ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 118
Скачиваний: 0
коэффициенты расходов ц в течение переходного процесса остаются постоянными. В результате интегрирования получим.
Для сочетания Д —Д
, А |
\ |
, |
|
2г, — і |
|
ßißs |
|
|
ßf (2г, — І)+ г, |
|
||||
t = ---- Carets: — |
------ |
|
arctg |
Уг,(I —г,) |
|
|||||||||
2/г |
|
&2 |
Уг,(1 —г[) |
|
2ф |
|
|
|
2ß,ß2 |
|
||||
—arctg |
|
2r + ß?-rt |
+ |
Mi_ ln |
|
ß3 Ѵ\-Гі+ VWx |
х |
|||||||
|
2 V (r+ß?)(r,-r) |
2cp |
|
|
Рз ѵт=7[- V W i |
|
||||||||
|
|
|
|
V Рз— г + > Г1— г |
+ с , |
|
|
|
(46) |
|||||
|
|
|
|
Vßl—r— \/ гх— г |
|
|
|
|
||||||
где С — постоянная |
|
|
|
|
|
|
||||||||
интегрирования, |
которую |
находят |
из |
|||||||||||
начальных условий; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
cp = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИГ' |
|
|||
|
[ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= j / |
— ^ + - ^ г + (р; |
Р* —і / |
2 + |
Ш + ф; |
|
|||||||||
ß3 = |
/т |
|
— + ф; ß4 — |
|
— Ч— — |
|
|
|
||||||
V |
2 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
2k"- |
|
|
|
|
|
2 |
2£2 |
|
|
|
||
Для сочетания режимов истечения Н—Д |
|
|
|
|
||||||||||
t = A |
- г / Щ - . |
А |
1п |
л / - — 1— — |
+ С, |
(47) |
||||||||
|
У |
Г2 |
2г |
|
К |
Г, |
|
2г |
|
J |
|
|||
где г2 = Р2 ІР\- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для сочетания режимов истечения Д —Н |
|
|
|
|
||||||||||
t = A- |
|
2k arctg j / |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ с. |
|||
4k"-+ 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(48) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для сочетания режимов истечения И—Н |
|
|
|
(49) |
||||||||||
|
|
|
|
t = А ln I k — г1 |
1+ С. |
|
|
|
|
Вслучае, когда fі или /2 обращаются в нуль, выражения
(46)— (49) вырождаются соответственно в уравнения опо рожнения или заполнения глухой камеры.
При fі = 0 для докритического истечения
t = —А ------ |
1+С |
7 З а к а з 993 |
97 |
II для надкритического истечения
t = —А In-----1- С.
При /2 = Одля докрптического истечения
/ = Лі arctg I / |
'-+С -, |
|
где |
V |
т±г 1 |
|
|
|
1 |
V |
/ 2 |
1 |
І\ | / |
RT |
и для надкритического истечения
t —АJгI + С.
Отметим, что уравнения переходных процессов в междрос сельных камерах зависят не от абсолютных значении давлении Po, Р1 , Ръ а от их отношении /т, /'2, г. Для расчета переходного
процесса в междроссельной камере необходимо заранее знать, какие сочетания режимов истечения будут иметь место во время его протекания (возможны три различных сочетания режимов истечения через первый и второй дроссели), к какому сочетанию режимов истечения относится исходный статический режим и каковы его параметры. Эта задача может быть решена с по мощью графика, представленного на рис. 34 и построенного с использованием уравнений статики пневматической и проточ
ной камеры. Кроме |
того, при |
расчете |
переходного |
процесса, |
||||||
протекающего в междроссельной |
камере, |
необходимо |
знать |
|||||||
также величины коэффициентов |
расхода ц, и р2 |
дросселирую |
||||||||
щих органов. Проточная пневматическая камера |
в устройствах |
|||||||||
пневмоавтоматики |
выполняется |
чаще всего |
в виде |
усилителя |
||||||
сопло — заслонка |
(рис. 35). Зависимость коэффициента |
расхо |
||||||||
да |
от параметров |
дросселя |
сопло — заслонка, |
входящего |
||||||
в состав такого усилителя, обычно |
задается |
графически. |
Кри |
|||||||
вые, |
выражающие |
указанную |
зависимость, |
|
приведены |
|||||
на рис. 15. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример 6. Для усилителя сопло — заслонка |
(рис. 35), имеющего постоян |
ный дроссель типа жиклер с Щ= 0,427 мм, переменный дроссель сопло—за
слонка с с12 = 2,02 мм и объем междроссельной |
камеры V = 462 см3, опреде |
лить временную характеристику рі = /(/) при |
изменении расстояния между |
соплом и заслонкой скачком от Лс = 0.037 мм до /іуі.т = 0,083 мм. Абсолют
ное давление питания р0 = 0.25 МПа, абсолютное давление за |
вторым дрос |
селем р2 = 0,1 МПа. |
|
Прежде чем приступить к построению переходного процесса, следует опре |
|
делить давление в междроссельной камере /щ при исходном |
статическом |
режиме и давление Ріѵгт при новом установившемся статическом режиме. Так как коэффициент расхода р2 для второго дросселирующего органа не являет ся постоянным, а зависит при постоянном открытии /і от давлении перед соп лом и после него, значения указанных выше давлений следует искать методом последовательного приближения.
98
Найдем значение ріь. Учитывая, что на'исходном |
статическом режиме |
||
/і;с = 0,037 мм, а давление в междросселыюп камере |
лежит в |
пределах |
|
0.25 МПа йз ріс |
0,1 МПа, берем в первом приближении Цо = 0.4 (рис. 15, б). |
||
Постоянным дросселем служит жиклер, поэтому можно |
считать, |
что рі = |
|
—const = 0,8. |
|
|
|
Найдем отношение |
|
|
:rid?
|
( / 1/ / 2), = |
^1 — ^— : |
= 1,22. |
|
|
|
При помощи графика на рис. 34, учитывая, что г = 0,4, находим г2 = 0,47. |
||||||
Следовательно, ріс = 0,212 МПа. |
определяем уточненное зна |
|||||
По графику, |
представленному на рис. 15, б, |
|||||
чение рі 2 ' = 0,48. |
|
|
|
|
|
|
Тогда (fi/j2)u |
» 1 и, следовательно, ріс = 0,2 МПа. |
приближении |
для |
|||
Найдем установившееся |
значение р\ у С т. В |
первом |
||||
//уст = 0,083 мм по графику |
на рис. 15, б находим ,и 2 =0,8 и |
определяем |
||||
(fi/fi)г = 0,218. Пользуясь графиком на рис. 34, |
находим г2 = 0,9 и р \ уст |
= |
||||
= 0,108 МПа. Снова с помощью графика на рис. 15, б |
находим |
уточненное |
значение .Ug1= 0,755 и рассчитываем (/і//2)ц = 0,29.
По графику па рис. 34 определяем г2 = 0,877 и, следовательно, pt ,-ст =
= 0.114 МПа. |
|
В новом установившемся режиме отношение /1 / / 2 = 0,29. |
учитывая, что |
Вычислим также /2 для нового установившегося режима, |
|
р2 = 0,755: |
|
/2 = р2ги/2йс = 0,004 см2*. |
|
Теперь есть все данные для расчета. Остается определить |
те сочетания |
режимов истечения через первый и второй дроссели, которые будут сущест вовать в переходном процессе. Для этого воспользуемся графиком на рис. 34.
Намечая на кривой для г = 0,4 точку исходного статического режима |
(г2 = 0,5, |
||
Г| = 0.8) |
и нового установившегося значения (г2 = 0,877), |
замечаем, |
что вре |
менная |
характеристика будет проходить сначала через |
сочетание |
режимов |
Д — Д, а затем Н —Д и граничное значение будет г2 = 0,8, что соответствует г1 = 0,5. Это следует из равенства г —гхг2, которое действительно также в ди
намике.
Для первого участка (Д —Д) расчет ведут по формуле (46). Постоянную интегрирования определяют из условия, что Г\ = 0,8, / = 0. На втором участке (Н — Д) расчет следует вести по формуле (47), причем постоянную интегри рования определяют из условия, что гі = 0,8 при t —Д Здесь 11 —время, со
ответствующее моменту перехода от сочетания режимов истечения Д — Д кН — Д. Данные расчета сведены в табл. Г.
На рис. 50 представлена экспериментальная кривая переходного процесса. Там же нанесены расчетные точки (по табл. 1).
* Так как р2 зависит от давления перед соплом, в данном случае наибо лее правильным было бы разбить весь диапазон изменения р\ на участки н взять средние значения коэффициентов расхода для каждого участка. Если же ради простоты взять одно значение р2, то его следует выбирать соответст вующим окончанию переходного процесса, так как только в этом случае рас четное установившееся значение будет наиболее близко к экспериментально му. Физически это означает, что вместо медленно уменьшающегося в период переходного процесса эффективного проходного сечения )2 из-за уменьшения р2, обусловленного падением давления р, (см. график на рис. 15, б), взято его наименьшее возможное значение. Вследствие этого расчетная кривая переход ного процесса должна пройти несколько выше экспериментальной.
7* |
99 |
|
|
|
|
|
Таблица |
1 |
|
|
||
|
Расчетные данные для построения |
|
|
|
|||||
|
|
переходного процесса |
|
|
|
|
|||
|
д |
- д |
С4! |
и |
~ Д |
|
|
|
|
і, |
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
с |
Л |
ю |
к с |
- - к " - |
|
|
|||
|
|
2 |
|
|
|||||
|
|
|
° *3 |
|
|
о | |
с |
|
|
|
|
|
|
|
«_ |
S |
|
|
|
0 |
|
|
ис |
|
|
|
|
||
|
0,800 |
0,200 |
=6,72 |
0,800 |
0,125 |
|
|
||
1,13 |
0,700 |
0,175 |
7.25 |
0,815 |
0,123 |
|
|
||
2,76 |
0,600 |
0,150 |
7,84 |
0,830 |
0,120 |
Рис. 50. |
Экспериментальная |
||
3,91 |
0,550 |
0,137 |
8,94 |
0,850 |
0,118 |
кривая |
переходного процес |
||
^ =6,72 |
0,500 |
0,125 |
12.25 |
0,877 |
0,114 |
са в междроссслыюн камере |
Динамика пневматических камер, содержащих ламинарные дроссели. При выводе дифференциального уравнения (40) про точной камеры не было сделано никаких предположений отно сительно зависимости расхода воздуха через дроссели камеры от их геометрических п термодинамических параметров. Поэтому уравнение (40) и выражения для его коэффициентов могут быть использованы также и для камеры, содержащей ламинарные дроссели. Так как в формулы для расхода воздуха ламинарных дросселей площади проходных сечений не входят, то вместо них могут быть взяты проводимости дросселей а. При изменении перепадов давлений в широком диапазоне следует принять, что массовые расходы воздуха через.дроссели проточ ной камеры равны
G{ = си (р'І— р\), Go= а', (pi— pi),
где для капилляра
256|Хд/ЯГ ’
для щелевого цилиндрического дросселя „ _ пОб3
~ 24,ЦдIRT '
Уравнение (40) действительно и для случая включения различных (смешанных) дросселей, например, турбулентного и ламинарного. При этом необходимо окончательный вывод выражений коэффициентов дифференциального уравнения де лать с учетом соответствующей формулы для разности расходов G.
В устройствах пневмоавтоматики проточные камеры с лами нарными дросселями чаще всего используют в качестве точных
100