Файл: Дмитриев, В. Н. Основы пневмоавтоматики.pdf

однотактные логические операции. Одним из таких элементов является пассивный элемент И (рис. 58).

и У2Выходной сигнал формируется в канале В. Соответствую­ щим выбором угла а и расстояния / между кромками входных

116

и выходного канала добиваются такого положения, что сигнал в выходном канале В появляется лишь при наличии сигналов как в канале Уь так и У2 . Поданный в какой-либо один из уп­

равляющих каналов входной сигнал направляется в атмосфер­

Рис. 59. Пассивный комбинированный логический элемент К:

а — принципиальная схема; 6 — условное обозначение; в — таблица включении

вканалы У\ и У2 - В зависимости от сочетания входных сигналов

вкаких-либо из выходных каналов формируется выходной сиг­ нал. Если подан сигнал только в канал Уі, то сигнал будет на выходе By. Если сигнал подан только в канал У2, то на выходе В2 появляется сигнал. При наличии сигналов одновременно в каналах Уі и У2 формируется единичный выходной сигнал в выходном канале В3. Таким образом, элемент реализует сле­ дующие логические операции:

ВХ= УХУ2, В2 = УХУ2В3 = УХУ2.

Схема, условное обозначение и таблица включений пока­ заны на рис. 59.

Рассмотрим примеры выполнения некоторых логических

Функция равнозначности реализуется на двух логических элементах: пассивном комбинированном логическом элементе и усилителе с двумя входами. Логические переменные дц и х2 поступают на входы пассивного логического элемента, сигналы

117

с крайних выходов которого управляют усилительным элемен­ том. Выходной сигнал у, снимаемый с инверсного выхода уси­ лительного элемента, реализует искомую функцию равнозначно­ сти по формуле

[Хо -р Х2-Х[ —(Xj -р Х2) (Хі -р Х2) —

Функция сложения по модулю два, используемая для построения двоичных сумматоров, эквивалентна операции

Рис. 60. Внешний вид платы со струнными элементами

отрицания равнозначности и по своей реализации аналогична операции равнозначности с той лишь разницей, что сигналом у является сигнал с прямого выходного канала усилительного элемента. При этом осуществляется логическая операция:

Х[Х2 + Х2Х[ = Xi ~ Х 2 = X, V х2= У-

Функция штрих Шеффера реализуется на одном пассивном комбинированном логическом элементе и одном усилительном элементе. Над логическими переменными хі и Хг, поступающими на вход пассивного логического элемента, выполняется опера­ ция И с последующим инвертированием в усилительном элемен­ те. Сигнал у снимают с инверсного выхода усилительного эле­ мента. Операция осуществляется в соответствии с логической формулой

Х[Х2 = Х[/Х2 = у-

Другая схема последовательного включения пассивного логического и усилительного элементов реализует функцию импликации по логической формуле

х ,х 2 = х , —>Х2= У-

118

Функция стрелка Пирса осуществляется на одном элементе в соответствии с логической формулой

+ Х? = X) { Х2 —У •

Рассмотренные функции дают возможность синтезировать произвольные, более сложные функции алгебры логики. Существуют разные способы реализации сложных функций из элементарных. На приведенном наборе струйных элементов

Триггер с раздельны­ ми входами

наиболее удобно синтезировать логические схемы, используя известные в алгебре логики два способа: способ перенумерации аргументов и способ подстановки в данную функцию новых функций вместо аргументов этой функции.

Пример 7. В качестве примера рассмотрим реализацию какой-либо слож­ ной логической функции, на данном наборе струйных элементов.

119

из логических формул, представленных в табл. 3. Применяя правила алгебры логики, получим

L = [Х[Х2+ Х|Х2] + [х'2 ■1 • I] = [х'і (х2 + х2)] + х2 = (.Ѵ| • 1) + х2 —

— Л'і + Л'2 — X 1Л'о = X 1{ и1 Т~ и2) .

Таким образом, исходное выражение или преобразованное выражение реализуется на данном наборе струнных элементов в виде следующих вариан­ тов схемы: логическая операция НЕ—И либо ИЛИ отрицании, либо логиче­ ская операция штрих Шеффера логического переменного х, от логической операции стрелка Пирса переменных иі и и2, т. е.

L = (х,х2) = X,/ х2 = X, / и, J, и2= X, + х2.

Методика расчета соударяющихся струй. Свойства турбу­ лентной затопленной струи и основные гидродинамические зависимости, характеризу­ ющие распространение турбулентных потоков и тур­ булентных струй, лежащие в основе расчета их взаимо­ действия, достаточно под­

робно изучены [1].

Рис. 61. К расчету турбулентной струи:

Турбулентная струя состоит из начального и основного участков (рис. 61), имеет зону ядра 2, где скорость постоянна, и пограничный слой 3, в котором скорость убывает к границе струи.

120

Рассмотрим методику расчета [25] соударения двух струй (рис. 62), вытекающих из. питающего канала О и управляющего канала У. Примем такую расчетую схему, когда на основную свободную и затопленную струю (струю питания), вытекающую со скоростью ѵо из канала О, имеющего площадь поперечного сечения /0, действует свободная и затопленная струя управле­ ния, вытекающая со скоростью ѵу из канала У, имеющего площадь поперечного сечения fy . Для простоты рассмотрения будем считать, что угол у между направлением вытекающих струй равен 90°. Величины давления, расхода и скорости резуль­ тирующей струи в сечении ВВ обозначим соответственно рв,

Q B , 'OB -

Наибольший интерес, с точки зрения возможности построе­ ния струйных элементов, представляет определение угла отклонения а результирующей струи. Зная этот угол, можно соответствующим образом расположить в определенном месте приемный канал. Важно также определить скорость, расход и давление в приемном канале.

Существуют различные методы расчета взаимодействия турбулентных струй. Один из них основан на теории потен­ циального течения идеальной жидкости. Этот метод анализа обычно применяют при рассмотрении упрощенной модели потока жидкости для пропорционального струйного элемента. Однако указанный метод может быть использован при анализе элементов дискретного действия, когда необходимо определить угол поворота а приемного канала по отношению к осевой линии питающего потока. Обычно при гидродинамических расчетах подобного рода принимается ряд дополнительных допущений, касающихся физического существа процесса. Основные допущения сводятся к следующим [25].

1.Направление результирующего потока и его размеры определяются силовым взаимодействием струй только в обла­ сти, расположенной вблизи кромок каналов, из которых вытекает поток. Далее результирующая струя считается сфор­ мированной и распространяющейся как турбулентная струя. Указанное обстоятельство позволяет применить для результи­ рующей струи соотношения, которые справедливы для одиноч­ ной турбулентной затопленной струи.

2.Статическое давление во всей области взаимодействия струй не изменяется.

3.Течение жидкости или воздуха рассматривается при малых перепадах давления, поэтому сжимаемостью рабочей среды можно в первом приближении пренебречь и принять плотность р = const (изохорический процесс).

4.Течение плоское.

При указанных выше допущениях можно применить теорему о количестве движения и неразрывности потока для результи­ рующей струи.

121