Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

При установившемся движении




 

В качестве расчётной схемы рассмотрим пневматический привод поступательного движения.

Задано: Р 0 — давление в ресивере; Д — диаметр поршня; F — сила, приложенная к поршню и направленная против его движения; d 1, d 2, l 1, l 2 диаметры и длины трубопроводов; ζ — коэффициент сопротивления распределительного устройства; Р шт = Р атм; Т — температура воздуха в ресивере и окружающей среде (Т = 20°С); υ = 0,15∙10–4 м2/с; Δ = 5∙10–5 м.

Определить: υ n — скорость перемещения поршня при установившемся движении.

 

Рис. 54. Расчетная схема пневматического привода поступательного движения

 

При давлении в поршневой камере силового цилиндра Р равному давлению в ресивере Р0, т.е. когда , перепад давления отсутствует, отсутствует движение газа и весовой расход G = 0.

С уменьшением отношения P / P 0 величина G будет увеличиваться до тех пор, пока скорость истечения не достигнет скорости звука и весовой расход G достигнет своего максимального значения. (Известно, что с уменьшением давления среды, куда вытекает газ, скорость истечения увеличивается). При такой скорости отношение давлений P / P 0 называется критическим.

При дальнейшем уменьшении наружного давления Р скорость в отверстии остаётся равной звуковой, а расход газа сохраняет максимальное значение, определяемое по формуле (26) и не зависящее от Р.

В дальнейшем область течения газа при y > yk будем называть подкритической, а область течения при y < yk надкритической.

Следовательно, для подкритической области (y > yk) течения, весовой расход газа есть функция G = f (y) и определяется он по формуле (26).

Для подкритической области течения весовой расход имеет максимальное значение, не зависящее от и для его определения в уравнение (26) вместо необходимо подставить , определяемое по графику 200 (стр. 341, [1]).

Решение.

1. Скорость перемещения поршня определяется по формуле

, (25)

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

(26)

где μ с — коэффициент расхода подводящей системы, определяется по графику 201 стр. 342 [1] в зависимости от ζс и у;

S — (известная величина) площадь сечения отверстия в пневмоцилиндре, определяемая по d 2

; (27)

n = 1,35 — показатель политропы;

Р 0 — абсолютное давление в ресивере,

(Р 0)абс = Р атм + Р 0 = 105 Н/м2 + Р 0,

— плотность воздуха в ресивере, определяемая из уравнения Клапейрона-Менделеева;

R = 287,14 м22∙град — удельная газовая постоянная (постоянная Больцмана);

Т n = 273°+20°= 293° — абсолютная температура газа в силовом цилиндре;

Р — (известная величина) абсолютное давление в поршневой камере силового цилиндра;

Р = Р атм + F / Sn (исходя из уравнения статического равновесия всех сил, действующих на поршень Р абс ∙Sп = Р атм ∙Sп + F).

3. Разделив абсолютное давление в поршневой камере силового цилиндра на абсолютное давление Р 0 в ресивере, найдём относительное давление: .

Подставляя различные значения y в уравнение (26) получим график, выражающий зависимость весового расхода газа от у, G = f (y).

 

Рис. 55. 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 = уk, имеет максимум.

Назовём уk — критическим отношением давлений, а Рk = Р 0уk — критическим давлением.

4. Определяем область истечения. Для этого

а) определяем коэффициент системы ζс (величина известная)

, (28)

где — коэффициент гидравлического трения;

ζр.у. — коэффициент гидравлического трения;

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

в) возможны два случая:

у < уk. Имеем надкритическую область истечения. В выходном сечении трубы 2 устанавливается критическое давление, а весовой расход имеет максимальное давление. Весовой расход определяем по зависимости (26), с заменой на уk.

у > уk. Имеем подкритическую область истечения. В выходном сечении трубы 2 устанавливается давление Р 2, равное давлению Р в нижней полости силового цилиндра. Весовой расход определяется по формуле (4).

Определяем μ с — коэффициент расхода подводящей системы.

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

б) если у > уk. по графику 201, стр. 344. [1] по известным значениям у и ζ находим μ с.

5. Подставляя все найденные значения в уравнение (26) определяем весовой расход G.

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

. (29)

7. По формуле определяем скорость перемещения поршня

 

Контрольные вопросы

1. В чем заключается особенность расчета пневмоприводов при установившемся движении?

2. Приведите формулу Сен-Венана массивного расхода газа при политропном движении.

3. Что называется критическим отношением давлений газа?

4. Какой коэффициент учитывает гидравлическое сопротивление трубопровода в формуле Сен-Венана?

5. Как влияет на скорость движения пневмопривода изменения приложенной нагрузки?

6. Какие три фазы рассматриваются при расчете пневмоприводов при неустановившемся движении?

7. Какие параметры процессы определяются при неустановившемся движении?

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 432; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.019 сек.