شبیه سازی دینامیکی یک رگولاتور هوای فشار بالا

در این مقاله به شبیه سازی دینامیکی یک رگولاتور هوای فشار بالا به منظور بدست آوردن پاسخ زمانی فشار خروجی پرداخته شده است. این نوع رگولاتور به گونهای طراحی شده که در مقابل تغییرات، واکنش سریع نشان داده و پاسخ زمانی بسیار کوتاهی دارد و در محدوده وسیعی از دبی و فشار ورودی عمل میکند. به منظور تحلیل عملکرد رگولاتور هوا، به ترتیب معادله حرکت اجزای داخلی، معادلات پیوستگی برای محفظهها و روابط دبی گذر نده از مجاری مختلف در رگولاتور استخراج گردید. معادله حرکت شامل ترم های اینرسی، نیروی ناشی از فنر کنترل کننده، نیروی حاصل از فشار هوا و اصطکاک خشک میباشد. از آنجایی که معادلات استخراج شده غیر خطی و کوپلهاند، معادلات به صورت عددی حل و نتایج آن به صورت نمودارهایی ارائه شده است. اگرچه خطی سازی معادلات امکان انجام تحلیل پایداری سیستم را فراهم میسازد، ولی نتایج حاصل از آن تنها در محدوده کوچکی حول نقطه کارکرد سیستم معتبر خواهد بود، در حالی که حل غیر خطی معادلات نتایج مناسبی در کل زمان عملکرد سیستم ارائه خواهد داد. نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی رگولاتور شامل نمودارهای فشار خروجی بر حسب زمان، جابجایی اجزای داخلی متحرک بر حسب زمان، دبی عبوری از رگولاتور بر حسب زمان و نمودار فشار خروجی بر حسب دبی در پیش بارهای مختلف فنر کنترل کننده است . در ادامه تأثیر تغییر پارامتره ا ی مختلف از جمله پیش بار اولیه فنر، حجم محفظهها و اندازه مجاری عبور هوا بر عملکرد رگولاتور مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت نتایج بدست آمده از تحلیل در حالت پایدار، با نتایج بدست آمده از تست رگولاتور، مقایسه و درستی آن نشان داده شده است.