ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Данные экспериментального исследования пространственных моделей струйных реле, логических элементов, элементов запоминания сигналов и аэродинамических генераторов колебаний из "Теория элементов пневмоники " Исходными для построения элементов, схемы которых были изображены на рис. 2.1 и 2.3—2.5 (см. также [39,20]), явились представления о пограничном слое в потоке, обтекающем аэродинамический профиль, и об эффекте отрыва потока от стенки, наблюдаемом при определенных условиях течения в пристеночной области. Изучение вопросов, связанных с отрывом пограничного слоя при обтекании аэродинамических профилей, на протяжении целых десятилетий находилось в центре внимания специалистов самолетостроителей, так как с возникновением отрыва пограничного слоя увеличивается лобовое сопротивление и уменьшается подъемная сила крыла самолета (ср. безотрывное обтекание профиля (рис. 14.1, а) с обтеканием профиля при отрыве пограничного слоя (рис. 14.1,6)). [c.149] В ходе испытаний замечено, что благоприятные условия для управления отрывом пограничного слоя создаются тогда, когда ось канала управления несколько смещена в сторону от плоскости расположения осей сопла и приемного канала. [c.151] Характеристики, аналогичные показанным на рис. 14.3, были получены и для реле прямого действия. [c.151] Схема реле, с которым проводились эти этапы исследования, показана на рис. 14.4, й. Профиль сечения стенки в данном реле был образован радиусами / 1 = 0,9 мм и / 2=1,5 мм, угол ф равнялся 10°. Реле имело два канала управления. При испытаниях давление подводилось к одному из каналов управления, второй канал управления был при этом сообщен с атмосферой. Для рабочего канала управления, к которому подводилось давление, на рис. 14.4, а принято обозначение р. к. Предварительно было проверено то, что при исходной настройке реле получаются одинаковые характеристики при использовании порознь одного и другого канала управления. [c.152] Анализ характеристик, приведенных на рис. 14.4, б — д, показал, что и при работе с достаточно низкими давлениями питания можно изменять в широких пределах давление в канале управления, при котором происходит отрыв пограничного слоя, а также изменять ширину петли гистерезиса. Было выяснено, что можно так выбрать конструктивные параметры и режимы работы реле, чтобы при наличии расхода воздуха в приемном канале последний значительно превышал расход воздуха в канале управления (для этого следовало лишь принять за исходную настройку ту, при которой были получены характеристики 3 и 4). [c.154] На рис. 14.7, а приведен чертеж другого элемента этого же типа (/=4,1 мм, 6/ = 0,8 мм, г —Х мм, Га=2 мм, ф. (.= 10°). Диаметр сечения каналов питания и управления составляет 1 мм, наружный диаметр приемной трубки 1,3 мм, ее внутренний диаметр 0,8 мм. [c.156] Характеристики данного элемента при различных давлениях питания от 1,0 до 0,1 кГ1см представлены на рис. 14.7,6. На рис. 14.7,в приведена характеристика, снятая при избыточном давлении питания 100 мм вод. ст. [c.156] Из приведенных на рис. 14.6 и 14.7 данных следует, что и в этих элементах также можно получить весьма различные по форме релейные характеристики путем изменения размеров и относительного расположения деталей элемента, а также изменением давления питания. [c.156] Эти испытания, данные которых были в дальнейщем подтверждены для других элементов пневмоники опытами, проведенными рядом исследователей в СССР и за рубежом, привели к практически важному заключению о возможности работы элементов пневмоники не только в диапазоне относительно низких частот, но и на частотах порядка килогерц, т. е. о возможности получения скорости выполнения операций, в десятки и сотни раз превосходящей ту, которая ранее считалась достижимой для элементов пневмоавтоматики. [c.160] Были также проведены опыты с целью выяснения возможности независимой настройки амплитуды, частоты и среднего уровня генерируемых колебаний, и были поставлены опыты для изучения возможности получения с помощью данного элемента колебаний различной формы. [c.160] Исследование показало, что форма колебаний при относительно небольшой их частоте (рис. 14.12) определяется характеристиками заполнения и опустошения камеры. Для сравнения с опытными характеристиками аэродинамического генератора колебаний ниже приводятся характеристики изменения по времени давления в камере, полученные расчетом, проведенным по методике, излагаемой в дальнейшем в 31. [c.161] При проведении опытов осциллографировались давления Ра изменение же давлений р1 на участке между профилированной стенкой и входным каналом камеры не исследовалось. Поэтому представляется возможным лищь качественно сравнить указанные выше расчетные характеристики с опытными характеристиками. Однако уже из такого сравнения ясно, что определяющими для рассматриваемой здесь формы колебаний являются процессы заполнения и опустошения камеры. [c.162] Наряду с указанными выше пилообразными колебаниями в рассматриваемом аэродинамическом генераторе колебаний были также получены колебания прямоугольной формы. Для получения таких колебаний оказалось нужным лишь ввести дополнительно приемный канал 5 (рис. 14.14, а). При отрыве пограничного слоя от стенки и изменении направления потока на направление, показанное пунктирными линиями, в этом канале скачком устанавливается давление по возвращении потока к стенке также скачком избыточное давление падает до нуля. Колебания давления в приемном канале имеют при этом такой вид, как представлено на рис. 14.14,6. [c.162] Приведенные ранее данные относятся к изменению давления в первичной камере аэродинамического генератора колебаний. [c.162] Присоединяя по схеме, изображенной па рис. 14.14, а, к первичной камере 4 через дроссель вторичлую камеру в, в рассматриваемом генераторе колебаний можно получить колебания, близкие по форме к синусоидальным. Преобразование первичных колебаний в близкие к синусоидальным колебания Рк =ф(/) в камере 6 основано на использовании свойств пневматической камеры как фильтра гармоник. Теория этого вопроса рассматривается далее в 36. На рис. 14,14, в приведена осциллограмма, на которой для первичных пилообразных колебаний 1 полный диапазон изменения давления был равен 0,5 кГ/см (давление питания при данных опытах было равно 1 кГ см ) вторичные колебания 2, близкие по форме к синусоидальным, показаны на этой осциллограмме в увеличенном масштабе. [c.163] Все приведенные выше характеристики были получены первоначально при разработке данных элементов. Обстоятельное экспериментальное исследование характеристик аэродинамических генераторов колебаний рассмотренного типа было проведено в дальнейшем А. С. Тумайкиным и И. Я. Шаровой. Это исследование проводилось в связи с задачами использования аэродинамических генераторов колебаний в системах управления агрегатами в химической и нефте-газовой промышленности. Основной целью исследования являлось выяснение влияния на характеристики аэродинамического генератора колебаний каждого в отдельности из размеров его проточной части и определение диапазона изменения давлений питания, при которых в системе генерируются колебания. Некоторые из характеристик, полученных при проведении этой работы, показаны на рис. 14.15. [c.163] Опыты проводились с аэродинамическими генераторами колебаний, имевшими вставки с различными длинами I и с разными углами наклона стенки ф (рис. 14.15, а) варьировались диаметры сопел о и с з профильная вставка и сопла устанавливались в положения, при которых были различными размеры б/о, 6/з, А. .. Отсчет величины 6/з производился от линии 1—1, причем величина б/з считалась положительной при смещении торца приемного сопла вправо от этой линии. Величина А отсчитывалась от оси сопел, причем она считалась положительной, если верхняя точка стенки находилась выше оси сопел. [c.163] И частоту колебаний был сделан на основании испытания элементов, у которых эта величина варьировалась в пределах от 5 до 10°. [c.164] Выяснению физических особенностей процессов, с которыми связана работа аэродинамического генератора колебаний, способствует и рассмотрение характеристик изменения максимального Рк, max И минимального Рк, min давлений в камере в функции от давления питания ро. На рис. 14.15, в приведены эти характеристики, а также и характеристика изменения в функции от Ро частоты колебаний v. О влиянии ро на v уже говорилось раньше. Приведенные же на рис. 14.15, в характеристики Рк, max=fi(Po) И Рк, min=f2(Po) свидетельствуют О ТОМ, ЧТО дзвле-ние Рк, max, При котором происходит отрыв от стенки, резко меняется с изменением ро давления же Рк, тш, при которых поток возвращается к стенке, после чего снова начинается заполнение камеры, зависят от ро в меньшей степени. [c.165] Указанные выще испытания проводились при сравнительно низких частотах колебаний. При исследовании влияния отдельных факторов на характеристики аэродинамического генератора колебаний значения всех других величин оставались неизменными в соответствии с исходной его настройкой. [c.166] Вернуться к основной статье