ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 299
Скачиваний: 10
Рис.75.Передачаэнергииплос кимиструями:
а — |
расчетн ая |
зависим ость |
вы ход |
||||
ного |
давлен и я |
от |
относительной |
||||
ш ирины |
приемного |
сопла; |
б — |
||||
эксперим ен тальная |
от |
зависим ость |
|||||
вы ходного |
давлени я |
относитель |
|||||
ной |
ш ирины |
приемного |
сопла; в — |
||||
зависим ость |
поправки |
\ от |
отно |
||||
ш ения ш ирины |
приемного |
канала |
|||||
к ш ирине |
сопла |
|
|
|
|
||
перепишем уравнение (281) в безразмерном виде
Для того чтобы воспользоваться уравнением (282), необхо димы экспериментальные данные. На рис. 75, а представлены
результаты расчетов при g = 1, на рис. 75, б — результаты экс периментов [96]. Как видно, по мере увеличения ширины сопла увеличивается разница между расчетной и экспериментальной величинами восстановления давления. На рис. 75, в представле
на зависимость поправки | от относительной ширины приемного отверстия у = b jb n. Поправка £ увеличивается при увеличении ширины приемного канала Ьв.
Полученным графиком можно пользоваться для определения поправки I при расчете восстановления давления по уравнению (282).
IV ЭЛЕМЕНТЫ,
ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СОУДАРЕНИЕ СТРУЙ
Глава
1. Принципиальная схема элементов
споперечным взаимодействием струй и их характеристики
Вобщем случае элемент, использующий поперечное соударение
струй, содержит канал питания Я, несколько управляющих У и приемных каналов В. Вытекающая из сопла струя питания рас
пространяется в рабочей камере, которая может иметь различ ную конфигурацию, но во всех случаях размеры ее таковы, что влияние боковых стенок на положение струн отсутствует. По
этому ось струн питания при отсутствии управляющих сигналов остается прямолинейной.
Струя питания, прошедшая через рабочую камеру элемента, попадает в приемные каналы В і, Bz, Bz (рис. 76), число которых
может быть от одного до трех.
Приемный канал выполняется обычно расширяющимся для восстановления потенциальной энергии давления на выходе струйного элемента.
Каналы управления Уі — У4 так же, как и канал питания,
заканчиваются сужающимися соплами. Число каналов управле ния может быть различным в зависимости от функционального назначения элемента.
Функциональные возможности элемента с поперечным взаи модействием струй зависят от числа каналов управления и при емных каналов, а также от способов соединения каналов между собой. Показатели статической характеристики элемента, имею
щего определенное число каналов |
У и В (крутизна характери |
||||||||
стики, линейность, |
коэффициент |
передачи |
энергии) |
|
зависят |
||||
от геометрических |
размеров |
каналов |
Я, У и В, от |
их взаим |
|||||
ного расположения и наличия обратной |
связи |
между |
канала |
||||||
ми В и У. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Простейшим является элемент |
с одним |
выходным |
каналом |
||||||
и одним каналом |
управления. |
Статическая |
характеристика та |
||||||
кого элемента в общем |
виде представлена на рис. 77, где по осп |
||||||||
ординат откладывается |
Х в — значение |
расхода |
или |
давления |
|||||
в выходном канале элемента, а по оси абсцисс — Х у — значение расхода или давления в канале управления. Кривая 1 соответ
186
ствует случаю, когда сопло |
питания и выходное сопло соосны |
(как например, ось сопла |
по отношению к оси сопла П на |
рис. 76), а кривая 2 — случаю, когда оси приемного сопла и соп
ла питания сдвинуты одна относительно другой (как например, осп сопел ß 2 и ß 3 по отношению к оси сопла П ). Элемент такого
типа |
может выполнять функции пропорционального |
усилителя |
|
(при |
Хь0> Х у,,-), пассивного элемента сравнения |
сигналов Х п и |
|
Ху (уѴп — расход или давление в канале питания) |
и, |
наконец, |
|
если |
Апо рассматривать в качестве единичного |
сигнала, а Кв1(' |
|
в качестве нулевого, то описываемый элемент может реализовать две логические^ операции ft = X (повторение — кривая 2 на рис. 77) и І2 — Х (отрицание — кривая /) .
Рассмотрим элемент, имеющий несколько каналов управле ния и два или три приемных канала. Такому элементу могут быть присущи одновременно обе выходные характеристики, по казанные на рис. 77. Наличие нескольких каналов управления и двух или трех приемных каналов позволяет реализовать все элементарные логические функции [42]. Кроме того, элемент с каналами Уь Уз, ß b ß 2 может служить пропорциональным уси лителем, в котором значения выходных величин Х п зависят
от разности сигналов управления Куі — Ку3, поданных по кана лам Уі и У3.
Соединяя один из приемных каналов через постоянное или регулируемое гидравлическое сопротивление с каналом управ ления, можно осуществить соответственно постоянную или регу лируемую обратную связь. Она может быть положительной или отрицательной.
Подбирая гидравлическое сопротивление в линии обратной связи, можно изменять коэффициент обратной связи, т. е. отно шение входного сигнала, возникающего за счет наличия обрат ной связи к соответствующему выходному сигналу.
Рис. 76. Принципиальная схема эле |
Рис.77.Статическиехарактери |
ментаспоперечнымсоударением |
стики элементов с поперечным |
струй |
соударениемструй |
187
Наличие обратной связи позволяет получать различную кру тизну статической характеристики элемента. Меняя коэффициент обратной связи, можно превратить характеристику элемента в релейную, линеаризовать ее, придать струйному элементу свой ство «запоминания» управляющего сигнала [85].
Если элемент имеет два выходных канала, расположенных симметрично относительно оси сопла питания, то при отсутствии управляющего сигнала струя питания будет делиться приблизи
тельно поровну между указанными выходными каналами. |
При |
||
наличии обратной связи такой элемент можно превратить |
в ге |
||
нератор колебаний. Действительно, пусть элемент, |
показанный |
||
на рис. 76, имеет каналы В г и Bz, |
У\ н Уз, причем В 3 соединен |
||
с У], а В 2 с У3. Вследствие даж е |
незначительной |
несимметрпп |
|
элемента, которая практически неизбежна, начальное разделение расходов по входным каналам не будет строго одинаковым. Это приводит к неравенству входных сигналов Лу] и Лу3. При высо
ких |
усилительных свойствах элемента неравенство сигналов |
Лу 1 |
и Луз может оказаться достаточным, чтобы отклонить струю |
питания. При этом разность между Луі п Луз меняет знак. Далее описанный процесс будет периодически повторяться [85].
Задача расчета статической характеристики элемента со взаимодействием поперечных струй состоит в том, чтобы найти зависимость Лв = f(Xy) (рис. 77). При проектировании струйно
го элемента часто бывает необходимо определить только его коэффициент усиления (максимальный или соответствующий ли нейному участку характеристики), млн какой-либо другой пока затель работоспособности. Выбор такого показателя связан с условиями работы элемента в системе.
Если струйный элемент предназначен для реализации логи
ческих функций, то показатели |
его работоспособности могут |
выбираться по рекомендациям, |
приведенным в гл. 1. Если же |
струйный элемент используется |
в схеме автоматического управ |
ления как исполнительный или регулирующий орган, то в каче стве показателей его работоспособности могут быть приняты коэффициенты восстановления и управления, а также глубина регулирования [64].
Коэффициент восстановления представляет отношение рас сматриваемого параметра потока в выходном канале при отсут ствии сигнала управления к соответствующему параметру пото ка питания, т. е. Лп0 /Лл. Можно различать коэффициент восста
новления |
по |
расходу |
B Q = Qno/Qn, |
давлению Вр = р н0ІРп и |
||
мощности ß.v = |
NB0/Nn. |
|
|
|
|
|
Глубина регулирования характеризует эффективность управ |
||||||
ляющего |
воздействия на |
поток, которое достигается |
в данном |
|||
|
|
|
|
X |
_X |
(знаки |
элементе и определяется соотношением R = — —-----— |
||||||
X Во и Лш; выбираются так, чтобы R |
|
^ао |
|
|||
оказалась |
положительной |
|||||
188
величиной) [64]. В качестве величины .YnK обычно принимается предельно достижимое минимальное или максимальное значение выходного сигнала для данного элемента. Глубину регулирова
ния. как н коэффициент восстановления, можно различать по параметрам ( R Q , R V и R N).
Усилительные свойства струйного регулирующего органа удобно характеризовать коэффициентом управления, который показывает, какую долю расхода, давления или мощности со ставляют расход, давление или мощность потока управления, необходимые для изменения параметров потока в выходном ка нале от Хво до Хш;, т. е. для достижения заданной глубины ре гулирования. При этом предполагается, что Q„ и рп в процессе
регулирования остаются постоянными.
Коэффициенты управления по расходу, давлению и мощно сти соответственно определяются отношениями:
= Q n / Q y K , У р ~ Рп/Рук-і
y py Q = y » = N J N yк.
Элемент, использующий взаимодействие поперечных струй, обеспечивает глубину регулирования до 1. В связи с этим при проектировании струйного элемента такого типа можно зада
ваться величинами R Q и R v, исходя |
из требований к работе эле |
мента в системе, а также учитывая |
нагрузку, присоединенную |
к выходному каналу элемента. |
|
Зная B Q и Вр, а также Уд и У р для любого заданного значе ния R Q и R p, можно построить всю статическую характеристику
элемента в выбранных координатах |
(р или Q). Действительно, |
||||
при R = О Х во = В в безразмерных координатах. При |
некотором |
||||
R Ф |
0 вычисляется Х в = Х во— RxB0 |
(по определению глубины |
|||
регулирования) и У = f(R). |
Зная У, можно |
найти |
Х у = Х п/У |
||
(по |
определению коэффициента управления). |
Таким образом, |
|||
для |
выбранного R имеем две |
координаты (У„, .Ху) точки стати |
|||
ческой характеристики.
2. Конструкция элементов, использующих поперечное соударение струй
Элементы этого типа могут выполняться либо плоскими, объ единенными по несколько штук на одной плате [85], либо объем ными с соплами, как правило, круглого поперечного сечения.
Элементы с круглыми осесимметричными соплами и соответ ственно с круглыми подводящими и выходными каналами, имеют некоторые преимущества при использовании для управления мощным потоком жидкости или газа. Они имеют более короткие диффузоры и лучше стыкуются с круглыми подводящими и от водящими трубопроводами, так как при этом отпадает необхо
189