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Aug 28, 2023

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Rapports scientifiques volume 12,

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 3273 (2022) Citer cet article

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Les caractéristiques de débit massique des servovalves pneumatiques haute pression (HPSV) ont un effet important sur les performances dynamiques des servosystèmes haute pression. Cependant, ces caractéristiques sont difficiles à obtenir par des calculs théoriques et des mesures débitmétriques du fait de la compressibilité du gaz à haute pression. Dans cet article, une nouvelle méthode de mesure des paramètres de caractérisation du débit massique des HPSV est proposée, basée sur le principe de la connexion en série de la décharge sonique des orifices des vannes. La surface de section efficace et le rapport de pression critique des orifices de servovalve peuvent être déterminés avec précision et efficacité en connectant deux orifices de valve en série et en échangeant la séquence d'écoulement des deux orifices de valve. Les deux hypothèses incluant la décharge sonique et adiabatique de la méthode de mesure proposée ont été vérifiées. Une comparaison entre les données de test et de simulation a montré que la précision de la section efficace mesurée et du rapport de pression critique du HPSV était élevée. Le rapport de pression critique mesuré variait de 0,46 à 0,50, et le coefficient de débit représenté par la variation de la section transversale efficace diminuait avec l'augmentation de l'ouverture de la vanne. Ces résultats ont des implications générales pour la conception, l'analyse et le contrôle précis des systèmes d'asservissement pneumatiques à haute pression.

Un rapport de puissance élevé et une expansion instantanée des gaz à haute pression peuvent améliorer efficacement les caractéristiques dynamiques, augmenter la fréquence inhérente et améliorer la vitesse de réponse des systèmes pneumatiques. Dans le même temps, la haute pression peut permettre la miniaturisation des composants, économisant ainsi de l'espace et des coûts d'installation. Par conséquent, la haute pression est appliquée dans des domaines spécialisés, tels que l'aviation, l'aérospatiale, les équipements militaires et les plates-formes de forage1,2,3.

Les performances des servovalves pneumatiques haute pression (HPSV) sont essentielles pour la conception du système, le contrôle du système, ainsi que l'évaluation et l'optimisation des performances du système4,5. Les servovalves ont généralement une structure de vanne à tiroir et leurs caractéristiques de débit sont à la base de celles de l'ensemble du système d'asservissement pneumatique haute pression6,7,8,9. De nombreux experts et chercheurs étudient depuis de nombreuses années la mesure des caractéristiques d'écoulement des composants pneumatiques et ont développé de nombreux débitmètres et méthodes de mesure.

Les caractéristiques de débit de la servovalve sont mesurées à l'aide de différents débitmètres en fonction de l'amplitude du débit. Un moteur hydraulique de précision ou un vortexmètre est utilisé pour les tests à des débits élevés, tandis qu'un vérin hydraulique est utilisé pour les tests lorsque le débit n'est pas élevé10. Dans cette méthode, la densité et la viscosité du fluide ont une grande incidence sur les résultats de mesure, et par conséquent, cette méthode est plus adaptée aux milieux liquides ou aux gaz à basse pression qui présentent peu de changement de densité. La méthode d'essai ISO 6358 utilisant la conductance sonique et la caractérisation du rapport de pression critique du débit massique peut également permettre de mesurer les caractéristiques d'écoulement11. Cependant, cette méthode comporte de nombreuses dispositions, des exigences strictes en matière de précision du dispositif de test et des instruments de mesure, ainsi qu'une consommation et un coût de gaz de test élevés12,13. Kuroshita et Oneyama14 ont proposé une méthode hybride pour mesurer les caractéristiques de débit basée sur ISO 635811 et JIS B 839015 qui peut mesurer des pièces avec de grandes ouvertures à l'aide de petits appareils. Cependant, pour les composants avec des rapports de pression critiques relativement faibles, les erreurs dans la conductance sonique mesurée sont importantes, et cette méthode ne peut pas décrire complètement les débits massiques des composants pneumatiques. Kawashima et ses collaborateurs16,17 ont proposé une méthode pour mesurer les caractéristiques d'écoulement à l'aide d'une chambre isotherme. Cependant, la méthode est influencée par la densité de la charge, la chambre isotherme est difficile et coûteuse à fabriquer, et la performance isotherme de la chambre est difficile à évaluer 18,19. Imamura et al. 20 ont proposé une méthode gravimétrique appelée SRoGS qui peut être utilisée pour mesurer le débit massique de gaz dans la plage de 0,012 à 0,062 g/min dans une chambre à vide, mais l'erreur de mesure est importante à des débits de gaz élevés, et cette méthode nécessite un environnement de test strict. Kachan et al. 21 ont proposé un nouvel élément de détection de débit massique qui est particulièrement adapté à la mesure de faible débit dans les systèmes de traitement sous vide. Ces méthodes de mesure souffrent d'exigences élevées en matière d'appareils de mesure et de difficultés de mesure, et elles ne s'appliquent qu'aux composants pneumatiques à basse pression. Les mesures pneumatiques à haute pression nécessitent une méthode de mesure simple et efficace en raison de la pression différentielle élevée, de la forte variation de la densité du gaz et du débit élevé.

La norme nationale chinoise GB / T 14513 a développé la méthode de décharge sonique de connexion en série 22. Dans cette méthode, les caractéristiques de débit massique du composant peuvent être obtenues indirectement en mesurant la surface de section efficace et le rapport de pression critique dans le choked état d'écoulement en utilisant uniquement la cavité spécifiée avec deux composants identiques connectés en série dans le système de test. Pour les composants avec un rapport de pression critique supérieur à 0,25, la section efficace et le rapport de pression critique obtenus à partir de la mesure sont plus crédibles, tandis que pour les petits rapports de pression critique et les faibles pressions d'entrée, les résultats de mesure seront plus imprécis 23. Par conséquent , cette méthode convient à la pneumatique haute pression et présente les avantages d'une faible consommation de gaz d'essai, d'un faible coût et d'un rendement élevé 24. Gao et al. 25 a connecté deux électrovannes haute pression en série et a obtenu des valeurs de section transversale efficace et de rapport de pression critique de haute précision par la méthode de décharge sonique de connexion en série lorsque le temps de décharge était inférieur à 2 s.

Selon les caractéristiques de la structure de la vanne à tiroir de la HPSV étudiée dans cette étude, les deux orifices de commande de la servovalve sont équivalents aux orifices d'étranglement, qui peuvent être utilisés pour mesurer le débit massique en utilisant le principe de la connexion en série décharge sonique méthode. Basé sur le principe de la conservation de la masse du gaz circulant à travers les deux orifices d'étranglement en tandem et en faisant deux hypothèses, c'est-à-dire que le processus de décharge est adiabatique et que le débit aux orifices d'étranglement en aval est sonique, une nouvelle méthode pour précisément et mesurer efficacement la surface de section efficace et le rapport de pression critique des orifices de la servo-valve est dérivé du principe. Cette nouvelle méthode nécessite seulement d'échanger la séquence d'écoulement de deux orifices de soupape puis de séparer la mesure de la variation de pression du gaz et de la température dans la chambre. De cette manière, les caractéristiques de débit massique du HPSV peuvent être mesurées indirectement. En ce qui concerne les hypothèses de la méthode, la dynamique des fluides computationnelle (CFD) est utilisée pour obtenir le champ d'écoulement interne du HPSV dont l'orifice de vanne est connecté en série pour vérifier l'hypothèse selon laquelle le débit d'étranglement en aval est la vitesse sonique. La simulation sans échange de chaleur et les résultats des essais pendant le processus de décharge sont comparés pour vérifier que l'hypothèse adiabatique est valable.

Selon la norme internationale ISO 635811 sur l'équation de débit massique équivalente à une équation elliptique, le débit massique de gaz circulant à travers chaque orifice d'étranglement peut être exprimé comme

où Qm est le débit massique maximal à l'état d'étranglement, S est la section efficace des orifices rectangulaires de la vanne, σcr est le rapport de pression critique à l'état d'étranglement, p1 est la pression en amont, p2 est la pression aval, T1 est la température amont, R est la constante des gaz (R=287 J/(kg∙K)), et k est l'indice adiabatique (k=1,4). À partir des éqs. (1) et (2), les caractéristiques de débit massique du HPSV peuvent être pleinement exprimées en utilisant deux paramètres caractéristiques : la surface de section efficace S et le rapport de pression critique dans l'état d'écoulement étranglé σcr.

Le HPSV étudié dans cette étude était une vanne à cinq voies à trois positions, qui contient cinq orifices de vanne, dont deux sont les orifices de commande principaux (orifices de vanne A et B). Sur la base d'une analogie avec les vannes à tiroir à quatre côtés, les orifices de la servovalve sont équivalents aux orifices d'étranglement. Après avoir traversé les orifices de soupape A et B, le gaz à haute pression peut alors être évacué dans l'atmosphère depuis la chambre selon la méthode de décharge sonique en connexion série. Le schéma équivalent de la méthode de décharge sonique de connexion en série est illustré à la Fig. 1.

Schéma équivalent de la méthode de décharge sonique de connexion série HPSV.

(a) Hypothèse sonique. Les orifices de vanne A et B sont connectés en série et les zones de passage sont identiques ou très similaires pour garantir que le gaz à haute pression est subsonique dans l'orifice de vanne A et sonique dans l'orifice de vanne B ; c'est-à-dire que la section critique se trouve à l'orifice de la vanne B.

(b) Hypothèse adiabatique. A condition que l'échange de chaleur par frottement entre le gaz et la paroi du tube soit ignoré et que le temps de décharge soit le plus court possible, la température à l'intérieur de la chambre est maintenue ; il est le même que celui de l'environnement extérieur (c'est-à-dire Tc et Tt) pendant le processus de décharge.

La surface de section efficace des composants pneumatiques haute pression S est mesurée par la méthode de décharge sonique de connexion en série. S est calculé en considérant les équations thermodynamiques du processus de décharge adiabatique et du processus isovolumétrique, et l'équation de la dynamique des gaz :

Le débit massique à travers les orifices de la vanne est

où QmAB est le débit massique dans le cas des orifices d'étranglement A et B dans le montage en série, QmB est le débit massique de l'orifice d'étranglement B, SAB est la section efficace dans le cas des orifices d'étranglement A et B en la connexion en série, et SB est la section efficace de l'orifice d'étranglement B. À partir de l'équation de continuité, QmAB = QmB est obtenu, et selon l'hypothèse adiabatique, Tc = Tt est obtenu. Ainsi,

De la norme internationale ISO635811,

De même, l'équation de continuité donne QmA = QmB, donc

Ainsi, à partir de l'équation ci-dessus,

L'équation (9) montre que la section efficace du circuit de gaz en série n'est liée qu'aux paramètres de caractérisation des composants connectés en série et qu'elle est indépendante du rapport de pression entre leurs deux extrémités. L'équation ci-dessus donne alors

En remplaçant l'éq. (6) dans l'éq. (10) donne

Le rapport de pression critique de l'orifice d'étranglement A est alors

En échangeant les positions des orifices d'étranglement A et B, le même rapport de pression critique de l'orifice d'étranglement B peut être obtenu :

Sur la base de la méthode de décharge sonique, le changement de pression et la température à l'état stable du gaz dans la cavité à volume constant sont mesurés séparément, et la section efficace de chaque orifice de soupape S peut être dérivée de l'équation. (3) en considérant les équations thermodynamiques du processus de décharge adiabatique et du processus isovolumétrique et l'équation de la cinétique des gaz. À partir des éqs. (12) et (13), deux paramètres de caractérisation, la section efficace S et le rapport de pression critique σcr, peuvent exprimer complètement les caractéristiques de débit massique du HPSV.

Sur la base de la méthode, un banc d'essai a été conçu, dont le schéma est illustré à la Fig. 2. Le capteur de pression de la chambre a été utilisé pour mesurer la pression de la chambre à volume constant, la température de la chambre était la température ambiante, les différentes vannes Les orifices du HPSV ont été reliés à la chambre par l'électrovanne de commutation, le capteur de déplacement a été utilisé pour détecter le déplacement du tiroir du HPSV et les données ont été collectées avec un ordinateur de contrôle industriel. Pour la mesure, les orifices de vanne du HPSV ont deux types de connexions en série, comme illustré à la Fig. 3.

Schéma de la mesure des paramètres de caractérisation du débit massique du HPSV.

Schéma de la connexion en série de l'orifice de la vanne.

Un bloc de vannes a été conçu pour connecter deux orifices de vanne en série. Pour réduire les coûts de fabrication, une conception monobloc a été utilisée et un bouchon fileté spécial a été conçu pour accompagner cette conception. Pour un raccordement spécifique, les autres lignes étaient fermées par des joints toriques. L'une des configurations de connexion de pont en tandem est illustrée à la Fig. 4.

Modèle 3D du bloc de vannes.

Le banc d'essai a été construit (illustré à la Fig. 5) selon le schéma du système de mesure, avec une bouteille de gaz à haute pression utilisée comme source de gaz et un ordinateur de contrôle industriel utilisé pour contrôler les électrovannes et pour l'acquisition de données. Un dispositif de fixation de la position de la bobine a été conçu pour aider à stabiliser le déplacement de la bobine lors de l'essai au moyen d'une vis de positionnement. Le dispositif de fixation était monté sur le bloc de vannes et relié au tiroir par des filetages. La liste des composants associés est présentée dans le tableau 1.

Photographie des composants de test pour les paramètres de caractérisation du débit massique HPSV : (a) la chambre et les composants de test, (b) le dispositif d'alimentation en gaz à haute pression.

Selon la méthode susmentionnée, les valeurs de pression interne de la chambre de pression après décharge ont été mesurées pour quatre cas de raccordement : orifice de vanne A, orifice de vanne B, orifices de vanne tandem A et B et orifices de vanne tandem B et A. La procédure de mesure est illustré à la figure 6.

Procédure de mesure d'essai.

Un temps de décharge de 2 s peut être considéré comme un processus adiabatique25. Le test a été effectué à des pressions initiales de chambre de 5 et 15 MPa, et les mesures de débit massique ont été répétées plusieurs fois pour des ouvertures de soupape de 0,1 à 1 mm. Les sections transversales efficaces de chaque ouverture de soupape dans les deux conditions de pression ont été calculées selon l'équation. (3), où SA, SB, SAB et SBA sont les sections efficaces de l'orifice de vanne A, de l'orifice de vanne B, des orifices de vanne tandem A et B et des orifices de vanne tandem B et A, respectivement, comme illustré à la Fig. 7. Le coefficient de débit Cd est le rapport de la surface de la section efficace à la surface de la section géométrique, et c'est un paramètre important pour évaluer la capacité de débit des orifices des vannes de régulation :

où b est la longueur latérale de l'orifice rectangulaire (b = 5 mm dans cette étude) et xv est l'ouverture de l'orifice de la valve. Les coefficients de débit des orifices de vanne A et B mesurés dans les deux conditions de pression sont illustrés à la Fig. 8. Sur la base de la valeur et de la loi du coefficient de débit, la mesure de la section efficace est plus précise.

Surface de section efficace : la pression initiale de la chambre est (a) de 5 MPa ; (b) 15 MPa.

Coefficient de débit : la pression initiale de la chambre est de (a) 5 MPa ; (b) 15 MPa.

Selon les calculs avec Eqs. (12) et (13), les rapports de pression critiques des orifices de valve A et B ont été obtenus sous deux conditions de pression (Fig. 9). Le rapport de pression critique du test était compris entre 0,46 et 0,50, ce qui est conforme à la règle du rapport de pression critique pour les composants pneumatiques généraux. Dans les deux conditions de pression, les valeurs P2/P1 étaient toutes deux inférieures au rapport de pression critique du test. Par conséquent, les aires de section efficaces mesurées SA et SB ont été remplacées dans l'équation. (1) pour obtenir le débit massique des deux orifices de vanne (Fig. 10).

Rapport de pression critique : la pression initiale de la chambre est de (a) 5 MPa ; (b) 15 MPa.

Caractéristiques de débit massique : la pression initiale de la chambre est de (a) 5 MPa ; (b) 15 MPa.

Pour l'hypothèse que la vitesse d'écoulement à l'orifice de la vanne aval est la vitesse du son dans la méthode de mesure des paramètres de caractérisation du débit massique des HPSV, la méthode CFD a été utilisée pour étudier le débit de gaz à travers les deux orifices de la vanne26. La CFD est connue comme une méthode robuste pour prédire les paramètres de la dynamique des fluides et le logiciel le plus courant est ANSYS/fluent 27,28. Comme le montre la figure 11, les surfaces géométriques des orifices de valve A et B dans le modèle étaient les mêmes. Les résultats ont montré que dans les deux conditions de pression, le débit de gaz à l'orifice de la vanne A était subsonique (les vitesses les plus élevées étaient de 186 et 197 m/s) et qu'à l'orifice de la vanne B était sonique (débits de 325 et 323 m/s) . Ici, il convient de noter que le jet à grande vitesse au niveau de l'orifice de la vanne provoque une chute de température, de sorte que la vitesse sonique locale est réduite. Selon les températures (263 et 260 K) à l'orifice de la vanne B, les débits soniques à ces températures étaient respectivement de 325 et 323 m/s ; c'est-à-dire que la vitesse d'écoulement au niveau de l'orifice de la vanne B a atteint la vitesse sonique. Après avoir traversé l'orifice de la vanne B, le débit a atteint une vitesse supersonique en raison de la zone de passage élargie, similaire à la structure de la buse Rafael. Par conséquent, l'hypothèse sonore est valide.

Contour d'écoulement de gaz des orifices de la vanne tandem : la pression d'entrée est de 5 MPa, (a) contour de vitesse, (b) contour de température ; la pression d'entrée est de 15 MPa, (c) contour de vitesse, (d) contour de température.

Pour vérifier l'exactitude des résultats des tests de débit massique du HPSV et l'hypothèse de chaleur adiabatique à l'intérieur de la chambre pendant le processus de décharge, le changement de pression à l'intérieur de la chambre pendant la décharge de 2 s a été étudié par MATLAB/Simulink. La variation de pression et de température du gaz à haute pression à l'intérieur de la chambre peut s'écrire comme suit,

où A est la zone de transfert de chaleur, h0 est le coefficient de transfert de chaleur, Ta est la température de la paroi de la chambre, T est la température du gaz dans la chambre, CV est la chaleur spécifique à volume constant et m est la masse de gaz. À partir des éqs. (15) et (16), on peut voir que pendant le processus de décharge, la variation de pression et de température du gaz à haute pression est affectée par le débit massique Qm et le coefficient de transfert de chaleur h0, et si ce processus est très court, il peut être considéré comme un processus adiabatique. Selon cette hypothèse, le coefficient de transfert de chaleur à l'intérieur de la chambre pendant le processus de décharge était de 0. Lors de l'exécution de la simulation, le rapport de pression critique du test et la section efficace ont été remplacés par les valeurs théoriques. Les données de test du changement de pression à l'intérieur de la chambre pendant le processus de décharge ont été comparées aux données simulées ; si les résultats sont très proches, le coefficient de transfert de chaleur peut être considéré comme égal à 0, ce qui signifie que l'hypothèse adiabatique est valide.

En comparant les changements de pression pour des ouvertures de soupape de 0,3, 0,5 et 0,8 mm, les résultats ont montré que les données simulées étaient en bon accord avec les données de test lorsque le temps de décharge était de 2 s sous une pression initiale de 5 MPa (Fig. 12) . Les valeurs des données de test étaient légèrement inférieures à celles des données simulées sous une pression initiale de 15 MPa pendant moins de 1,6 s, et supérieures après 1,6 s. Le transfert de chaleur entre le gaz à haute pression à l'intérieur de la chambre et la paroi de la chambre pendant la décharge peut être exprimé sur la base de la théorie du mélange de la convection naturelle et forcée 29,30,31. Lorsque la pression à l'intérieur de la chambre augmente, le coefficient de transfert de chaleur augmente en conséquence, et l'intensité de transfert de chaleur par convection dans la chambre augmente. Par conséquent, le temps de décharge peut être légèrement réduit pour s'assurer que l'hypothèse adiabatique est valable.

Pression dans la chambre à volume constant lors de la décharge : la pression initiale de la chambre est de 5 MPa, l'ouverture de la vanne est (a) 0,3 mm, (b) 0,5 mm, (c) 0,8 mm ; la pression initiale de la chambre est de 15 MPa, l'ouverture de la valve est (d) 0,3 mm, (e) 0,5 mm, (f) 0,8 mm.

Les résultats de la simulation et des tests de la pression résiduelle après décharge pendant 2 s sont comparés à la Fig. 13. Les résultats de la simulation étaient en bon accord avec les résultats des tests, et l'erreur relative maximale était de 0,05. Par conséquent, l'hypothèse adiabatique est valable et la surface de section efficace et le rapport de pression critique ont une grande précision.

Pression résiduelle dans la chambre à volume constant après refoulement : pression initiale 5 MPa (a) orifice de vanne A ; (b) orifice de soupape B ; pression initiale 15 MPa ; (c) orifice de soupape A ; (d) orifice de soupape B.

Cet article présente une méthode d'essai pour déterminer les paramètres de caractérisation du débit massique d'un HPSV à vanne coulissante. Les résultats des tests sont présentés sur les Fig. 7, 8, 9 et 10. La relation entre l'ouverture de la vanne et le débit massique (Fig. 10) était que le débit massique augmentait à un taux décroissant à mesure que l'ouverture de la vanne augmentait. En particulier, l'augmentation du débit massique diminue significativement lorsque l'ouverture de la valve est supérieure à 0,5 mm. La raison en est que le coefficient de débit est plus petit et la force d'écoulement de gaz est plus grande pour une ouverture d'orifice plus grande 32. Lorsque le débit massique au niveau des orifices de soupape augmente jusqu'à la limite du domaine de puissance au moment de la décharge, la force d'écoulement de gaz agissant sur le tiroir augmente jusqu'à un niveau comparable à la force électromagnétique du moteur. Ce phénomène rend la bobine incontrôlable pendant une courte période, et la force d'écoulement du gaz rendra les orifices de la vanne plus petits, ce qui entraînera une réduction du débit à travers les orifices. Bien qu'un dispositif de fixation ait été ajouté pour aider le tiroir à compenser une partie de la force du flux de gaz, la force du flux de gaz a toujours un effet important sur le déplacement du tiroir lorsque l'ouverture de la vanne est grande, comme illustré à la Fig. 14.

Surveillance du déplacement du tiroir pour différentes ouvertures de soupape : (a) 0,8 mm ; (b) 0,9 mm; (c) 1,0 mm. La décharge commence à 1 s.

Comme une servovalve est un élément de contrôle de haute précision, ses caractéristiques de débit massique sont très importantes. Les caractéristiques de débit massique mesurées aident à optimiser davantage ces non-linéarités grâce à des algorithmes de contrôle améliorés. Il a été constaté que la force d'écoulement du gaz affecte de manière significative la position du tiroir, qui peut être réduite en optimisant davantage l'algorithme de contrôle pour améliorer la résistance de la servovalve à la force d'écoulement du gaz. De plus, dans le système d'asservissement pneumatique haute pression, l'influence de la non-linéarité du débit massique sur les performances de contrôle du système peut être analysée et la méthode de compensation de contrôle peut être étudiée.

La nouvelle méthode de mesure proposée dans cet article est basée sur la méthode de décharge sonique de connexion en série, où deux orifices de soupape sont assimilés à deux orifices d'étranglement. La section efficace et le rapport de pression critique peuvent être obtenus en échangeant la séquence d'écoulement des deux orifices de vanne, et ces deux paramètres sont utilisés pour caractériser le débit massique d'un HPSV de type vanne à tiroir. Un HPSV à cinq voies à trois positions est utilisé pour le test.

Selon les données de test dans deux conditions de pression, le coefficient de débit a diminué avec l'augmentation de l'ouverture de l'orifice de la vanne, et les coefficients de débit étaient très proches pour la même ouverture de vanne. Le rapport de pression critique variait de 0,46 à 0,50, ce qui est conforme à la règle du rapport de pression critique des composants pneumatiques généraux. Le débit massique mesuré et l'ouverture de la vanne ont montré une relation non linéaire en raison des différentes valeurs de résistance de l'orifice à différentes ouvertures et de l'influence de la force aérodynamique instantanée de la décharge.

La méthode de mesure repose sur deux hypothèses : l'hypothèse sonique et l'hypothèse adiabatique. L'hypothèse sonore a été vérifiée par CFD et les données de simulation ont été comparées aux résultats des tests pour confirmer que l'hypothèse adiabatique est valable pour la décharge de 2 s. Il a été constaté que dans des conditions de haute pression, le temps de décharge doit être réduit en conséquence pour assurer l'adiabaticité du processus de décharge, et il est recommandé de réduire le temps de décharge à 1,6 s dans la mesure à haute pression.

La méthode proposée pour tester les paramètres de caractérisation du débit massique des servovalves à tiroir pneumatiques à haute pression est efficace et réalisable. Cette méthode présente les avantages d'une structure simple, d'un faible coût de gaz d'essai, d'un rendement élevé et d'économies d'énergie. Cette méthode de mesure est également applicable à d'autres vannes pneumatiques haute pression de type tiroir. Il est recommandé de prendre en compte l'influence des forces d'écoulement du gaz lors de la mesure, et des mesures plus précises peuvent être obtenues en augmentant la résistance de la vanne aux interférences.

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Ce travail a été soutenu en partie par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine sous Grant 51705164.

FESTO Pneumatics Center, School of Mechanical Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, 430074, Chine

Dijia Zhang, Longlong Gao, Shaoliang Zhou, Yuxuan Ma et Baoren Li

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Conceptualisation : LG et DZ ; méthodologie : DZ et LG ; logiciel : DZ et SZ ; expérience : DZ et YM ; validation : LG et BL ; enquête : YM et DZ ; ressources : LG et BL ; écriture : DZ ; surveillance : BL ; Tous les auteurs ont lu et accepté la version publiée du manuscrit.

Correspondance à Longlong Gao.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Zhang, D., Gao, L., Zhou, S. et al. Mesure des paramètres de caractérisation du débit massique des servovalves à tiroir pneumatiques haute pression. Sci Rep 12, 3273 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-07377-z

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Reçu : 22 novembre 2021

Accepté : 15 février 2022

Publié: 28 février 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-07377-z

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