ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Струйные элементы, в которых под воздействием управляющего сигнала происходит турбулизация основного потока из "Теория элементов пневмоники " Рассмотрим характеристики струи, вытекающей из канала питания в отсутствие управляющих воздействий. При малых давлениях питания для каналов, имеющих большую длину и малое проходное сечение, течение ламинарное. [c.206] Однако, если бы струя, вытекающая из канала питания, обладала свойствами обычной ламинарной струи, то, согласно данным о ламинарных струях, приведенным в 7, у рассматриваемых элементов исходное давление скоростного напора в приемном канале практически должно было бы быть равным нулю. В действительности же оно мало отличается от скоростного напора на выходе потока из канала питания. Остановимся на этом вопросе более подробно. Для элементов пневмоники, построенных по схеме, показанной на рис. 18.1, а и б, диаметр сечения канала do берется обычно равным 0,7—0,8 мм, а относительное расстояние от выходного сечения канала питания до входа з приемный канал L/do (см. обозначения рис. 18.1, а) равно 30— 40. В некоторых случаях оно доводится до 100 [77]. Согласно данным, приведенным в 7, при истечении из канала питания ламинарной струи обычного типа для L/do = 30 скорость течения на оси струи, меняющаяся обратно пропорционально расстоянию от выходного сечения канала питания, должна была бы составлять лишь сотые доли от осевой скорости на выходе из канала питания. Соответствующий скоростной напор равняется лишь десятитысячным долям от скоростного напора на выходе из канала питания. Опыты показывают, что в данных элементах в отсутствие внешних возмущений струя на всем протяжении от канала питания до приемного канала практически сохраняет цилиндрическую форму, тогда как для свободных ламинарных струй характерны расходящиеся от оси струи линии тока (см. 7). Таким образом, принятое сейчас в литературе определение рассматриваемых струй просто как ламинарных представляется недостаточно полным. [c.206] Таким образом, говоря о течении в исходной струе, следует характеризовать его как близкое к течению струи идеальной жидкости. [c.207] Интересна визуализированная картина течения в элементе рассматриваемого типа, приведенная Г. Г. Глэтли [72]. В отсутствие управляющего воздействия струя, вытекающая из канала управления, действительно имеет форму цилиндрического шнура, как показано на рис. 19.1, о. [c.207] Под действием струи, вытекающей из канала управления, происходит турбулизация потока, и давление на входе в прием-ный канал резко падает. Визуализированная картина течения, наблюдающегося в этом случае, показана на рис. 19.1,6. Условия, при которых происходит переход к этой форме течения, более подробно рассмотрим ниже. [c.207] В конце ЭТОГО участка при отсутствии внешних воздействий в струе происходит самопроизвольный переход к форме течения, при которой в движение вовлекаются частицы из окружающей среды. Форма струи меняется (образуется характерный для турбулентных струй расходящийся конус) и далее вниз по течению скорость движения частиц быстро затухает. [c.208] Предельные значения относительного расстояния от выходного сечения канала питания, при которых совершается переход от одной формы течения к другой, достигаются при относительно малых значениях Ре потока в канале питания. С увеличением, при прочих равных условиях, давления питания и соответственно с увеличением скорости истечения и подсчитываемой по ней величины Ре, сечения, в которых происходит изменение характера течения, приближаются к каналу питания. [c.208] Рассмотрим некоторое сечение струи, удаленное на заданное расстояние от выходного сечения канала питания. Скоростной напор, измеряемый в этом сечении струи, меняется в функции от давления питания. С увеличением давления питания он сначала возрастает. Это происходит до того, как на данное расстояние подойдет к каналу питания переходное сечение, в котором нарушается первоначальная форма течения. При этом скоростной напор в рассматриваемом сечении струи резко падает. Если давление питания далее продолжает возрастать, то и скоростной напор в данном сечении струи снова начинает расти, но уже, согласно зависимостям, определяемым другой формой течения. Если в рассмотренном сечении струи находится приемный канал, то скоростной напор, воспринимаемый им при изменении давления питания, следует указанной выше характеристике (рис. 19.2, а) [77]. [c.208] Под воздействием струи, вытекающей из канала управления, сечение основной струи, в котором происходит изменение характера течения, смещается в сторону канала питания. Расположение приемного канала выбирается так, чтобы в отсутствие управляющего воздействия переходное (для заданного давления питания) сечение струи находилось несколько дальше вниз по течению, чем входное отверстие приемного канала. При подаче управляющего воздействия это сечение, смещаясь, должно выходить за пределы приемного канала. Характеристика одного из вариантов струйных элементов данного типа представлена на рис. 19.2, б [51]. В этом элементе диаметр канала питания был равен 0,75 мм. [c.208] Благодаря большому расстоянию между выходным сечением канала питания и входом в приемный канал элементы этого типа могут иметь целый ряд каналов управления. [c.208] Коэффициенты усиления элементов тем больше, чем больше промежуток между каналом питания и приемным каналом. Величина данного промежутка ограничена расстоянием от выходного сечения канала питания, на котором происходит турбулизация течения. [c.209] каждый из которых осуществляет управление 16 другими однотипными с ним элементами. Представляет интерес то, что управление элементами рассматриваемого типа возможно и с помощью акустических сигналов. [c.210] Обычно давления питания для элементов рассматриваемого типа берутся равными 50—100 мм вод. ст. Исследование характеристик данных элементов при изменении давлений питания в более широком диапазоне было проведено Ф. Сивовым и С. Неновым [108, 109]. Ими были проведены опыты при давлениях питания, изменявшихся в пределах от 100 до 600 мм вод. ст. Опыты проводились с элементом, имевшим один канал управления. Сопло питания и приемный канал имели внутренний диаметр сечения 0,8 мм. Таким же был и диаметр сечения дросселя, подключавшегося к каналу управления. Длины каналов сопла питания, приемного канала, нагрузочного дросселя и канала управления были взяты соответственно равными 50, 20, 100 и 20 мм. Расстояние между выходным сечением канала питания и входным сечением приемного канала L менялось в пределах от 10 до 30 мм. В таблице отражены данные, полученные при испытаниях с L, равным 20 и 30 мм. В столбцах 1, 2 и 3 указаны значения расстояния L и значения давления питания ро и расхода воздуха через канал питания Qo, при которых проводились опыты. [c.210] В столбце 8 указаны давления на выходе элемента, полученные при этих значениях pi и Qi. В столбцах 9, 10 и И приведены полученные значения коэффициентов усиления по давлению, расходу и мощности и Коэффициенты усиления отличаются от коэффициентов т]р, t]q, т)лг, рассмотренных в 13. Каждый из них представляет собой отношение соответствующих величин на входах в каналы питания и управления, причем последняя величина берется для режима работы, отвечающего состоянию О . [c.211] Согласно таблице давление на выходе в отсутствие управляющего сигнала (для состояния 1 ) при работе с малыми давлениями питания с удалением от канала питания меняется очень незначительно. Так, при изменении расстояния между выходной кромкой канала питания и входной кромкой приемного канала от L = 20 мм до = 30 мм рз меняется всего лишь от 16 до 14 мм вод. ст. Эти данные относятся к случаю работы с давлением питания ро=100 мм вод. ст. С увеличением давления питания это изменение становится большим при этом струя, вытекающая из канала питания, все в меньшей мере соответствует описанной выше струе, приближающейся по своим свойствам к струям идеальной жидкости. В качестве иллюстрации на рис. 19.2, в представлены характеристики Рз/Ро=ф( / о), построенные для двух различных давлений питания кривая 1 получена для давления питания ро=200 мм вод. ст., кривая 2 — для давления питания ро = 660 мм вод. ст. График построен по опытным данным, приведенным в работе Ф. Сивова [108] опытным характеристикам отвечают показанные на рис. 19.2, в точки. Опыты были проведены с входным и приемным каналами, длины которых равнялись соответственно 50 и 20 мм. Измерялось давление рз в камере за приемным каналом, из которой воздух отводился далее в атмосферу через перепускной канал, длина которого равнялась 100 мм. Диаметр проходного сечения канала питания do, так же как и диаметры двух других указанных выше каналов, был равен 0,8 мм. Согласно характеристике 1 на рис. 19.2, в давление, создающееся за приемным каналом, почти не зависит от изменения относительного размера / о в рассматриваемых пределах (0 L/do 12,5). Падение же давлений, определяемое кривой 2, является значительным оно согласуется с изменением давлений по оси струи, наблюдающимся для свободных турбулентных струй. [c.211] Как следует из рис. 19.2, б в элементах рассматриваемого типа характеристика Рз=ф(Р1) имеет относительно небольшой уклон. Приближение ее к релейной характеристике достигается введением в схему элемента канала обратной связи [109]. [c.211] Фотографии визуализированной картины течения, приведенные в работе [10], аналогичны приведенной на рис. 19.1, а диаметр цилиндрической части струи равен диаметру сечения канала питания на некотором расстоянии от канала питания форма струи меняется, происходит переход от цилиндрического к коническому ее участку. Однако в работах [9, 10] указывается, что при измерениях давлений скоростного напора с помощью трубки Пито, введенной в поток, обнаружен в струе начальный конический переходный участок, расположенный между каналом питания и цилиндрическим участком струи. По данным этих измерений диаметр цилиндрической части струи примерно в 1,7 раза превышает диаметр сечения канала питания, причем величина этого отношения зависит от давления питания. Преобразование вытекающей из канала питания струи конической формы в цилиндрическую струю, распространяющуюся затем практически без изменения ее формы на большое расстояние, не согласуется с визуализированной картиной течения, представленной на рис. 19.1, а. Приведенные данные относятся к элементам, построенным по пространственной схеме. Имеются сообщения о выполнении элементов данного типа также и в плоскостном варианте [98]. [c.212] Вернуться к основной статье