[3]: t_{r}\approx 6L\mu \sqrt{\frac{3}{\lambda^{2}R^{2}}}(\frac{\eta }{1+\eta})^{2}\frac{\sqrt{3}}{2\pi }\text {Re}(\text {d}P/\text{ d}q)_{0} (5) 其中 \eta=\frac{\nu }{\mu k} 为运动黏度; \nu 和 k分别为介质的动黏度和导热系数; Re=\frac{UL}{\mu } 为雷诺数; U为介质流速; L为管长。 上式适用于湍流时的闸阀时间,其误差约为± 25%。 值得注意的是,上式中 \frac{\eta }{1+\eta } 的分母是运动黏度而不是绝对黏度,这是因为在湍流条件下,分子黏度远远小于动力黏度,可以略去不计。