Файл: Полубояринов Ю.Г. Основы машиностроительной гидравлики и пневматики учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.07.2024

Просмотров: 171

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Тогда в соответствии с формулой (95) можно записать: ^вх= Шх^вх X

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fe + 1

 

X

 

2 £ :

РрабТраб

 

Ризм

Рнзм

\

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рраб

Рраб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(96)

 

 

 

 

 

 

^ Н З М

М'ИЭМ^ИЗМ ^

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fe+1

 

X

2 S ;

РизмТн

 

 

Ратм

Ратм

^

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рнзм

Рнзм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

GB X

 

и G„7

 

 

расход

воздуха,

вытекающего через

 

 

 

 

изм весовой

 

 

 

 

 

входное

и измерительное

сопла;

 

 

QB X

 

и Ql t 3 M — площади отверстий входного

и

измерительного

 

 

 

 

 

сопел;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I ^ BX

 

и М-изм коэффициенты

расхода

входного и измеритель­

 

 

 

 

 

ного

сопел;

 

давление;

 

 

 

 

 

 

 

 

Ратм атмосферное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к — показатель

изоэнтропы.

 

 

 

 

Остальные обозначения понятны из рис. 52.

 

 

 

 

 

Для изоэнтропного

процесса справедливо уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

— const.

 

 

 

 

В данном

 

случае

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рнзм

 

Рраб

 

 

 

Ратм

Рнзм

 

(97)

 

 

 

 

 

гизм

 

 

 

 

 

у"

vf c

 

 

 

 

 

 

 

 

Yna6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(атм

I нзм

 

 

С учетом (97) систему уравнений (96) преобразуем к такому виду:

 

G„

 

 

! H-BXGBXYHSM

] /

2 g

-

 

Рраб

 

Рнзм

 

 

 

 

 

1

V ?раб

 

Тизм

 

(96а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^нзм — М'изм^нзмТатм

 

 

 

Рнзм

 

Ратм

 

 

 

%g ~ \ \ Тизм

 

Татм

 

По условию неразрывности потока для установившегося движе­ ния имеем GB X = G„3 M , отсюда, приравнивая левые части уравне­ ний (96а) и производя сокращения, получим

и? Q2

у,2

 

Рраб

 

 

 

Ризм

Рати

г"вх

вхг'изм

7раб

 

7нзм

 

1

Тизм

Татм

вхг1

 

 

изм изматм

 

 

Выразим

абсолютные

давления

р р а б

и р и з м

через

избыточные

давления

р'ряб

и р'изм

и атмосферное давление р а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

атм

 

 

 

 

 

''раб"

' Рраб

' Ратм'

Рнзм

Рцзм +

РаО

 

П О

 

 

 

 

 

 

 

 

атм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


и решим последнее равенство относительно ризм

Р р а б

2 Q2

2

П э х " в х Тизм

 

Тизм

„2

 

Ураб

2

 

I

2

Q2

v 2

 

 

 

Q2

 

 

 

 

 

И'язм

изм | атм "т" Гвх

вх"нз

 

1

1 \

1

о

2

„2

3

„ -

/ 1

 

 

I

f W W

Траб

 

F B X

Q B X Y

1Тизм

 

г —

Т н з м Г в х

 

В Х

Г Н З

М

 

Т а т м Г н з м

, ! З М ' а

 

I L 2

 

Q 2

 

v 2

 

4- п 2

Q2

v 2

 

 

 

f изм

 

измТатм "т" Гвх

вхТнзм

 

Обозначим

Р " з м

=h

и Р р а

б

— Я

и сократим полученное выра-

жение на

u 2

Тизм

 

Траб

 

 

 

 

 

^

 

 

J

 

 

^

Q2 у2

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г в х

В Х 1 И З М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/г =

-

/ _Mji3M

 

"

 

 

 

 

 

 

 

• •

 

 

 

 

j _j_

\ 2

/ $нзм

\ 2

(

Татм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I - I B X

/

\ Q D X

 

/

V

Тизм

 

 

 

 

 

 

Ратм

 

 

 

 

 

1

 

 

1

\ /

«изм

\ 3

/°Я8Н V

I

Татм

Y 4

Траб

Тизм /

 

I Тнзм

 

Татм

1\

Цвх

 

Q . J

 

Тнз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 _(_ )

М'Изм \2 ( йизм

\ 2

/

Татм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цвх

У

\ й в х

 

j

\

Тизм

 

 

 

 

 

 

Если не учитывать влияние сжимаемости воздуха в пневматиче­

ском

устройстве на величину

удельного веса 7

и поэтому считать,

ч т о

Ураб =

Тизм =

7атм>

т 0

получим

 

приближенную

зависимость

такого вида:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А = -

 

 

Я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 _|_ I •Р'Изм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U-вх j

\

Q B X

 

 

 

 

 

 

 

 

Так

как

QBX

Jld2 x

и. Q„3M = ndH 3 M s

(см.

обозначение

на

= — —

 

 

 

 

4

 

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис. 52), то окончательно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

_|_ [ 6

)

^изм

V

изм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цвх

/

 

£

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вх

 

 

 

 

 

 

 

Формула (98) и является расчетной зависимостью для опреде­

ления измеряемого зазора s. Величины Н,

d H 3 M и dBX

являются

по­

стоянными, а

отношение

| ^ и з м

) изменяется незначительно,

поэ-

тому

согласно

(98)

h =

f (s).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 *

141


Обозначим

а = 1 6

тогда вместо (98) получаем

М'НЗМ

2 di

(99)

Н-вх

 

 

 

 

 

 

 

1 + as2

 

 

 

 

 

 

 

 

(100)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последняя формула удобна для построения графика теоретиче­

ской

зависимости

h =

f (s) при

Н =

const,

называемого

с т а т и ­

 

 

 

 

 

 

ч е с к о й

 

х а р а к т е р и с т и ­

ЬшШ.ст.

 

 

 

 

к о й

п р и б о р а .

 

В

 

соответ­

 

 

НЧ500см

 

 

ствии с выражением (100)

характе­

 

 

 

 

ристика манометрического

 

прибора

то

ТА \

 

 

 

 

 

 

 

dusu•2мм

 

является

н е л и н е й н о й .

Это

то

к

 

значит, что

одинаковым

прираще­

 

 

 

 

 

 

 

ниям зазора s соответствуют нерав­

woo

V

 

 

 

ные

приращения

показания

при­

 

 

 

 

бора h, или, другими словами, гра­

800

\

\

 

 

 

дуировка шкалы отсчетного устрой­

 

V

 

 

ства

получается

 

неравномерной

600

 

 

 

(с [разными

интервалами

 

делений

 

 

 

\

 

 

или с разной ценой делений). Наи­

400

 

 

 

 

 

более

резко

нелинейность

харак­

 

 

 

 

 

 

теристики выражена на ее концах,

200

 

 

 

 

 

т. е. вблизи

предельных

значений

 

 

 

 

 

 

зазора s. Напротив,

вблизи

точки

О

40 80 120

160

200

S.MKM

перегиба

кривой

h — f (s)

харак­

теристика почти линейная, как это

 

 

Рис. 53

 

 

видно из рис. 53, на котором по­

 

 

 

 

 

 

казаны характеристики

манометри­

ческих приборов

с различными

диаметрами

входных

сопел:

1 —

0,63, 2 — 0,88, 3 — 1,00,

4 — 1 , 2 5 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнение теоретической зависимости h — f (s) с опытными дан­ ными (точки на рис. 53) показывает, что между ними имеются не­ которые расхождения, поэтому в практике, как правило, произво­ дится предварительная наладка (настройка) пневматических при­ боров. Наладка производится с помощью установочных, предель­ ных или оптимальных калибров.

Основные показатели пневматических измерительных приборов

Передаточное отношение. Отношение линейного или углового перемещения указателя (стрелки) к изменению измеряемой вели­ чины, вызвавшему это перемещение, называется передаточным от­ ношением измерительного прибора, что равнозначно чувствитель­ ности прибора. Общее передаточное отношение пневматических

112


приборов состоит из передаточного отношения пневматической и механической частей прибора. Различают текущее, среднее и но­ минальное передаточные отношения.

Т е к у щ е е

передаточное отношение k определяется

наклоном

статической характеристики прибора Л =

f (s) в данной

точке:

 

 

k =

dh

 

(101а)

 

 

ds

 

 

 

 

 

 

 

С р е д н е е

передаточное

отношение

kcp равно

 

 

 

kcp

 

— -Ah

 

(1016)

 

 

 

 

As

 

 

где АЛ — перемещение

указателя;

 

 

As изменение измеряемого зазора.

 

 

Н о м и н а л ь н о е

передаточное отношение k0 есть величина,

равная отношению принятого интервала делений а шкалы отсчетного устройства к указанной на

этой шкале цене деления с:

 

/

 

k0 =

 

 

(101в)

В общем случае при нелиней­

ной характеристике

прибора

Л

=

= / (s) значения

k,

kcp и

k0

не

равны между собой.

 

 

 

Согласно

(100)

 

 

 

 

и

 

н

 

 

 

Л =

 

 

 

 

отсюда

1 - f a s 2

 

 

 

 

 

 

 

dh

 

IHas

 

(102)

ds

(1

- f a s 2 ) 2

 

Рис. 54

 

 

 

 

 

Кривая зависимости k — fx (s), построенная по уравнению (102), показана на графике (рис. 54), на котором нанесена также статиче­

ская характеристика Л =

f (s). На представленном

графике

можно

выделить три

характерных

участка

кривых h = f

(s) и k

=

f1 (s)

с интервалом

зазоров:

1)

от 0 до

Sjj 2) от sx до

s2 ; 3) более s2 .

На первом и третьем участках характеристика прибора Л =

/ (s)

существенно нелинейна,

а функция

передаточного

отношения

k =

— fi (s ) существенно переменна. Эти участки принято считать не­ рабочими. На втором, среднем, участке характеристика Л = / (s) близка к линейной, поэтому и функция k = fx (s) практически по­ стоянна, т. е. k ^ kcp = ka.

Этот участок характеристики принято считать рабочим участ­ ком.

113