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

Рис. 146.Влияние относительного диаметра D камеры на вели­ чинубезразмерногоперепададавления

ная амплитуда не более 2% от входного давления) и с коэффи­ циентом запирания по расходу Крз ^ 12. Для уменьшения шума

в таких усилителях используются либо тарельчатые диффузоры, либо конические с аксиально расположенными в выходных сечениях стержнями.

Вихревые элементы, у которых /Срз доходит до 20, а уровень шумов составляет до 10% от входного давления, могут исполь­ зоваться в качестве переключателей потока. При исследовании [118] вихревых камер с рассредоточенной периферийной подачей потока питания через кольцевую щель (рис. 137, г), двумя соп­ лами ушравления и двумя выходами было выяснено влияние относительной ширины сопла управления ß = öy/D. На рис. 145, а приведена зависимость /Срз от ß, полученная экспериментально. Как видно, с уменьшением ß коэффициент КРз увеличивается. Величина ß влияет также на вид характеристики Qu= f(py)

[118]. С уменьшением ß указанная характеристика все больше от­ клоняется от пропорциональной, увеличивается зона начальной

300

скоростных давлений потоков управления и питания. Для стадии стеснения указанная зависимость может быть представлена следующей формулой:

(404)

2

Существенное влияние на характеристики вихревых усили­ телей оказывают пограничные слои на торцевых и цилиндриче­ ской стенках камеры. Чем толще пограничные слои, тем менее эффективна закрутка потока. Так как толщина пограничного слоя увеличивается с уменьшением числа Рейнольдса, то боль­ шим коэффициентом усиления обладают вихревые усилители, работающие на больших скоростях [97].

В общем случае безразмерная статическая характеристика

В И Х р е В О Г О Э л е м е н т а Q B/ Q n n = f ( Q y / Q n n ) = Ф (Р у/Р п*) ( п р и Р п * =

=const), работающего на несжимаемой жидкости, определяется

восновном шестью безразмерными параметрами: числом Рей- , нольдса ReD = Qm/nDv, отношением площадей con/cöB и соу/сов

относительными диаметром d J D и высотой 2 # /d B камеры [121].

Опыты, выполненные в широком диапазоне изменения парамет­ ров, показали, что статическая характеристика вихревого элемента не зависит от числа Иед, если его величина превышает 750. На рис. 147 приведены основные результаты эксперимен­ тальных исследований.

гает максимального значения, а коэффициент Кдз минимально­ го [121].

Влияние отношения диаметров на статическую характеристи­ ку иллюстрируется на рис. 147, в. С уменьшением d J D

увеличивается значение относительного расхода выхода. С уве­ личением отношения d J D форма характеристики меняется от

пропорциональной до релейной.

По данным опытов, относительная высота 2H/dB не влияет на статическую характеристику при 2H/dB > 2.

* В работе [121] вместо Крз используется обратная величина, называемая коэффициентом редуцирования.

301

параметров: dB/D и иу/сов.

Для этого диапазона получена номограмма коэффициента редуцирования расхода 1//Срз (сплошные линии на рис. 147, г) и коэффициента запирания по давлению /<д3 (штриховые линии)

одному значению расхода управления могут соответствовать несколько значений расхода питания. На рис. 147, а область не­ однозначных условий запирания находится справа от вогнутой сплошной линии.

302

При исследовании вихревых усилителей со сбросом [84] быловыяснено, что первоначально при увеличении расхода управле­ ния (пока имеет место стадия стеснения и слабая закрутка по­ тока на выходе) характеристики усилителя мало чем отличают­ ся от характеристик соответствующего усилителя без сбросов расхода. Но при уменьшении выходного расхода до величины (0,3— 0,4) от начального расхода на выходе начинает сказы­ ваться сброс. В области меньших выходных расходов усиление очень велико. При незначительном увеличении расхода управ­ ления расход, поступающий в выходную магистраль, может уменьшиться до нуля.

3. Метод расчета вихревых усилителей, работающих на несжимаемой жидкости

Метод расчета начальной стадии работы вихревого усили­ теля (стадии стеснения) пока не создан. Предполагается, что закрутка в камере возникает при подаче даж е небольшого сиг­ нала управления. При этом происходит смешение потоков

В результате трения о стенки камеры вблизи цилиндрической

генциальных скоростей в камере, а также перепад давления на ней можно определить методом, описанным в п. 6, гл. III. Однако там рассматривался случай, когда имеется лишь один танген­ циальный поток (поток питания отсутствует). Поэтому, чтобы использовать полученные в п. 6, гл. Ill данные, необходимо в ка­ честве'ширины сопла подставить ширину bc = Q J u cH результи­

Ширина Ьс в расчетах принимается в качестве ширины неко­

торого эквивалентного тангенциального сопла.

303'.