ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчет подготовительного и заключительного периодов из "Пневматические приводы " Я = 1) она будет равна нулю, а затем б будет возрастать и максимальное ее значение будет в конце процесса (при У = 1).Дляр = = 7 от (Уа = 0,143) б,, =- 0,304 для - 5 ат(Уа = 0,2) = 0,215 для р, - Зат У, = 0,33) = 0,132. [c.66] Таким образом, ошибка при замене уравнения энергетического баланса адиабатическим законом изменения состояния воздуха тем больше, чем выше давление в магистрали. [c.66] Изменение состояния воздуха в полости наполнения при переменном количестве газа может описываться уравнением адиабатического процесса только при дополнительном подводе тепла. В обычных условиях работы машин некоторая часть тепла при наполнении рабочей полости отводится (а не подводится) в окружающую среду. [c.67] Функция f, —- /, (/) — изменение площади отверстия для входа воздуха в зависимости от времени — может быть задана в аналитическом или графическом виде. [c.67] В тех случаях, когда наполнение начинается при давлении, меньшем критического (например, при атмосферном давлении F,,), а заканчивается при значении давления, большем критического, т. е. Fj 0,528 Fa, то используются последовательно обе формулы. [c.68] Значения функции (F), соответствующие конечным и начальным величинам относительного давления F, могут быть взяты из графика, приведенного на рис. 12, а. Безразмерное давление i обычно соответствует атмосферному давлению воздуха (Fi = а, Pi = Ра)- Значение в начале движения поршня может быть взято из графика, приведенного на рис. 12, б, о чем будет более подробно указано ниже. [c.68] В следующий момент времени поступит новая порция газа А0, , параметры которого также равны р , Т . Если бы температура поступившего воздуха была равна температуре воздуха в полости, то процесс сжатия протекал бы в соответствии с адиабатическим законом по кривой аЬ (штриховая линия на рис. 13, б), но так как температура поступившего воздуха ниже, чем в полости, а процесс сжатия протекает без теплообмена с окружающей средой, то параметры воздуха будут другими, а именно р , (точка Ь). Эти параметры получились в результате уравнивания температуры воздуха, поступившего в полость и находившегося в ней. Если бы следующая, поступающая в полость порция воздуха, имела те же параметры, то процесс сжатия протекал бы в соответствии с адиабатическим законом изменения состояния газа, т. е. по кривой Ьс , но так как смешивающиеся порции воздуха имеют разные параметры, то процесс сжатия отклоняется от адиабатического закона в сторону изотермического (кривая Ьс). Для осуществления последнего необходимо отнимать у воздуха такое количество тепловой энергии, чтобы поддерживать температуру неизменной (штрих-пунктирная кривая на рис. 13, б). Для того чтобы получить адиабатический закон изменения состояния газа, наоборот, требуется в каждый момент времени подводить соответствующее количество тепловой энергии (штриховая кривая на рис. 13, б). [c.72] На самом деле процесс сжатия будет протекать в соответствии с энергетическим балансом и кривая будет занимать промежуточное положение (сплошная кривая) между адиабатической и изотермической кривыми. В конце процесса сжатия на интервале А/з параметры воздуха будут равны рз, Гд и т. д. Рассматриваемый процесс на каждом интервале времени Д/ можно рассматривать как процесс, аналогичный процессу, протекающему с отводом тепла, т. е. как политропический процесс с переменным (на каждом интервале времени) показателем политропы, о чем уже указывалось выше при анализе формулы (103). [c.72] Кривые на рис. 13, а изображают процесс наполнения постоянного объема V = 1000 см через отверстие диаметром с1 = 0,8 см при давлении р , = 0,8 ат. Очевидно, что рис. 13, а является характерным для процессов наполнения типовых пневматических устройств. [c.72] В некоторых работах по исследованию пневматических устройств авторы принимают именно этот закон изменения состояния, механически связывая его с отсутствием теплообмена. При этом применяются законы термодинамики постоянного количества газа к случаю, когда количество воздуха меняется. [c.73] В пневматическом устройстве протекают следующие основные термодинамические процессы движение воздуха по трубопроводу, истечение его в полость рабочего цилиндра и последующее сжатие или расширение в этой полости. Потери давления воздуха при движении его по трубопроводу и из-за местных сопротивлений обычно учитываются путем введения коэффициента расхода в формулу расхода воздуха (15). При экспериментальном определении этот коэффициент учитывает потери на трение, сжатие струи, скорость подхода воздуха к отверстиям, теплообмен с окружающей средой и прочие факторы. Таким образом, первые два процесса как бы заменяются одним процессом истечения, а погрешности, допускаемые при этой замене, учитываются коэффициентом расхода. Выясним теперь влияние процесса истечения на время наполнения полости. Так как истечение происходит на коротком участке трубопровода и с большими скоростями, то обычно этот процесс рассматривают как адиабатический и пользуются формулой (15), учитывая с помощью коэффициента расхода перечисленные выше факторы. [c.73] Адиабатический (15) и изотермический (122) законы истечения воздуха дают крайние значения формулы расхода. На рис. 13, а кривые 1 построены для случая адиабатического истечения при различных законах изменения состояния воздуха в полости. [c.74] Кривые II построены при изотермическом истечении воздуха. Как можно видеть на этом графике, тип процесса истечения значительно меньше влияет на время наполнения, чем тип процесса изменения состояния воздуха в полости. [c.74] Выражение (130) дает зависимость между температурой и давлением при адиабатическом процессе. [c.76] Таким образом, в выхлопной полости в отличие от рабочей полости процесс изменения состояния воздуха следует адиабатическому закону. Воздух, вытекающий из полости, в каждый момент времени имеет те же параметры, что и остающийся в ней. А так как процесс расширения протекает без теплообмена с окружающей средой, то он соответствует адиабатическому закону изменения состояния газа. [c.76] Величина 1. в уравнении (138) определяется давлением, которое устанавливается в полости в конце прямого хода обычно оно равно давлению в магистрали. Величину определяют из уравнения равновесия поршня под действием заданных сил (см. следующий раздел этой главы). [c.78] Величина максимальной ошибки при определении времени истечения по формулам (137) и (141), а также (136) и (140) достигает 0,4. [c.78] Время наполнения рабочей полости, определенное по уравнению (111), в общем случае отличается от времени, полученного по уравнению (138) истечения из выхлопной полости. Обычно процесс истечения из последней протекает более медленно, чем процесс наполнения рабочей полости, объем которой в начале движения значительно меньше, чем объем полости противодавления. [c.78] Сумма этих интервалов времени составит время подготовительного периода — 1 . [c.79] Вернуться к основной статье