ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 183
Скачиваний: 33
а, = а—МсП > |
(29) |
где Г— момент инерции маховика, приведенный к валу дви гателя; М с п — момент сопротивления, приближенно принятый постоянным, получаем следующее уравнение:
|
|
|
a i + b < o + c w 2 = I ^ p |
|
|
|
(30) |
|||
|
После разделения |
переменных и интегрирования: |
|
|||||||
|
|
|
|
(и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t - t i |
l' |
dm |
|
|
|
|
(31) |
|
|
|
|
-г bm |
Cor |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
t,- и |
с о ; — з а д а н н ы е |
начальные |
значения |
|
времени п |
угло |
|||
вой скорости; |
t и ы — текущие значения в.еличпи. |
|
||||||||
|
В таблицах интегралов даны |
решения |
выражения |
(31) |
||||||
при |
4 a i C — Ь 2 > 0 : |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
t - t i |
•21 |
|
arc's; |
2сш - j - b |
|
|
(32) |
||
|
|
|
г' 4а, с — Ь- |
1 '4a, с |
b'- |
0), |
|
|||
а при 4aiC— b 2 < 0 : |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
t |
- t |
= |
I |
In |
2 ceo - f b — і - ' b 2 |
— 4a, с |
(33) |
|||
|
|
I |
b- — 4a, с |
|
2 cm b 4 - , / ~ b 2 - 4 a , c |
|
||||
В случае, когда нагрузки в машине зависят от угла пово рота вала двигателя ср, дл я получения зависимости угловой скорости со от угла поворота ср правую часть уравнения (30) надо преобразовать следующим образом:
d»> |
. d э |
d(» |
dm |
dt ~ |
dt |
~dv |
dco |
С учетом (34), (30) принимаем вид:
dm
аі-|-Ь(о+со)2 = Ісй dca
П о с л е разделения переменных и интегрирования:
(о
cud О)
(О, ai-f-bco+co)2 '
(34)
(35)
(36)
где ф; 'и ф — соответственно начальные <и текущие значения угла поворота вала двигателя.
50
|
Р е ш е н ия этого уравнения имеют вид: |
|
|
|
||||
при |
4aic— b 2 > 0 : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а і - | - Ь о ) + С( о 2 |
2b |
a ret? |
2ccu + b |
|||
|
|
a i + b c o i + c w i 2 |
|
У |
4 a , c - b 2 |
|||
|
|
у 4а,с — b |
|
|||||
|
|
|
. , |
2сюі-|-Ь |
|
|
|
|
|
|
— arctg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У 4a,c—b2 |
|
|
|
|
|
при |
4 a i c — b 2 < 0 : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C5 — CBi |
1 |
ai-f-bco-f-oco2 |
|
|
|
|
|
|
2cT |
ai+bcoj+ccoi2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
( 2 с с о + Ь - У |
b2 —4aic) |
(,2ссог'+Ь+У |
b2 —4at c) |
|||
|
b- - 4a,c |
In |
|
b 2 - 4 a , c ) |
( 2 с с о ; + Ь - У |
b 2 - 4 a , c ) |
||
у |
( 2 с с о + Ь + У |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(38) |
|
Обозначив |
промежуток |
времени |
м е ж д у |
положениями с |
|||
экстремальными значениями угловой скорости через At, соот
ветствующий |
этому |
интервал |
угла поворота,— Дф, |
а |
|||||
У 4 а і С — b 2 = A |
и У Ь 2 — 4 а ] С = А ь |
определяем |
из |
формул |
(32), |
||||
(33), (37) и (38) значение момента инерции |
маховика I , |
||||||||
соответственно: |
|
|
|
|
|
|
|||
I |
= |
|
|
A At |
|
|
(39) |
||
|
|
|
arctg 2 с ш т а х |
|
|
||||
|
•2| arctg 2 с ш т і г |
|
+ |
b |
|
||||
I |
= |
|
|
A, At |
|
|
(40) |
||
( 2 c c o m t „ + b — A , ) ( 2 c c o m a a : + b + A i ) ' |
|||||||||
|
|
|
|||||||
|
|
I n (2cco m i - „+b+A . i) |
( 2 C ( 0 m a x + b — A i ) |
|
|
||||
|
|
|
|
. 2 cAcs |
|
|
|
||
|
|
|
а і - f |
bcOm in+COJW i -n2 |
|
|
|
||
|
|
|
а і + Ь ( 0 , „ а к + С С 0 max |
|
|
|
|||
|
|
|
2сДс5 |
|
|
|
(41) |
||
|
2b |
arctg 2 со |
+ |
b |
arctg 2 с ш п |
|
|
||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
2 с Д ? |
|
|
|
|
ai+bwm a .v+cco,n a .v2 |
|
|
|
|
^ 1 |
I |
. |
(42) |
b . |
(2c(0nifn + b - A , ) |
(2c tO7?7 ax+ |
b + A , ) . - |
s ' |
A, |
( 2 c ( o m f B + b + A i ) |
(2cco m o *+b — A,) |
|
|
Ф о р м у л ы |
(39), (40), (41) и |
(42). предназначены |
д л я рас |
|
чета момента инерции маховика при рабочем ходе, когда
угловая скорость меняется от атах до со'тіп. Д л я |
расчетов при |
|
холостом ходе в упомянутых формула х |
необходимо поменять |
|
МеСТаМИ Cumin U Ц>тах [67] . |
|
|
Схема типичной машины ударного |
действия |
представле |
на на рис. 26. |
|
|
Рис. |
26. Схема к расчету |
маховика |
для машины |
ударно |
го действия: 1 — кривошип, |
2 — шатун, |
3 — ползун, |
! — ос |
|
нование |
(направляющая). |
|
|
|
і
Г Л А В А НІ
И Н Е Р Ц И О Н Н Ы Е АККУМУЛЯТОРЫ ВЫСОКОЙ ЭНЕРГОЕМКОСТИ
§ 1. Ветродвигатели
Инерционные аккумуляторы высокой энергоемкости длительного действия особенно широко применяются на электростанциях малой мощности и, в первую очередь, на ветроэлектростанцнях, транспортных и взрывобезопасных ма шинах, пусковых и бустерных устройствах и пр.
Использование инерционных аккумуляторов на ветродви гателях неразрывно связано с именем известного изобрета теля, уроженца города Курска А. Г. Уфимцева . И м были раз работаны различные типы аккумуляторов д л я ветроиспользования, проведен тщательный анализ электрических аккумуля торов, а т а к ж е «водородного аккумулирования», т. е. разло жения воды путем электролиза на кислород и водород с дальнейшим их использованием; теплового аккумулирования энергий в водяных баках и, наконец, инерционных аккумуля торов, на которых и был остановлен выбор.
Инерционный аккумулятор, состоящий из вращающегося маховика, соединенного с электрической трансмиссией, был предложен Уфимцевым в 1918 г. [91] (рис. 27, 28). В 1920 г.
•Рис. 28. Инерцион ный аккумулятор А. Г. Уфимцева с механичес ким приводом: / — махо вик, 2 — вал, 3 — кожух,
4 — крышка, |
5 — малая |
|
шестерня, |
|
6 — большая |
шестерня, |
7 — выходной |
|
вал, 5 — подшипник с уплотнением.
им был изготовлен инерционный аккумулятор с маховиком весом 30 кг и давлением в камере вращения 2,5—3 мм рт. ст. После 50-мннутной зарядки инерционного аккумулятора до
стигалась |
скорость |
вращения маховика 12 000 об/мин. |
З а т е м |
зарядный |
двигатель |
отключался, включался генератор, |
и к |
нему подключалась электрическая 5-свечовая лампочка, кото рая ярко светила в течение 3 часов.
В 1924 г. Уфимцевым была построена более крупная мо дель инерционного аккумулятора с маховиком весом 320 кг. Этот аккумулятор после зарядки обеспечивал равномерное свечение группы электрических ламп в 1000 свечей в течение часа. •
Работы А. Г. Уфимцева по оозданию аккумулятора |
энер |
|||
гии д л я ветродвигателя приобрели народнохозяйственное |
зна |
|||
чение. Д л я демонстрации |
действия |
нового |
аккумулятора на |
|
практике была построена Курская ветроэлектрическая |
стан |
|||
ция, с у щ е с т в у ю щ а я и по |
настоящее |
время. |
В создании |
стан |
ции участвовал один из крупнейших специалистов страны по
аэродинамике проф. В. П. Ветчинкнн, |
который после |
смерти |
|
А. Г. У ф и м ц е в а |
(1936 г.) продолжил |
его работы по |
ветропс- |
пользованию . |
|
|
* |
§ 2. Торпеда |
Хауэлла |
|
|
Ма.човичная торпеда была разработана английским адмиралом Хауэллом в 1883 г. В этой торпеде маховик играл роль как аккумулятора механической энергии, так и гиростабилизатора заданного направления движения .
|
В первом варианте торпеда Хауэлла |
имела диаметр |
35 см |
|||||||||||
и |
вес |
120 |
кг. |
Взрывчатка |
|
помещалась в носовой части тор |
||||||||
педы и весила 20 кг. Вес маховика составлял 45 кг. |
Маховик |
|||||||||||||
разгонялся |
до |
скорости |
10 000 |
об/мин, |
накопляя |
при |
этом |
|||||||
около |
40 000 кГм |
энергии. |
|
Торпеда |
покрывала |
расстояние |
||||||||
около |
500 |
м со скоростью до 30 |
км/час. |
|
|
|
|
|||||||
|
В |
следующем, более |
|
усовершенствованном |
варианте |
|||||||||
торпеда |
могла |
развивать |
скорость. 45 км/час, |
проходя |
путь |
|||||||||
до |
1 км. |
Разгон |
производился |
внешним |
(паровым) |
двигате |
||||||||
лем за 30 сек. Эта торпеда |
(см. рис. |
7) |
имела |
сигарообраз |
||||||||||
ную форму длиной 2,4 м |
|
п была обшита медным листом. |
||||||||||||
Примерно в середине торпеды был помещен .стальной |
махо |
|||||||||||||
вик |
в |
виде |
обода |
с диском, |
диаметром около 31 |
см |
и толщи- |
|||||||
