Чтобы нагляднее прояснить принцип работы регулятора, необходимо уточнить вопрос: какие условия должны быть при безопасном горении газа? Для безопасного горения твердого топлива существует два условия: одно - это необходимое количество горючего газа (воздуха или кислорода), а второе - горящий материал поддерживает определенную температуру (обычно выше точки воспламенения).
При твердом горении режим теплопередачи от сгоревшей части к несгоревшей части является теплопроводностью и излучением, а направление горения развивается извне к центру. Когда твердое вещество горит, происходит тепловое расширение, и объем становится большим, но изменение небольшое, а смещение почти равно нулю. Когда газ сжигается, режим теплопередачи сгоревшей части к несгоревшей части увеличивает режим конвекции в дополнение к теплопроводности и излучению, и направление сгорания развивается наружу от центра. Когда газ горит, он подвергается интенсивному тепловому расширению, и объем продукта перед сгоранием увеличивается в сотни тысяч раз, и смещение происходит с относительно быстрой скоростью. Следовательно, только выполнение двух вышеуказанных условий означает, что газ нельзя безопасно сжечь.
Современная теория горения говорит нам, что безопасное горение газа должно также иметь третье условие, то есть поддерживать определенную разницу в давлении воздуха, чтобы скорость истечения газа была равна скорости горения. Только таким образом, когда динамический баланс достигается в определенном диапазоне, пламя может поддерживать стабильное состояние, тем самым обеспечивая безопасное сгорание газа. Если давление воздуха слишком велико, скорость выпуска воздуха будет больше, чем скорость горения, в результате чего пламя будет гореть далеко от отверстия для костра на определенном расстоянии. Это явление называется отрывом пламени. Если давление газа продолжает расти, пламя будет гореть дальше от отверстия для костра, стабильность пламени 2 будет еще больше нарушена, и пламя будет неустойчивым, пока оно не погаснет полностью. Это явление называется огнем. Когда огонь погашен, газ будет продолжать течь, образуя в воздухе большое количество токсичного или взрывоопасного газа, что легко может стать причиной аварии; если давление газа слишком мало, скорость горения будет больше, чем скорость на выходе, в результате чего пламя попадет в отверстие для костра и продолжит гореть. Это явление называется закалкой. При закалке происходит неполное сгорание в бескислородном состоянии, образуется большое количество токсичного газа, и нефтяной газ также выливается наружу, что также может вызвать аварию.
Благодаря большому количеству экспериментов, проведенных инженерами и техническими специалистами, он не только подтвердил, что безопасное сгорание газа должно поддерживать определенную разность давлений, но также подтвердило, что газ различных компонентов, разность давлений, необходимая для безопасного сгорания, не одинакова. Например: искусственный газ, 80-100 мм водяного столба; сжиженный углеводородный газ, 250-350 мм водяного столба. Упомянутое выше значение 2940 Па является средним из этих двух значений.
Вернемся к принципу регулятора. Когда мы открываем угловой клапан на цилиндре (например, переключатель вентиляции), сжиженный нефтяной газ под высоким давлением проходит через впускную трубу и открывает прокладку клапана в нижнюю камеру статического давления. По мере увеличения количества газа в нижней камере повышается давление в нижней камере. Резиновая пленка приподнята вверх. Объем верхней воздушной камеры постепенно уменьшается. Когда давление в верхней воздушной камере выше атмосферного, воздух в помещении медленно выходит из отверстия для дыхания, а возбудитель давления выдыхает один раз. При этом правый конец рычага перемещается вверх, а левый конец прижимается, так что всасывающее сопло постепенно закрывается, а подача воздуха прекращается, так что давление в нижней воздушной камере больше не повышается.
Когда переключатель газовой печи включен, давление газа снижается из-за выхода газа наружу, резиновая пленка вогнута, правый конец рычага перемещается вниз, левый конец перемещается вверх, подушечка клапана открывается, и нефтяной газ под высоким давлением поступает в нижнюю воздушную камеру. При этом постепенно увеличивается объем верхней воздушной камеры. Когда его давление ниже, чем внешнее атмосферное давление, воздух поступает в верхнюю воздушную камеру через внешнее дыхательное отверстие, и процесс вдоха регулятора давления завершается.
Поэтому во время горения печи резиновая пленка постоянно выпуклая и вогнутая, а подушечка клапана приводится в действие рычагом, а также открывается и закрывается. Во всем динамическом изменении нам нужно только гарантировать рычаг в регуляторе давления, длину левого и правого рычагов (обратите внимание на характеристики левого короткого и правого рычага), есть разумная пропорция, плюс резиновая пленка и пружина к правому концу рычага. Приложение подходящей силы позволит мату клапана открываться намного меньше, чем время закрытия, и иметь соответствующее соотношение между двумя периодами. Это правильное соотношение обеспечивает давление воздуха в нижней воздушной камере, которое всегда примерно на 2940 Па больше, чем в верхней воздушной камере. Давление в верхней воздушной камере может быть приблизительно равно значению внешнего атмосферного давления на тот момент. Это сделает давление газа, покидающего пожарное отверстие, всегда выше, чем значение атмосферного давления, равное 2940 Па, и газ будет гореть в установившемся режиме. Это первая тонкость в конструкции регулятора.
Так оригинальна вторая тонкость, выраженная в конструкции дыхательного отверстия. Во-первых, почему на краю верхнего капота просверлено дыхательное отверстие? Вместо того, чтобы сверлить в других местах, которые легко просверлить? Во-вторых, диаметр дыхательного отверстия составляет 0,8 миллиметра. Он может пройти только через наименьшее количество игл ржавчины. Почему диафрагма такая маленькая?
На ободе крышки просверливается отверстие, чтобы удерживать ее напротив резиновой мембраны. Если давление воздуха в нижней воздушной камере слишком велико, резиновая пленка вздувается вверх и немедленно блокирует дыхательное отверстие, не позволяя воздуху из верхней воздушной камеры выходить наружу из дыхательного отверстия. Согласно закону Бойля' воздух, который запечатан в верхней воздушной камере, содержит определенное количество воздуха, и его давление постоянно увеличивается по мере уменьшения объема. То есть pV=константа. Резиновая пленка не повреждается из-за чрезмерно большой разницы давлений воздуха между верхним и нижним давлением воздуха, а также предотвращается утечка нефтяного газа из-за повреждения диафрагмы.
Диаметр отверстия для дыхания 0,8 миллиметра, но глубина отверстия около 1 см. Здесь полностью применяются знания механики жидкости. Когда жидкость находится в движении, возникает внутреннее трение из-за замедления. Чем меньше площадь отверстия, тем больше глубина, больше внутреннее трение и больше демпфирующий эффект - расход в секунду становится меньше. Таким образом, верхняя воздушная камера имеет длительный процесс во время выдоха и вдоха, тем самым гарантируя, что при динамическом изменении, когда LPG повышается или понижается давление, это не быстрое увеличение или быстрое уменьшение, и пламя можно сделать. Устойчивое горение отражает процесс настройки динамического баланса.
