管路系液体過渡解析ソフトウェア　Advance/FrontNet/Ω　解析事例3

解析モデル
図1のように上流にポンプがあり、制御弁で1MPaGに制御し、下流に流れています。ポンプの圧力をリザーバで模擬します。

図1. 配管と圧力制御弁の解析モデル

解析目的
制御弁と流体との連成について、確認を行います。圧力の擾乱に対する圧力制御弁の応答を調べ、制御パラメータについてどちらの値が適当か調べます。

解析条件

表1. 配管に関する解析条件

配管長[m]	配管呼び径[B]	内径[mm]	厚み[mm]	高さ[m]
400	10	255.4	6	0

表2. 機器に関する解析条件

機器名	取り扱い	詳細
ポンプ	圧力境界条件	2.MPaG
弁	圧力制御弁	位置はポンプから100m 設定圧1.5MPaG 下流30mの取り出し
リザーバ	流量境界条件	100t/h

圧力制御は、解析事例2と同様のブロック図を用いることとします。

図2. 上流ポンプの圧力境界条件

解析結果
解析ケース１：時間遅れ2秒、比例ゲイン200%、積分時間50秒の場合

図3. 弁圧力取り出し位置の圧力（90秒から150秒まで：解析ケース1）

図4. 弁圧力取り出し位置の圧力（0秒から600秒まで：解析ケース1）

図5. 圧力制御弁の振る舞い（解析ケース1）

解析ケース2：時間遅れ2秒、比例ゲイン100%、積分時間20秒の場合

図6. 弁圧力取り出し位置の圧力（90秒から150秒まで：解析ケース2）

図7. 弁圧力取り出し位置の圧力（0秒から600秒まで：解析ケース2）

図8. 圧力制御弁の振る舞い(解析ケース2)

参考またはご協力
当社オリジナルのモデルによるものです。

流体と制御系の連成の基本解析まとめ 圧力の擾乱に対する圧力制御弁の応答の解析を行いました。 PID制御パラメータのうち、比例ゲインと積分時間を変更した2つのパラメータケースについて解析を行い、解析ケース2のほうが解析ケース1よりも時刻105秒あたりの弁の振動が少なく、元の圧力値を取り戻すのに約100秒早いことが確認できました。