Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 85
Текст из файла (страница 85)
Этот невырабатываемый объем (запас) долкаен быть, если ие предъявлены иные требования, минимальным. В соответствии с этим должно быть соблюдено условие р ы ~ рн, причем минимальное значение этой равности должно быть таким, чтобы она перекрывала величину возможной неточности настройки и работы автоматики включения снстемь1 подзарядки. Однако во всех случаях при выборе начального давления воздуха необходимо стремиться, если не предъявлены иные требования, к наибольшему приблияаению его к минимальному рабочему давлению рюье Процесс сжатия газа от начального рн до минимального рабочего рмы давления будет протекать по тем же ааконам, что и в рассмотренном случае, в соответствии с чем можем написать (427) С учетом этого полезный объем (на рис. 254, в покаван точечной штриховкой) уменьшится при всех прочих равных условиях на объем запаса й', и будет равен (428) Подставив з это выражение значение $', из выражения (427), найдем полезный объем (емкость) аккумулятора при условии ршм- р„и и=1: (429) (430) на Рн Рн ~ а Рш~п Раап Объем а'а газовой части аккумулятора в конце зарядки жидкостью (при ра»а„), определенный с учетом эаданного допустимого диапазона рабочих давлений в аккумуляторе и полеэной его емкости, можно найти для иэотермного процесса сжатия газа иэ соотношения 1 с Ра»вт — = — — 1.
Пга1 с (431) Для политропного изменения состояния (и ) 1) выражения примут вид 1 1 и В соответствии с этим будем иметь 1 (432) (433) (434) где и — показатель политропы. Выражения (433) и (434) покаэывают, что полевная емкость (энергоемкость) У„аккумулятора эависит при всех прочих рав«77бм» х оо гоо Обьем масла оо оп 'ь 0 б0 7 00 пбьам гам лбаолелае а/ б! Рис. 255. Кривые сжатия геев в аккумуляторе ных условиях от отношения р„!ры,„и для данного р,„— от величины начального давления р„эарядки аккумулятора газом. Последнее хорошо видно нз рис.
255, а, на котором пунктирной штриховкой покаэана энергоемкость аккумулятора в иэотермном режиме (п =1) для различных начальных давлений р„(при ип »770 4,00 Я ап а7 зп «о э 50 бп и 70 »ь 00 по й Е й »» давлениях ра,1а = 120 лГ/см' и р,ааа = 160 кГ/сма). Из этих графиков следует (см. также выражение (487)), что при начальном давлении газа, равном минимальному рабочему давлению р„= = рмы = 120 кГ/см', полезная емкость аккумулятора Ра составляет 25ааа его полного (конструктивного) объема $'„, тогда как для начального давления газа р„= 20 яГ/сма полеаная емкость при том же диапазоне рабочих давлений равна всего лишь 4,15%.
Следует иметь в виду, что энергия, характеризуемая треугольником аЬс, не мокнет быть использована, так как при расчете силовых агрегатов (гидродвягателей) гидросистемы исходят из минимального значения рабочего давления р ,„ в аккумуляторе, которое характеризуется в данном случае точкой а. Очевидно, что чем меньше аначение отрезка Ь вЂ” с, т. е. чем меньше диапазон рабочего давления р ,„ — р ьв тем меньше будет потеря энергии.
Учитывая это, коаффициент т, характериэующийадиапазон иаменения давления, выбирают в пределах ваа " ~ач-015+02 раааа Для того чтобы уменьшить при данном расходе жидкости колебания давления в аккумуляторе (разность рааа — рана) и одновременно обеспечить достаточно высокий полезный объем, необходимо увеличить гааовый объем У„для чего к аккумулятору часто подсоединяют дополнительную газовую емкость.
Влияние режима сжатия и расширения газа в аккумуляторе. Изменения температуры, происходящие при сжатии и расширеник газа при п ) 1, могут снизить полезную емкость аккумулятора. Последнее видно из выражений (430) и (433), которые показывают, что объем жидкости в аккумуляторе при и = 1 будет больше, чем при л ) 1. Для иллюстрации последнего на рис.
255, б показаны расчетные кривые давления в функции сжатия газа для и == 1 (сплошные линии) и п = 1,4 (штрих-пунктирные линии). Для повыше'ния давления с некоторой начальной величины 40 кГ/см' до 100 кГ/ока в иаотермцом процессе объем газовой камеры необходимо уменьшить до 40% начального значения, что соответствует величине подачи жидкости в аккумулятор, равной 60% начального газового объема (см. рис. 285, б), тогда как при адиабатном процессе (п = 1,4) это давление достигается при уменьшении объема газа лишь до 52% начального его значения, т. е. при подаче объема жидкости, равного 48%. Следовательно, объем жидкости в аккумуляторе при л =1 будет больше, чем при и) 1.
Энергия и полезная емкость будут также потеряны, если между концом зарядки (заполнения) аккумулятора жидкостью, проведенной в режиме и " 1, и началом разрядки имеется интервал времени, в течение которого температура газа, а следовательно, н давление р „ понизятся. Из рис. 255, б видно, что при началь.- ном давлении 40 кГ(см' уменьшению (сжатию) при и =1 воздушного объема до 30% начального значения соответствует давление 133 кГ!смз, тогда как такое же уменьшение воздушного объема при я =- 1,4 соответствует давлению выше 200 кГ!ся'. Следовательно, если температура после пауаы между концом режима сжатия и началом расширения газа понизится до значения, соответствующего концу рассмотренного сжатия в режиме и = 1, давление (без какого-либо расходажидкостн) поннаится с 200 до 133 лг7ск'.
Такая же потеря наблюдается, хотя и в меньшей мере, при всех значениях п )1. Прн атом, если последующая разрядка аккумулятора происходит в режиме в )1, то некоторая часть полезной емкости дополнительно потеряется вследствие переохла77<дения воздуха при расширении, в реаультате которого начальное давление р„=.
40 кГ/см' будет достигнуто прн меньшем отборе жидкости (при большем воадушном объеме), чем в режиме п =1. Иначе говоря, если аарядка аккумулятора происходит медленно ((л = 1), а разрядка протекает быстро (л )1), то не вся анергня сжатия гааа может быть использована при разрядке до заданного давления вследствие охлаждения расширяющегося газа (в аккумуляторе будет оставаться неиспользуемый объем жидкости, обусловленный переохлаждением газа при расширении).
Оптимальная величина начального давления зарядки для этого случая может быть рассчитана по выражению 1 ! (435) Для адиабатного цикла (и = я = 1,4) это уравнение принимает вид р риз%рань (436) Если сжатие и расширение газа протекают по адиабатному циклу (и = к = 1,4) и расширение следует непосредственно за сжатием, то давление начальной аарядки (р„) должно быть равно минимальному рабочему давлению (ра7ш). Показатель политропы.
Опыт показывает, что показатель политропы процессов расширения и с7катия газа в гидроаккумуляторе аависит от давления предварительной зарядки, длительности процесса и почти не зависит от температуры окружающей среды. Ввиду сложности процесса теплообмена при работе аккумулятора между гааом и стенками аккумулятора (включан поверхность разделителя сред) с учетом сопутствующих факторов установить математическим путем зависимость показателя политропы п от зтих факторов практически невозможно, позтому его значение определяется опытным путем. 442 Опыт показывает, что для стандартных аккумуляторов, предназначенных для работы при давлении 200 кГ/смх, изотермный цикл воаможен лишь при длительности процесса зарядки нли разрядки не менее 3 мин, При длительности же цикла меньше 0,5 мни предпочтительнее применять уравнение адиабатного цикла (и= =к=1,4).
В практике показатель политропы для распространенных типов аккумуляторов и режимов их работы принимают в среднем и = 1,3. Работа при расширении газа. При разрядке аккумулятора вытесняемая жидкость совершает работу, равную работе расширения гава от максимального давления рт,х, соответствующего началу разрядки, до рт!„— в конце разрядки аккумулятора жидкостью.
Нетрудно видеть, что при полной разрядке (расширении газа) по изотермному циклу Рт!п = Рню а прв аднабатном н полвтропном циклах А„=Р„Рн1п —; Ртвх и (437) для политропного цикла Максимальная работа расширения газа для политропного процесса при заданном рт,х соответствует давлению н п !и — ! Рн= (2н — 1/ Ртах (439) С достаточной точностью для азота можно принять Рн нн 0,418ртмо Влияние изменения температуры. В практике возможны случаи повышения температуры газа, обусловленные, к примеру, температурой внешней среды. где рн — начальное давление газа в аккумуляторе; р, и р„— давление газа в аккумуляторе в конце полной его разрядки при адиабатном и политропном циклах. Работа, совершаемая при разрядке аккумулятора, может быть вычислена по выражениям: для изотермного цикла Повышение температуры газа при сжатии.
Повышение температуры газа при аарядке аккумулятора в режиме п ) 4 представляет практический интерес также с точки зрения пожарной опасности и влияния температуры на резиновую диафрагму. Пренебрегая трением подвижных частей, связь между температурой и давлением газа в начале и в конце аго сжатия можно вырааить зависимостью л — ! 7,+273 (р,~ ° ь + 273 ( р~ / (44$) са+ 273 ( $~~)" 1 й + 273 = ~ 7', / ° (442) ЖИДКОСТНЫЕ ПРУЖИНЫ Капельные жидкости являются упругим телом, подчиняющимся с некоторым приближением закону сжатия Гука, что позволяет использовать их для построения мощных пружин и амортизаторов, создание которых иными средствами зачастую невозможно или сопряжено с большой сложностью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
