Герц Е.В. Крейнин Г.В. - Расчет пневмопривода (1053455), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Заметим также, что одновременно с увеличением (1,'"т значительно уменьшается величина Ига, соответствующая минимуму кривых. Сравнив кривые, приведенные на рис. 6.12, а н б, можно оценить, наскольго повышается скорость передачи пнезмосигнала за счет установки на входе в пневмолинию усилителя мощности. 162 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ И СИСТЕМ Способы экспериментального определения пропускной способ„остн пневмоустройств и систем условно можно разделить на две „атегории. К первой из них относят способы непосредственного измерения расхода воздуха, протекающего через испытываемое уст ройс гво; ко второй — способы косвенной оценки расхода, когда „меряется не расход, а другая, зависимая от него величина, например, скорость возрастания давления в полости.
На рис. 6.13, а показана схема стенда для определения пропускной способности отдельно взятого пневмосопротивления или системы сопротивлений путем н е п о с р е д с т в е н н о г о и з м е р е н н я р а с х о д а в о з д у х а. На входе установлен регулятор давления 1, за которым следует входной участок трубопровода 2. Диаметр трубы этого участка должен быть значительно больше (по крайней мере в 2 раза) диаметра проходных каналов исследуемого объекта 4. В противном случае скорость воздуха на входном участке трубопровода будет относительно большой и статическое давление р;, замеряемое манометром 8, окажется заметно меньше полного давления, что приведет к погрешностям при обработке опытных данных.
Длина входного участка трубопровода должна быть равной не менее десяти диаметрам, чтобы гарантировать установившийся режим движения потока воздуха при подходе к объекту исследования. Короткие участки 8 схемы, соединяющие вход и выход исследуемого устройства с входным и выходным участками трубопроводов соответственно, должны обеспечивать плавные изменения сечений при переходе от трубопроводов к каналам устройства; стенки каналов в переходниках рекомендуется отполировать, чтобы влияние их на пропускную способность всей системы было минимальным.
б и Л Л г б б Рнс. 6ЛЗ. Схемы стендов Хля определения пропускной способностн пневмоустройств: в = непосредственным намерением расхода, б — опоражниванием полости ностовнвого объема; а наполнением полости постоннвого объема 6* Выхолной участок трубопровода б по аналогичным причинам должен иметь диаметр сечения по крайней мере в 2 раза больший чем диаметр канала исследуемого устройства, и длину порядка десяти диаметров. Расход воздуха в системе можно варьировать изменением на. стройки регулятора давления 1 или дроссельного клапана б, уста. новленного на выходе.
Расход определяют по показаниям объемного расходомера и температуре воздуха перед ним. Из описания стенда видно, что к нему предъявляют достаточно жесткие требования, которым трудно удовлетворить, особенно если на одном и том же стенде предполагается снимать расходные харак. теристики пневмоустройств, значительно отличающихся пропускными способностями. Возникают проблемы измерения расхода при широком диапазоне его изменения; для устройств с большими про. пускными способностями становится трудно обеспечить стабильную подачу сжатого воздуха из магистрали; кроме того, проведение каждого замера занимает относительно много времени.
Поэтому такой способ используют, как правило, только те организации, которые специализируются на исследовании пиевмоустройств определенного вида. В последнее время все большее распространение находят методы косвенного о и р еделения пропускной опо ° собности пневмоустройств и систем, отличающиеся большей простотой и не требующие оборудования дорого. стоящего стенда. К ним следует отнести прежде всего способы, основанные на н а п о л н е н и и и о п о р а ж н и в а н и н п о.
лости постоянного объема через исследуе ° мый объект. Более простой получается схема стенда при определении пропускной способности устройства по методу опоражнивания полости (см. рис. 6.13, б), в которую входит лишь полость У и прибор для записи зависимости давления р в полости от времени.
При быстром протекании процесса опоражнивания таким прибором должен быть датчик давления с записью его показаний на осциллографе; при медленном протекании процесса кривую р (1) можно построить по точкам, если записывать величину р по манометру и отсчитывать время по секундомеру. Простота стенда определяется тем, что в период проведения испытаний работа его ни в какой мере не связана с изменением внешних условий, например, давления в магистрали. При использовании метода, основанного на анализе процесса наполнения полости постоянного объема (см.
рис, 6.)3, в), для создания стабильных условий протекания процесса в схему стенда должен быть включен регулятор давления 1, поддерживающий постоянное давление в промежуточном ресивере Ур. Если такого ресивера нет, то регулятором давления невозможно стабилизировать давление на входе. Объем Ур должен быть достаточно большим, чтобы сгладить провал давлейия на входе в систему, вызываемый, во-первых, статической ошибкой регулятора и, во-вторых, его ш4 „иамическим запаздыванием; по опытным данным установлено, что необходимо иметь в'в1)т) 6.
дли переходных участков линий как для схемы наполнения, ак и схемы опоражнивания справедливы замечания, которые сформулированы ньиве при рассмотрении стенда на рис. 6.!3, би эти частки должны быть значительно больше по проходному сечению, чем исследуемый объект, и профиль их каналов должен изменяться плавно. Переход от зависимостей р (1) — изменения давления в функции времени, полученных при опоражнивании или наполнении полости постоянного объема через исследуемое сопротивление, к 1е рассмотрен ниже.
Известны также попытки определить параметр, характеризую. щий пропускную способность пневматической линии, сравнением опытных и теоретических зависимостей, полученных при наполнении (опоражнивании) переменного объема. Например, в работе (62) коэффициент расхода подводящей и выхлопной линии двустороннего пневмопривода находится путем сравнительного анализа осциллограмм, снятых при испытании пневмопривода, и теоретических зависимостей, описывающих его динамику.
Следует, однако, отметить, что в этом случае расчеты при вычислении параметра пропускной способности оказываются более сложными и менее точными, чем при анализе результатов наполнения (опоражнивания) постоянного объема, так как конечный результат зависит от большего числа факторов. Этих недостатков можно избежать, если проводить замеры при установившемся движении поршня с приблизительно постоянной скоростью: вниз под действием постоянной внешней силы Р (см.
рис. 6.14, а) или в произвольном направлении под действием постоянного напора воздуха в полости наполнения (рис. 6.14, б). В обоих случаях скорость поршня определяется давлением р,, устанавливающимся в полости выхлопа, которая г б! а! Рис. 6.14. Схемы стендов для определения пропускной способности пневмоустройств по скорости движения поршня под действием: о постовнаой внешней сапы; б — дзвпевна воздувв (обоз ° нвченнн сы. рве. бы31 155 ссобшается с аэмосферой через испытываемое устройство.
Схемы измерений, представленныс иа рис. 6.14, наиболее близки к реальным условиям работы пневмопривода. Способ определения 7' по времени наполнения или опоражнивания полости постоянного объема основан на сравнении действительного и расчетного времени изменения давления в полости в рассма. триваемом диапазоне. При этом приходится ориентироваться иа некоторую выбранную расчетную модель процесса наполнения (опоражнивания), отражающую действительный процесс лишь с ог.
раниченной достоверностью. Отсюда при обработке одной и той жв экспериментальной кривой давления р (1) получают различные ре. зультаты (различные значения 7') в зависимости от расчетной модели. Пусть, например, действительное время изменения давления в полости наполнения сравнивается с теоретическим временем, определяемым по выражению (1.75), которое получено в предположении отсутствия теплообмеиа между воздухом и окружающей средой. Если, однако, заполняемый объем относительно велик и процесс наполнения длительный, то, очевидно, температура воздуха в полости будет успевать выравниваться с температурой окружающей среды, т.
е. время наполнения будет больше, чем в случае отсутствия теплообмена. В результате сравнения действительного времени наполнения полости а расчетным, вычисленным без учета теплообмена между воздухом и округкающей средой, оказывается, что величина 7' заниженная, поскольку ошибка, вызванная неправильным выбором расчетной модели, компенсируется за счет 7"'. При учете влияния теплообмеиа следует пользоваться зависимостями, приведенными ниже, в которые входит безразмерный коэффициент Л, характеризующий интенсивность протекания процесса теплообмеиа, причем интенсивность не абсолютную, а относительную 139, 64) по сравнению с интенсивностью изменения давления в полости.
Величину Л подсчитывают по выражениям 139): для процесса наполнения (6.19) для процесса опоражниваиия Л =273 " о (6.20) где Е* — поверхность теплообмена, м', а — общий коэффициент теплообмеиа между воздухом в полости и окружающей средой, ккалlм'с 'С; Т, — начальная температура воздуха в полости опоражнивания. Анализ выражений (6.19) и (6.20) показывает, что в обоих случаях факторы, определяющие интенсивность теплообмеиа (Р*, а), входят в числитель, а 1' — фактор, определяющий интенсивность увеличения или уменьшения давления в полости, входит в знаменатель. Следовательно, при больших значениях Л или Л„влияние ша тепл плообмена на процеса увеличивается, и, наоборот, при Л г! оно но становится пренебрежимо малым. !!так, вопрос о том, учитывать или не учитывать теплообмен, ,дают в зависимости от соотношения между ссга, с одной стороны, р /з с другой.
Если, например, величина /з относительно велика, процесс наполнения или опоражнивания закончится быстро; „,ке при больших значениях площади теплообмена или коэффнциенга а доля тепловой энергии в общем балансе энергии будет ала, так как процесс теплообмена протекает во времени. Как показали исследования, для обычных условий работы пневмоприводов значение Л колеблется от значений, близких к нулю, до 0,5; соответственно Л, изменяется от 0 до 2,5, хотя могут быть и исключения иэ этого правила. Но при определении /з путем обра. ботки кривых изменения давления в полости наполнения или опоражнивания оба коэффициента изменяются в более широких пределах, что необходимо учитывать (39). Пример 6.8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
