ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Допущения, принимаемые при расчете характеристик пневматических камер из "Теория элементов пневмоники " В принципе для расчета пневматических камер должна ис пользоваться полная система уравнений газовой динамики, рассматриваемых в приложении к книге (см. 52). К ним должны быть добавлены дифференциальные уравнения процессов теплопередачи для стенок камеры, для дросселей и др. Однако решение такой системы уравнений в общем виде представляет сложную задачу. Вместе с тем в большинстве практически важных случаев достаточно удовлетворительное соответствие с опытом дают рассматриваемые далее расчеты, основанные на принятии ряда упрощающих допущений. Правомочность некоторых из них выясняется путем сравнения расчетных характеристик с опытными. В других случаях оказалось эффективным проведение расчетов при различных исходных гипотезах и сравнение между собой получаемых результатов. [c.269] Рассмотрим более подробно эти допущения. [c.270] Анализ формул, приведенных в 23, приводит к заключению, что изменение разности давлений до и после дросселя на 10 жж вод. ст. (при работе с нормальным абсолютным давлением окружающей среды), помимо непосредственного влияния на расход воздуха через дроссель, вызывает следующее изменение расхода в связи с непостоянством плотности воздуха для турбулентных дросселей на 0,1% и для ламинарных дросселей на 0,05%. В связи со столь малым влиянием изменения плотности воздуха на величину расхода для дросселей пневматических камер, работающих с малыми перепадами давлений, можно принимать обычно плотность воздуха постоянной. Однако при изменении относительных избыточных давлений в более широких пределах влияние изменения плотности на характеристики пневматических камер уже должно учитываться. [c.270] в какой мере с увеличением диапазона изменения давлений истинные характеристики заполнения и опустошения непроточной камеры, имеющей ламинарный дроссель, отклоняются от соответствующих расчетных характеристик (получаемых в предположении, что воздух, протекающий через дроссель, является несжимаемой средой), можно судить на основании следующих данных, полученных Г. Тёпфером [50]. На рис. 26.1, а — г приведены расчетные и экспериментальные характеристики заполнения 1 и опустошения 2 камеры объемом 3,5 л при дросселе диаметром 0,34 мм и длиной 100 мм. Характеристики, показанные на рис. 26.1, а — г, отвечают полным диапазонам изменения давлений, соответственно равным 100, 1000, 2700 мм вод. ст. и 900 мм рт. ст. во всех случаях переходный процесс следует за мгновенным скачкообразным изменением внешнего давления. Из приведенных характеристик следует, что при малых перепадах давления влияние плотности мало сказывается на рассматриваемых характеристиках. При изменении внешнего давления на 900 мм рт. ст. становится уже большим расхождение между опытными и расчетными характеристиками. [c.270] Как следует из рис. 26.1, г, при относительно больших диапазонах изменения давлений постоянная времени процесса заполнения непроточной камеры меньше, чем постоянная времени процесса ее опустошения. Это объясняется тем, что при данном полном диапазоне изменения давлений среднее значение плотности воздуха, протекающего через дроссель при заполнении камеры, больше, чем при ее опустошении. Влияние диапазона изменения давлений на различия между временем заполнения и опустошения камеры иллюстрируется также показанными на рис. 26.2, а — в характеристиками изменения для процессов заполнения и опустошения постоянной времени камеры т в функции от длины дросселя /. [c.271] Остановимся далее на вопросе изменения давлений в камерах. Рассмотрим проточную пневматическую камеру. Из входного дросселя воздух вытекает в виде струи, распространяющейся во внутреннем пространстве камеры. Для свободной турбулентной струи, вытекающей из канала круглого сечения, согласно данным 7, на расстоянии 50 диаметров от входного сечения канала скоростной напор на оси струи составляет уже меньше 2% от скоростного напора в начальном ее сечении. Благодаря влиянию стенок камеры затухание скорости течения в струе происходит еще на меньших расстояниях от входного сечения канала. Для камер с относительно большими размерами при соответствующем выборе места расположения выходного дросселя можно обычно считать, что давление является единым для всех точек камеры. Однако характеристики малых междроссельных камер уже во многом зависят от изменения давления внутри камеры. [c.273] На характеристики пневматических камер могут влиять условия теплообмена со стенками. Предельными, как уже было отмечено, являются условия, при которых процесс изменения состояния воздуха адиабатический или изотермический. Если не имеется точных данных о характеристиках теплообмена, можно вести расчет применительно к тому или другому предельному случаю, или же принимать средние значения расчетных величин. Для оценки возможных погрешностей нужно для камер, работающих в различных условиях, располагать характеристиками, отвечающими этим двум предельным случаям. Для непроточных камер, работающих при различных диапазонах изменения давлений, в дальнейшем сравниваются те и другие характеристики. Для проточных камер при условии, что скорости течения до и после каждого из дросселей одинаковы (в частном случае они могут быть пренебрежимо малыми) и при условии равномерного распределения давлений в камере в отсутствие теплообмена с внешней средой температура в камере должна быть такой же, как и во внешних полостях, с которыми она соединена дросселями. Это следует из уравнения энергии (см. 52). [c.273] Специфическими являются вопросы линеаризации характеристик турбулентных дросселей непроточных пневматических камер. Это определяется тем, что в исходной точке расходной характеристики, отвечающей статическим условиям, тангенс угла наклона касательной равен бесконечности, и линеаризация данной характеристики обычными методами невозможна. Однако последнее, как показывается в дальнейшем, не служит препятствием для исследования в линейном приближении систем, в которых наряду с проточными камерами имеются и камеры указанного типа. [c.274] Вернуться к основной статье