Reglarea Automată a Nivelului

1.1. Reglarea automată a nivelului

Procesele în care mărimea reglată este nivelul se desfăşoară în rezervoare închise sau deschise, de secţiune constantă sau variabilă şi sunt implicate conducte de legătură şi robinete.

De obicei, în reglarea nivelului unui lichid se presupune lichidul incompresibil.

(- în situaţia în care rezervorul este închis şi cuprinde în acelaşi timp vapori şi lichid, compresibilitatea şi volumul vaporilor influenţează asupra reglării

- in cazul în care fluidele sunt transportate cu viteze şi presiuni ridicate, este necesar să se ţină seama de compresibilitatea fluidului, de deformarea rezervoarelor şi conductelor şi de efectele de inerţie care se opun variaţiilor debitului)

Pentru stabilirea ecuaţiilor acestor procese se va presupune că toate conductele sunt pline cu lichid şi că acceleraţiile sunt mici, încât se pot neglija efectele de inerţie care apar la variaţii de debit.

Nivelul lichidului într-un rezervor şi debitele prin el nu sunt variabile independente. Înălţimea lichidului şi condiţiile de suprapresiune sau depresiune atrag variaţii de debit în ce priveşte intrarea şi ieşirea fluidului. Variaţiile de debit au ca efect variaţia nivelului în rezervoarele deschise, respectiv a nivelului şi presiunii în rezervoarele închise. În consecinţă, reglarea nivelului unui lichid exclude reglarea simultană de debit şi invers.

Curgerea lichidelor prin conductele de legătura poate fi de două feluri:

- turbulentă dacă numărul lui Reynolds este mai mare de 4000

- laminară dacă acest număr este mai mic de 2000.

În primul caz, care se întâlneşte obişnuit în practică, debitul de lichid care trece printr-o conductă sau o strangulare este dat de următoarea relaţie:

, (1.1.1)

în care:

q – este debitul volumetric al lichidului;

K– un coeficient adimensional de curgere;

g – acceleraţia gravitaţională;

S – secţiunea conductei;

h1, h2 – înălţimile coloanelor de lichid echivalente cu presiunile lichidului la intrarea şi ieşirea din conductă sau strangulare;

Rezistenţa la curgere a unei conducte (sau a unei strangulări) se calculează astfel:

(1.1.2)

Această rezistenţă nu este constantă depinzând de căderea de presiune echivalentă cu h1-h2 , precum şi de debitul q şi de obicei se determină experimental, trasând curba căderii de presiune în funcţie de debit, pentru o anumită strangulare şi măsurând apoi panta acestei curbe în punctul de funcţionare ales. Această valoare se poate considera constantă numai pentru abateri mici ale funcţionării procesului faţă de punctul normal de funcţionare stabilit.