Файл: Дмитриев Ю.Я. Гидравлические импульсные струи на лесосплаве.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.08.2024

Просмотров: 82

Скачиваний: 0

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

3*

Рис. 14. Принципиальная схема тензоустановки

непосредственно на осциллограф. Источником питания служила батарея элементов типа КБС-Л-0,50.

Принципиальная схема тензоустановки показана на рис. 14. На рис. 15 представлены типичные осциллограммы исследуемых процессов. На фоторазвертке показаны осциллограммы: 1 — отмет­ чика времени, 5 — продолжительности открывания и закрывания входного отверстия насадка, 4 — переменного напора в ускорителе, 3 — переменного напора в насадке, 2 — скорости импульсной струн.

10. Перед началом опытов была проведена тарировка измери тельной аппаратуры. Тарировочная кривая, дающая графическое

Рис. 15. Типичные осциллограммы начальных параметров им­ пульсных струй

выражение функциональной

зависимости

между величинами Я

и h, представлена на рис.

16. Прибор

для измерения скорости

в точке был протарирован в импульсном режиме. Данный прибор помещался в различные точки по оси импульсной струи с известными максимальными значениями осевых скоростей

(vzmax)- Функциональная

зависимость

между величинами

І і т а х и V z m a x П р е д с т а в л е н а

Т а р іф О В О Ч Н О Й

КрИВОЙ Vz max = f { l l m a x )

(рис. 17).

Исследование закономерностей изменения осевой скорости импульсной струи й вбзбужденного ею потока проводилось при уста­ новившейся работе установки. При этом во всех случаях истече­ ния импульсной струи на пленку записывалось не менее 50 им­ пульсов. Как показали осциллограммы, напор в ускорителе в пе­ риод открытия входного сечения насадка изменяется от некоторого начального значения Яо до Нтах. При закрытии входного отвер-

36


стия насадка напор в ускорителе резко возрастает. Перед насад­

ком (после отсекателя)

за время to ^ t^ to m p

напор изменяется от

О до Нтах■ Причем напоры в камере и насадке выравниваются

и

достигают одного максимума (кривые

сливаются). За время

to m p^t^tnu (tiiM— продолжительность

единичного импульса

струн)

напор в насадке падает до 0.

К.

Митропольского

и

При

использовании

методики А.

Н. Л. Леонтьева для кривой переменного напора в насадке для

всех случаев истечения импульс-

ѵ _

 

 

 

ной струн была найдена аналитп-

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

0,80

 

 

t

 

 

 

і

 

 

 

 

 

В ,В О

 

/г

I

 

 

 

 

 

омо

 

/

 

 

 

 

j /

 

 

 

/

/

 

 

0,20

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

-

 

10

20

30 ВО

 

Рис. 16. Тарировочная кривая датчика

Рис. 17.

Тарировочная

кривая

давления

прибора

для

измерения

скоро­

 

 

 

сти

 

ческая зависимость, устанавливающая связь между величинами Н и t в следующем виде:

н.

Н , п а х

V1

) при to

t ^ ^откр

(23)

 

t f m a x

— f i t • $

ІфН '^откр

^ин*

 

где Н — напор в данный момент времени;

t— время;

Т— период;

Ht — ускорение изменения напора; to— начальное время;

/0Ткр— время открытия входного сечения насадка; tmr—время истечения единичного импульса струи.

Осевая скорость импульсной гидравлической струи. Экспери­ ментальное исследование закономерностей распространения

37


импульсной гидравлическом струи на основном ее участке в неогра­ ниченном водном пространстве было выполнено с подкрашенными струями воды, свободно вытекающими из насадков различного диаметра, помещенных в неподвижную жидкость тех же физиче­ ских свойств, что и импульсные струи, методом скоростного фото­

 

графирования.

Преимущест­

 

во этого метода заключается

 

в том, что быстро протекаю­

 

щие

процессы

фиксируются

 

на пленку, что дает возмож­

 

ность

воспроизведения

их

 

в замедленном темпе. Зная

 

частоту смены

кадров

 

(фо­

 

тографирование проводилось

 

со скоростью движения плен­

 

ки, равной 32 кадрам в се­

 

кунду) и расстояние, на

 

которое

распространилась

 

струя (для отчетов расстоя­

 

ний

на стеклянном

лотке

 

была

установлена

масштаб­

 

ная линейка), можно с до­

 

статочной степенью точности

 

определить скорость распро­

 

странения

фронта

импульс­

 

ной струи как осевую, так и

 

на любом

расстоянии

от

 

оси.

 

 

 

 

фото­

 

Метод скоростного

 

графирования

позволил

оп­

 

ределить конфигурацию

им­

 

пульсной струи как в вер­

 

тикальной, так и горизон­

 

тальной плоскостях. Дина­

 

мику

развития

импульсной

 

гидравлической

струи

легко

 

проследить

в

приведенных

 

ниже фоторазвертках в вер­

Рис. 18. Фоторазвертка импульсной струн

тикальной

и

горизонталь­

в вертикальной плоскости

ной

плоскостях

(рис.

18

Импульсная гидравлическая струя,

и 19).

 

 

 

 

 

вытекающая из конического

насадка, во всех случаях истечения представляется конусообразно расширяющимся потоком, начинающимся от кромок ее круглого выходного отверстия (рис. 20).

На всем протяжении струя, входящая во взаимодействие с ок­ ружающей ее неподвижной однородной жидкостью, непрерывно меняет свои гидравлические параметры, что объясняется нёпрерывностью взаимодействия струи с окружающей ее средой. Были

38


выяснены непосредственно опытным путем наиболее характерные особенности движения массы жидкости вдоль импульсной струп aa'ßß', вытекающей из насадка в окружающую ее среду тех же физических свойств. Особенное внимание было уделено измере­ ниям величины скорости вдоль по оси струп на различных рас­ стояниях от конца насадка О, причем центр отверстия насадка О принимался на начало отсчетов расстояний вдоль по оси струи OZ, совпадающей с осью насадка.

По одной и той же средней скорости вытекания жидкости из

насадка ѵо

измерялись

скорости

фронта

импульсной

струи

 

........

-....

в

различных

точках оси OZ.

 

Совокупность

всех

этих

изме-

 

 

 

рении при

данной

начальной

 

 

 

скорости ѵ0

 

давала отдельный

опыт изучения распространения импульсной гидравлической струи в неограниченном водном пространстве при отсутствии течения в нем. Для проводи­ мых опытов были вычислены среднеквадратичные отклонения т, вариационный коэффициент о% и показатель точностир%, характеризующий надежность

а'

Рис. 19. Фоторазвертка импульсной

Рис. 20. Форма боковой поверхности

струи в горизонтальной плоскости

импульсной струи

полученных результатов. Величина показателя точности в про­ веденных экспериментах не превышала р = 3,Э%» а во многих слу­ чаях снижалась до 1,5%, т. е. измеряемая vz являлась доста­ точно достоверной величиной. Сведения о проведенных опытах приводятся в табл. 4, где приняты следующие обозначения:

d0— диаметр круглого выходного сечения насадка; Нтах — максимальный напор в насадке;

АZ — приращение расстояния;

Vz — осевая скорость фронта импульсной струи; Z — расстояние вдоль оси струи.

39