德國(guó)GEMU減壓器的主要作用是將高壓氣體降為低壓氣體，并保持輸出氣體的壓力和流量穩(wěn)定。?具體來(lái)說(shuō)，減壓器通過(guò)調(diào)節(jié)其內(nèi)部的閥門(mén)或活塞結(jié)構(gòu)，使高壓氣體在通過(guò)減壓器時(shí)壓力降低到所需的目標(biāo)壓力，從而確保氣體在設(shè)備或管道中的壓力保持在安全和穩(wěn)定的范圍內(nèi)。?

此外，GEMU減壓器還具有以下作用：

?控制氣體壓力?：通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，確保氣體在設(shè)備或管道中的壓力保持在安全和穩(wěn)定的范圍內(nèi)。

?保護(hù)設(shè)備和管道?：防止高壓氣體直接進(jìn)入設(shè)備和管道，避免設(shè)備損壞、泄漏或其他安全問(wèn)題。

?節(jié)約能源?：在工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中，通過(guò)降壓減少能源浪費(fèi)和成本。

?保護(hù)人員安全?：降低高壓氣體的潛在危險(xiǎn)，減少對(duì)人員的安全威脅。

GEMU減壓器廣泛應(yīng)用于氣焊、氣割等工業(yè)領(lǐng)域，確保在工作過(guò)程中氣體壓力的穩(wěn)定和安全。

GEMU減壓器是指把儲(chǔ)存在氧氣瓶?jī)?nèi)的高壓氧氣體，減壓為氣焊工作需要的低壓氧的裝置。由于氣瓶?jī)?nèi)壓力較高，而氣焊和氣割和使用點(diǎn)所需的壓力卻較小，所以需要用減壓器來(lái)把儲(chǔ)存在氣瓶?jī)?nèi)的較高壓力的氣體降為低壓氣體，并應(yīng)保證所需的工作壓力自始至終保持穩(wěn)定狀態(tài)?？傊?，減壓器是將高壓氣體降為低壓氣體、并保持輸出氣體的壓力和流量穩(wěn)定不變的調(diào)節(jié)裝置。

GEMU減壓器是利用節(jié)流原理工作的部件，其作用是使流入的高壓氣體降壓至工作要求的值并穩(wěn)定在一定的壓力范圍內(nèi)。以往的減壓器模型一般有兩個(gè)特點(diǎn)，一是壓力微分方程通常是基于對(duì)理想氣體狀態(tài)方程的求導(dǎo)并采用等熵過(guò)程假設(shè)或等溫過(guò)程假設(shè)推導(dǎo)得到，而非從可壓縮瞬變流一維守恒形式的能量方程推導(dǎo)得到，其模型的最終形式過(guò)多依賴(lài)于理想氣體狀態(tài)方程，二是通常側(cè)重于仿真閥芯的節(jié)流和穩(wěn)壓作用，而對(duì)高、低壓腔以外的其它腔室的作用考慮的相對(duì)較少。相關(guān)研究對(duì)某膜片式減壓器動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了詳細(xì)研究，但沒(méi)有對(duì)阻尼腔和卸荷腔單獨(dú)建模；針對(duì)某逆向卸荷式減壓器的四個(gè)腔室建立了壓力微分方程，但在推導(dǎo)上采用了等溫過(guò)程假設(shè)。從可壓縮瞬變流一維守恒形式的方程出發(fā)，通過(guò)引入空間位置交錯(cuò)的兩種有限控制體積，提出了一維可壓縮瞬變流的有限元狀態(tài)變量模型，雖然稱(chēng)為有限元模型，推導(dǎo)采用的方法在一維情況下也可稱(chēng)為有限體積法，為拓寬模型的應(yīng)用范圍，通過(guò)對(duì)能量方程在低馬赫數(shù)時(shí)的簡(jiǎn)化獲得了管道分支和容腔的壓力微分方程，其方程是針對(duì)體積恒定的容腔推導(dǎo)的，不適用于變體積容腔。

氣體減壓器數(shù)學(xué)模型

為某逆向卸荷膜片式減壓器和某貯箱增壓系統(tǒng)所用減壓器的結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)前者進(jìn)行了仿真，以下將以這兩種減壓器為例建立氣體減壓器的有限體積模型。

為兩種減壓器的有限控制體積網(wǎng)格，其邊界處為相連氣體管道的邊界網(wǎng)格，把減壓器視為由高壓腔、低壓腔、阻尼腔和卸荷腔(或封閉腔 )四個(gè)氣體容積組合而成，氣體容積之間由局部流阻連接。由于閥芯直徑遠(yuǎn)小于膜片直徑，高壓腔和低壓腔的體積隨閥芯的開(kāi)合變化不大，可視為體積恒定的氣體容積，阻尼腔和卸荷腔(或封閉腔)的體積隨閥芯的開(kāi)合變化較大，需要視為變體積氣體容積。數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)的基本思想：由于視減壓器的四個(gè)腔室為氣體容積，而氣體容積模型中難以處理的狀態(tài)參數(shù)是其速度項(xiàng)，因?yàn)閷?duì)一個(gè)有多個(gè)入口和出口的容腔而言，不具備一個(gè)有確定值和明確物理意義的統(tǒng)一的速度，其中的流體必定是分區(qū)流動(dòng)的，因此推導(dǎo)中采用壓力、密度、節(jié)流處流量、入口流量、出口流量這些具有相對(duì)明確物理意義的物理量代替速度項(xiàng)的表達(dá)。