膨脹罐調節(jié)容積的有效發(fā)揮

1、膨脹罐調節(jié)容積的有效發(fā)揮長期以來各企業(yè)生產的膨脹罐， 其充氣壓力千差萬別， 內部 構造或處理也常忽略一些小的細節(jié)， 造成了許多膨脹罐都沒有發(fā) 揮其最大的調節(jié)作用， 甚至還很容易導致膠囊損壞。 制造單位或 使用者在產品使用前要進行合理的充氣， 充氣壓力的選擇決定了 調節(jié)作用有效的發(fā)揮。 那么， 如何確定理想的充氣壓力？如何確 保膠囊不易損壞？就是我們需要解決的兩個問題。 這里結合示意 圖從理論上分析如下：充氣壓力的選擇分析。 由圖 1 可見，充氣后的膨脹罐在充水 后，其膠囊的工作狀態(tài)只存在三種可能性：第一種情況，Vd W即充水后膠囊被拉大，膠囊始終處于被 拉伸狀態(tài)下工作。此時存在關系式：P1V=

2、(Pg-F)( V-Vg) , P1 為第一種情況下的充氣壓力 ,因 此有：Vg=V-P1V/ (Pg-F )和 Vd=V-P1V/ (Pd-F)，此狀態(tài)下的 調節(jié)容積用 Vt1 表示，則有： Vt1=Vg-Vd ，即： Vt1=P1V1/(Pd-F) -1/ (Pg-F)( 1)第二種情況，Vg W VcK W即充水后膠囊被拉大，在系統(tǒng) 壓力降至水泵將要啟動時膠囊已不被拉伸。此時存在關系式：Vg=V-P2V/ (Pg-F)和Vd=V-P2V/Pd,這種狀態(tài)下的調節(jié)容積用Vt2 表示，則有：Vt2=Vg-Vd 即: Vt2=P2V: 1/Pd-1/ (Pg-F):第三種情況，Vg P2P1 并

3、且有 1/ (Pd-F) -1/ ( Pg-F)( 1/Pd-1/ (Pg-F) 可見， 第二種情況的調節(jié)容積為最小 Vt2 不應考慮，下面再比較( 1)( 3)兩式中 Vt 之大小。由 1/ ( Pd-F) -1/ ( Pg-F) = (Pg-Pd) / (Pd-F) (Pg-F)(4) , 1/Pd-1/Pg= (Pg-Pd) /PgPd(5)因所有參數(shù)均不為負， 前者的分母小于后者，所以(4)( 5)又因為P3 P1,所以 Vt1 與 Vt3 的大小還不能確定，但是，由( 1)(3)可見，它們 均與充氣壓力成正比。 兩者的充氣壓力范圍是有條件限制的， 前 者的最高限小于臨界壓力 Po,即

4、P1v Po,當9=小時的充氣壓為 Po， 這時 F=0 有：PoV=Pg( V-W 即：Po=Pg( 1-W/V)-( 6)將 P1 值由 Po代入可得：Vt1 v Pg (V-W ( 1/ (Pd-F ) -1/( Pg-F即： Vt1 v Pg(V-W ( Pg-Pd /(Pd-F ( Pg-F 再由 P3V=( V-Vd Pd 得：P3= (1-Vd/V ) Pd-( 8)可見，當Vd=O時，P3=Pd為其最大值(這時膠囊水被完全 壓出)。有： Vt3=PdV( 1/Pd-1/Pg )即：Vt3=V (1-Pd/Pg )( 9)由于Vt3WW代入上式，得出(9)存在條件為：Pd/Pg

5、1WN(10)比較( 7)( 9)式大小，用( 9)- (7)經整理得：Vt3-Vt1=V (Pg-Pd)( Pd-F)( Pg-F)-Pg2(1-W/V) /Pg (Pd-F) ( Pg-F)可見 Vt3 Vt1 的條件是：(Pd-F)( Pg-F) : /Pg2 ( 1-W/V)-( 11)就是說( 11)式成立時，第三種情況的調節(jié)容積值最大值， 可用(9)直接算出，這時其充氣壓力為p=pc,反之，要用(1)和( 9)分別計算比較其大小，此時，第一種情況充氣壓力應選 擇最接近Po的P1值，Po可用(6)算出。由此可見，應該使用 哪個公式計算要視具體的膨脹罐參數(shù)和水泵設定參數(shù)而定?，F(xiàn)實中，

6、膨脹罐的設計均有其合理性， 并不是所有參數(shù)不受 限制，就我公司的系列產品看，其各項參數(shù)代入后均符合(11)式條件。就是說，當選擇 P= Pd時就可獲得最大的調節(jié)容積，即 “保證用戶供水的最低壓力就是最合理的充氣壓力”這時的調 節(jié)容積值最大，為 Vt=V (1-Pd/Pg )。一般情況Pg可視為用戶 選取的水泵揚程(換算為壓力)，Pd就是維持用戶供水的最低壓力，低至該值水泵立即啟動，達到Pg值水泵就可停機。例：膨脹罐SN1000的參數(shù)為：W=0.5m3 V =1.44m3, F=0.035MPa當水泵揚程為100m供水保證的最低揚程為 85m 時，選擇充氣壓力P,并計算最大調節(jié)容積。將已知條件代

7、入( 11)式有：(Pd-F)( Pg-F) : /Pg2 ( 1-如2)即(0.85-0.035 )(1-0.035 ) /12 ( 1-0.5/1.44 )有 0.7865 0.6528 由(10)得到： Pd/Pg=0.85/1.0 1-W/V=1-0.5/1.44=0.6528 可使用( 9)式計算 Vt 值得 Vt=V (1-Pd/Pg ) =1.44 (1-0.85/1.0 ) =0.216 m3，此時 的充氣壓力 P=Pd ，即為 0.85MPa。由(6)知，此時的臨界充氣壓力 Po=P(g 1-W/V)=0.6528 MPa 若充氣壓力為0.7MPa,則應該使用(3)計算，有：

8、 Vt3=P3V(1/Pd-1/Pg )=0.7*1.44(1/0.85-1/1.0)=1.008*0.1765=0.178 m3若充氣壓力為0.6MPa,則應該使用(1)計算，有：Vt1=P1V1/(Pd-F)-1/(Pg-F)=0.6*1.441/(0.85-0.035 ) -1/ (1-0.035 )=0.165 m3若充氣壓力為0.3MPa,則有：Vt1= P1V 1/(Pd-F)-1/(Pg-F)=0.3*1.441/(0.85-0.035 ) -1/ (1-0.035 )=0.082 m3可見，充氣壓力的大小對膨脹罐的有效調節(jié)容積影響有多大。本例中，0.85MPa的充氣壓是0.3MPa充氣壓調節(jié)容積的 2.6 倍以上?？梢?，充氣壓力設置不當， 大膨脹罐也未必收到好效果。 當一個膨脹罐的調節(jié)容積沒能充分利用的時候， 整套機組水泵的 頻繁啟動相對增多， 啟動電流是正常電流的數(shù)倍， 不但嚴重費電， 還會造成水泵及配套控制系統(tǒng)的過早失效。綜上所述：要想發(fā)揮“膨脹罐調節(jié)容積的最大值”就必須掌 握用戶需要供水高度的最小壓力值， 這個壓力值就是最理想的充 氣壓力。保護膠囊不易損壞的措施。見示意圖 1。