Решение. 1. Скорость перемещения поршня определяется по формуле

1. Скорость перемещения поршня определяется по формуле

,

где G – весовой расход газа, поступающий в силовой цилиндр;

ρ – плотность воздуха в поршневой полости силового цилиндра;

S – площадь поршневой камеры.

2. Весовой расход газа определяется по формуле

где μ_с – коэффициент расхода подводящей системы, определяется

по графику 201 стр. 342 в зависимости от ζ_с и у;

S_d – (известная величина) площадь сечения отверстия

в пневмоцилиндре, определяемая по d₂ ;

п = 1,35 – показатель политропы;

Р_о – абсолютное давление в ресивере,

(Р_о)_абс=Р_атм+Р_о=10⁵+Р_о,

- плотность воздуха в ресивере, определяемая

из уравнения Клапейрона – Менделеева;

R=287,14 - удельная газовая постоянная

(постоянная Больцмана);

Т_п=273°+20°=293° - абсолютная температура газа в

силовом цилиндре;

Р – (известная величина) абсолютное давление в поршневой

камере силового цилиндра;

Р=Р_атм + (исходя из уравнения статического равновесия всех сил, действующих на поршень Р_абс·S_п = Р_атм·S_п+F).

3. Разделив абсолютное давление в поршневой камере силового цилиндра на абсолютное давление Р_о в ресивере, найдём относительное давление: .

Подставляя различные значения у в уравнение (2) получим график, выражающий зависимость весового расхода газа от у, G=f(y).

Из графика видно, что при у=1 и у=0 весовой расход газа равен нулю, а при некотором значении у=у_к, имеет максимум.

Назовём у_к – критическим отношением давлений, а

Р_к=Р_оу_к – критическим давлением.

4. Определяем область истечения. Для этого

а) определяем коэффициент системы ζ_с (величина известная)

,

где - коэффициент гидравлического трения;

ζ_{р.у .} – коэффициент гидравлического трения;

б) по графику 200 стр. 341, [1] по найденному значению ζ_с определяем у_к. Сопоставляем между собой у и у_к.

в) возможны два случая:

1. у<у_к. Имеем надкритическую область истечения. В выходном сечении трубы 2 устанавливается критическое давление, а весовой расход имеет максимальное давление. Весовой расход определяем по зависимости (2), с заменой на у_к.

2. у> у_к. Имеем подкритическую область истечения. В выходном сечении трубы 2 устанавливается давление Р₂, равное давлению Р в нижней полости силового цилиндра. Весовой расход определяется по формуле (2).

Определяем μ_с – коэффициент расхода подводящей системы.

а) если у<у_к . Зная у=у_к, по графику 201 стр. 344, проводим вертикальную прямую до пересечения с линией 1-1 и по левой оси ординат находим значение μ_с.

б) если у> у_к. по графику 201, стр. 344 по известным значениям у и ζ находим μ_с.

5. Подставляя все найденные значения в уравнение (2) определяем весовой расход G.

6. Определяем удельный вес газа в поршневой полости силового цилиндра. (Из уравнения Клапейрона – Менделеева).

.

7. по формуле (1) определяем скорость перемещения поршня

приложение.

Приложение 1.

Центробежные насосы составляют весьма обширный класс насосов. Перекачивание жидкости или создание давления производится в центробежных насосах вращением одного или нескольких рабочих колес. Большое число разнообразных типов центробежных насосов, изготовляемых для различных целей, может быть сведено к небольшому числу основных их типов, разница в конструктивной разработке которых продиктована в основном особенностями использования насосов.

рис. 1. Схема насоса со спиральным отводом:

а) – без направляющего аппарата; б) – с направляющим аппаратом.

В результате воздействия рабочего колеса жидкость выходит из него с более высоким давление и большей скоростью, чем при входе. Выходная скорость преобразуется в корпус насоса в давление перед выходом жидкости из насоса. Преобразование скоростного напора в пьезометрический частично осуществляется в спиральном отводе 1 (см. рисунок 1) или направляющем аппарате 3. Несмотря на то что жидкость поступает из колеса 2 в канал спирального отвода с постепенно возрастающими сечениями, преобразование скоростного напора в пьезометрический осуществляется главным образом в коническом напорном патрубке 4. Если жидкость из колеса попадает в каналы направляющего аппарата 3, то большая часть указанного преобразования происходит в этих каналах.

Направляющий аппарат был введен в конструкцию насосов на основании опыта работы гидравлических турбин, где наличие направляющего аппарата является обязательным. Насосы ранних конструкций с направляющим аппаратом назывались турбонасосами.

Наиболее распространенным типом центробежных насосов являются одноступенчатые насосы с горизонтальным расположением вала и рабочим колесом одностороннего входа. На рисунке 2 показана насосная установка, состоящая из центробежного насоса 3 типа НЦС, электродвигателя 5, служащего приводом для насоса и смонтированного вместе с ним на раме 6.

рис. 2. Схема центробежного самовсасывающего насоса НЦС-1

Этот насос применяется в основном для откачивания чистой воды при разработке котлованов под фундаменты и траншеи, также для других подобных работ в различных отраслях промышленности и строительства. Насос оборудован всасывающим рукавом 2, снабженным фильтром 1 и напорным патрубком 4. Привод насосов этого типа, помимо электродвигателя, может осуществляться бензиновыми двигателями внутреннего сгорания.

Приложение 2.

Нерегулируемый гидромотор аксиально-поршневого типа 3103.112 (с постоянным рабочим объёмом) стр. 67.

Технические данные

Рабочий объём, см³ 112

Номинальный перепад давления, МПа (кгс/см²) 20(200)

Давление на входе, МПа (кгс/см²)

номинальное 20(200)

максимальное 35(350)

Гидромотор имеет сходное с насосом 3103.112 устройство и отличается от него некоторыми особенностями распределительного узла, обеспечивающими его работу в качестве реверсивного гидромотора.

Гидромотор работает следующим образом. При подводе рабочей жидкости к одному из отверстий в крышке 12 гидромотора она через полукольцевой паз распределителя 11 поступает под поршень 13, полость которого в данный момент соединена с этим пазом. Под действием давления рабочей жидкости поршни выдвигаются из блока цилиндров 6 и через шатуны 14 поворачивают вал 1. Вместе с валом 1 поворачивается и блок цилиндров 6 с поршнями 13, благодаря чему в работу постоянно поступают новые поршни. В то время, как поршни 13 совершают относительно блока цилиндров 6 обратный ход, они через другой полукольцевой паз распределителя 11 и второе отверстие в крышке 12 выталкивают рабочую жидкость из гидромотора, чем обеспечивается непрерывное вращение вала.

При подводе рабочей жидкости к другому отверстию крышки 12 изменяется направление вращения вала гидроиотора.

Внутренние утечки, как и у насоса, отводятся через дренажное отверстие в корпусе 15.

Дата добавления: 2014-01-07