Файл: Лебедев И.В. Элементы струйной автоматики.pdf

Если давление р\ увеличить, то результирующий поток смес­

тится в сторону диафрагмы, и статическое давление у диафраг­

от удара струи, вытекающей из сопла /, о диафрагму как о плос­ кую стенку (рис. 84, б), образуется радиальный поток, а давле­

ние выхода достигает максимальной величины.

При дальнейшем увеличении давления р\ в сопле 2 возникает обратное течение (рис. 84, в), а давление выхода может умень­

шаться, оставаться неизменным или увеличиваться в зависимо­ сти от геометрии приемной камеры и гидравлического сопротив­ ления соединительного канала сопла 2 (рис. 85, а).

Чтобы соударение струй в элементе всегда происходило в зо­ не их начальных участков (при одинаковых соплах диаметром

dc), расстояние от сопла 2 до диафрагмы 3 выбирается в преде­ лах (1— 3)dc, а расстояние от сопла 1 до диафрагмы 3 — в пре­

делах (2—4) с!с. На основном участке струи уменьшение динами­ ческого давления струи при удалении от среза сопла весьма существенно. Поэтому, если расстояния в элементе больше указанных, то чувствительность элемента резко падает.

В реальных устройствах каналы, соединяющие источники давления с соплами, обладают сопротивлениями. С учетом этого по расчетной схеме, представленной на рис. 85, составим систему уравнений, позволяющих определить зависимость давления выхо­ да Рв от давлений источников р\ и pz-

1 Здесь и в дальнейш ем имеется в виду избыточное давление.

204

1) расход через сопло 1

2) расход через сопло 2

3)перепад давлений на соединительном канале сопла I

* Д л я всех величии цифры в индексах означаю т принадлеж ность к опре­ деленном у соплу, а буквы показы ваю т номер участка подводящ ей магистрали или местного сопротивления на ней.

мосгь коэф ф ициента усиления по давлению от величины сопротивления в линии, сое­ диняю щ ей источник давления с соплом в приемной камере

205

где цс — коэффициент расхода сопла; р — плотность жидкости; w — проходное сечение канала; к — коэффициент сопротивления

т

На рис. 85, б показаны зависимости, построенные по форму­ ле (316) при различных значениях R і и R 2 , хорошо совпадающие

с данными опытов.

Из выражения (316) следует, что коэффициенты усиления элемента по давлению для разных входов различны:

мента резко снижается, что показано на графике рис. 85, б. Зависимость на рис. 85, в в координатах Т?2, /гр — 1 представ­

ляет собой прямую.

Если расстояние от сопла 1 до диафрагмы 3 меньше 2,4dc (da— диаметр сопла), то влияние гидравлического сопротивле­ ния соединительного канала сопла 1 на kv будет аналогично

влиянию гидравлического сопротивления соединительного кана­ ла сопла 2 и будет тем большим, чем меньше указанное рассто­

яние.

206

Рассмотрим случай, когда расстояние от сопла 1 до диа­ фрагмы 3 уменьшено вдвое, т. е. равно 1,2dc. При этом в край­

них положениях радиального потока расход через одно из сопел максимальный, а через другое равен нулю.

Исходя из условия (315), запишем

Из уравнения (324) необходимо определить величину рсть Для этого можно воспользоваться условием симметричности задачи. Из формулы (319) следует, что в крайних положениях радиального потока рл\ = рв, рСті = РдгЭто справедливо и для

промежуточных положений, так как каждая часть уравнения (319) должна оставаться постоянной. Отсюда можно определить. значение рсть

Подставляя значение рсті в уравнение (324), после преобра­

зований получаем

R{ 4* RiRi 4- Р 2

На рис. 86 показано, как меняется статическая характери­ стика элемента по давлению в зависимости от R і и R 2. Для рас-

207'

Рис. 86. Статические характеристики элемента содной диафрагмой при расстоянии от сопла до диафрагмы всливнойкамере 1,2dc

Рис. 87. Статические характеристики —> элемента с одной диафрагмой при нагрузкенасопло

смотренного случая коэффициенты усиления определяются вы­ ражениями

Все рассмотренные характеристики относятся к случаю, когда выход элемента соединяется с глухой камерой. Если выход сое­ динен через дроссель с атмосферой, то статическая характерис­ тика имеет максимум (кривая 1 на рис. 87). Это связано с тем,

что при наличии расхода через приемную камеру в результате взаимодействия двух струй, вытекающих из сопел, возникают два радиальных потока один в сливной камере, другой — в при­

диальных потоков. Если радиальный поток расположен в слив­ ной камере и равноудален от сопла / и диафрагмы 3 при рас­

ный поток в сливной камере перемещается в сторону диафраг­ мы, в результате чего увеличивается давление выхода, а в при­ емной камере вдоль диафрагмы образуется второй радиальный поток (рис. 88, б). Когда радиальный поток в приемной камере равноудален от диафрагмы 3 и от сопла 2 (рис. 88, в), в прием­

ной камере давление увеличивается до максимума, что соответ­ ствует максимальному расходу на нагрузку. При дальнейшем увеличении давления р\ давление в приемной камере будет уменьшаться, так как расход через сопло 2 уменьшается, и до­

208