Устойчивость гидравлической системы колебаний

Колебания возникают не в области явной кавитации, в которой напор насоса начинает падать с уменьшением давления на входе, а в области с некоторым кавитационным запасом [24]. На устойчивость гидравлической системы влияет инерционность жидкости в трактах на входе и выходе насоса. Увеличение инерции столба жидкости во входном тракте и ее уменьшение в тракте на выходе из насоса стабилизирует систему, так же как увеличение гидравлических потерь во входном тракте. Из сказанного следует, что кавитационные колебания, присущие насосу ЖРД, могут не возникнуть при испытаниях на стенде, для которого не соблюдены условия моделирования штатных трубопроводов по их инерционности и гидравлическому сопротивлению. В то же время автоколебания могут возникнуть при работе ЖРД на летательном аппарате при его летных испытаниях. В такой ситуации возникают трудности с идентификацией причин развития колебаний, так как в одном и том же диапазоне частот возможны колебания, связанные с потерей продольной устойчивости аппарата в полете (см. подразд. 1.6) и кавитационные колебания. Отмеченные обстоятельства показывают, сколь важно еще на этапе стендовых испытаний обеспечить условия, максимально приближенные к натурным, в частности по гидродинамическому подобию трактов питания ЖРД. [c.14]

В третьем разделе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по колебаниям и устойчивости нелинейных систем виброизоляции и элементов гидравлических систем управления. Здесь получены новые оригинальные результаты, касающиеся рационального выбора конструктивных параметров силовой гидравлической системы управления, обеспечивающих ее устойчивую работу. [c.4]

Наиболее удобным для экспериментального определения устойчивости гидравлических следящих систем является измерение предельного граничного давления р .г, при котором возникают колебания в системе. Увеличение подведенного к следящему золотнику системы давления уве- [c.474]

Случаи возникновения опасных поперечных колебаний трубопроводов, вызванных пульсирующим давлением рабочей жидкости (параметрических колебаний), известны в некоторых гидравлических системах, хотя для возбуждения устойчивых колебаний [c.132]

Отметим, что в гидравлических системах, включающих высокооборотные центробежные насосы, податливость С, обусловленная сжимаемостью жидкости и податливостью стенок напорного трубопровода, незначительна, поэтому условие динамической устойчивости выполняется, т. е. помпажные колебания не возникают. Однако, при работе шнеко-центробежного насоса на газожидкостной смеси может возникнуть потеря устойчивости в форме помпажа [10.]. [c.32]

Устойчивость работы системы повышается при увеличении гидравлического сопротивления питающего трубопровода, тангенса угла наклона кавитационной характеристики, уменьшении гидравлического сопротивления 7 2— на выходе из насоса и с увеличением частоты колебаний и коэффициента инерционного сопротивления питающего трубопровода. [c.62]

Устойчивость, по данным обстоятельных экспериментальных исследований гидравлических следящих систем, зависит как от величин параметров исполнительного механизма (гидродвигателя), так и от величин параметров следящего золотника. Во многих случаях неправильный выбор величин параметров следящего золотника является основной причиной недопустимых колебаний системы [109]. [c.470]

Степень влияния паразитной обратной связи на задание регулятора зависит как от интенсивности сигнала обратной связи (коэффициента усиления канала обратной связи), так и от жесткости входа регулятора в точке введения обратной связи. В гидравлических и пневматических системах входным элементом регулятора является золотник, заслонка, клапан или другой подвижный элемент, управляющий проходным сечением дросселя. Если этот элемент перемещается при помощи устройства, имеющего большую механическую жесткость, такого, например, как пружина, кулачок, собачка или гидравлический позиционер, то даже интенсивная обратная связь окажет незначительное влияние и система будет устойчивой. Напротив, если управляющее устройство обладает незначительной механической жесткостью, как, например, электромагнитный или пневматический привод, то даже сравнительно небольшое усилие обратной связи оказывает серьезное влияние на положение золотника и вероятность возникновения неустойчивости в этом случае будет намного больше. Колебания золотников всегда причиняли много беспокойства как в гидравлических, так и в пневматических системах, а в последнее время в связи с требованиями повышения коэффициента усиления систем и с применением более чувствительных золотников, работающих при высоких давлениях и перемещаемых устройствами с малой механической жесткостью, проблема устойчивости стала еще более серьезной. [c.247]

Направление влияния постоянной характеризующей гидравлические потери за каверной (включая проточную часть насоса и гидравлическую нагрузку), противоположно влиянию к возрас-, тание уменьшает устойчивость системы. Подобное направление влияния связано с тем, что возрастание при фиксированной амплитуде колебаний давления уменьшает амплитуду колебаний расхода на выходе из насоса и, следовательно, рассеивание энергии, обусловленное гидравлическими потерями за каверной. При. [c.56]

Из уравнения (2.89) видно, что поток энергии, рассеиваемой на гидравлическом сопротивлении напорного трубопровода, увеличивается с увеличением коэффициента инерционного сопротивления питающего трубопровода. Из этого следует, что если звено положительной обратной связи квазистационарно (не зависит от частоты колебаний), то увеличение коэффициента инерционного сопротивления питающего трубопровода приводит к повышению устойчивости системы. [c.63]

Конструктивные параметры шнека выбираются из условия обеспечения высоких антикавитационных качеств высокооборотного шнеко-центробежного насоса. В то же время установленное направление изменения конструктивных параметров шнека для стабилизации системы в конечном счете приводит к снижению напора шнека . Это может оказаться недопустимым с точки зрения обеспечения бескавитационных условий работы центробежного колеса. Заметим, что при возникновении кавитационного режима работы центробежного колеса дальнейшие изменения конструктивных параметров шнека с целью стабилизации системы, как правило, не приводят к желаемому результату, так как в этом случае существенное дестабилизирующее влияние на устойчивость системы могут оказывать кавитационные явления в центробежном колесе (см. разд. 4.7). В подобных случаях задача обеспечения устойчивости значительно усложняется и возникает необходимость в разработке специальных средств подавления кавитационных колебаний. Как следует из теории, возможные направления повышения устойчивости системы связаны с изменением конструктивных параметров входной части шнека, которые оказывают определяющее влияние на параметры и j, и с увеличением коэффициентов гидравлического и инерционного сопротивлений питающего трубопровода. [c.134]

Казалось бы, проще всего описать динамику гидромеханических устройств ЖРД—турбонасосных агрегатов (ТНА), гидромеханических регуляторов. Действительно, в первом приближении для ТНА записывается простейшее уравнение апериодического звена первого порядка. Несколько сложнее модель ТНА с учетом крутильных колебаний вала. В этом случае его можно представить в виде двух независимо вращающихся масс, связанных упругим элементом (например, рессорой). Также усложняет модель ТНА учет инерции жидкости -в проточных частях насосов. Очень сложна модель с учетом кавитационных явлений на, входах в насосы. При этом следует отметить, что в основном идет речь не о развитых кавитационных режимах, при которых падает перепад давлений, создаваемый насосом, а о скрытой местной кавитации, не сказывающейся на статических характеристиках насоса. Местная кавитация на входе в насос влияет на динамические характеристики насоса и гидравлического тракта перед насосом снижается частота собственных колебаний тракта, увеличивается коэффициент усиления насоса. Оба эти фактора существенно сказываются на продольной устойчивости ракеты в полете, так как именно резонансная частота гидравлического тракта и коэффициент усиления ЖРД в первую очередь и определяют устойчивость системы [12, 20]. Коэффициент усиления насоса (а также и ЖРД)—это отношение амплитуды колебаний давления на выходе из насоса (в камере) к амплитуде колебаний давления на входе в насос. [c.10]

Рассмотрим гидравлический стенд, состоящий из бака (баллона) и одного трубопровода, на выходе из которого установлен регулятор. Примем, что на входе в трубопровод имеется местное сопротивление, в котором учтены потери на трение о стенки трубопровода. Так как решается задача об устойчивости системы, то для описания динамики жидкости в трубопроводе можно воспользоваться зависимостями (2.3.15) и (2.3.16), описывающими режим течения с наложенными гармоническими колебаниями параметров определенной частоты и амплитуды. При этом динамические характеристики регулятора учитываются в выражении для сопротивления на выходе фг-Так же как в гл. 2, параметры на входе участков будут обозначены индексом 1 , а на выходе — индексом 2 . [c.224]

Кроме автоколебаний (низкочастотных или акустических), связанных с работой системы регулирования, с рабочим процессом в камере сгорания и газогенераторе, возможна потеря устойчивости ЖРД в целом, при которой в колебательный контур, теряющий устойчивость, входят ряд агрегатов и частей ЖРД ТНА, газогенератор, соединяющие их трубопроводы и т. д. В формировании автоколебаний в контуре, теряющем устойчивость, определяющую роль играют процессы образования и распространения энтропийных волн по газовому тракту, а также крутильные колебания вала ТНА. Так как диапазон частот этих автоколебаний находится в области собственных и акустических (продольных) частот газовых и гидравлических трактов ЖРД, то при анализе устойчивости ЖРД все названные его агрегаты и части необходимо рассматривать как элементы с распределенными параметрами. Сами автоколебания условно будем называть колебаниями промежуточных частот . В данный термин вкладывается только тот смысл, что частоты этих колебаний больше частот обычных низкочастотных колебаний, связанных рабочим процессом в камере сгорания или газогенераторе с работой системы регулирования или с кавитацией в насосах, и ниже частот высокочастотных акустических колебаний в камере сгорания. [c.262]

В нормальном режиме работы насоса его вращающаяся система испытывает стабилизирующее действие различного рода гидравлических устройств и помимо основного движения может совершать малые колебания [2,3]. Предполагая, что в режиме собственной устойчивой работы насосы могут быть источниками гидродинамических возмущений, рассмотрим механизм продольных, или осевых, колебательных движений ротора насоса в диапазоне перемещений, допускаемых разгрузочными устройствами в процессе нормальной работы насоса. [c.57]

Как и для сжимаемой жидкости, допущение работы устройства в установившемся режиме имеет значение только для собственно дросселя, так как влияние переходных процессов на остальные элементы системы может быть значительным. Особенно большое влияние переходные процессы оказывают на неустойчивость дросселирующих устройств в этом случае система может влиять на их работу, вызывая появление звуковых или осциллирующих колебаний порой большой амплитуды. Некоторые из многочисленных слу- чаев неустойчивости дросселирующих устройств будут рассмотрены в гл. VII. Однако для устойчивого дросселирующего устройства и гидравлической системы допущение работы в установившемся режиме является достаточно точным. [c.157]

Вязкость масла для гидравлических систем обычно выбирают. в соответствии с возможностями используемых в системе насоса и клапанов. В некоторых системах (например, в гидравлических механизмах управления точных металлорежущих и копировальных станков) колебания вязкости в зависимости от температуры должны быть минимальными для этого употребляют масла с очень высоким индексом вязкости. Это требование предъявляют и в строительной технике при работе гидравлического оборудования на открытых площадках. В подобных случаях повышают индекс вязкости масел, используя присадки. Как указано в гл. 1, эти присадки полимерного типа склонны к деструкции при деформациях сдвига с постепенной потерей вязкости. Такие условия часто встречаются в гидравлических системах при работе насосов, дросселировании через малые отверстия или неплотности клапанов. В связи с этим при употреблении в гидравлических системах загущенных масел с высоким индексом вязкости очень важно, чтобы эти масла обладали достаточной устойчивостью вязкости при ме- санических нагрузках. [c.35]

Для повышения динамической устойчивости системы в этом случае был использован способ, описанный в работе [2] ресивер перед ступенью был разделен на два объема продольными концентрическими сетками с большим гидравлическим сопротивлением (рис. 3). Такое параллельное сопротивление практически не изменяет характеристики сети на установившихся режимах, но резко повышает рассеивание энергии при возникновении колебаний давления во входном ресивере. В результате при испытаниях ступени № 1 с отсосом воздуха за дросселем и продольными сетками во входном ресивере удалось устранить помпаж на всем диапазоне характеристики. При этом на режимах, которые при обычных испытаниях соответствовали области разрыва характеристики, были получены осциллограммы, позволяюшие проследить последовательное развитие срыва на лопаточных венцах ступени. [c.137]

Динамический критерий применяется очень часто для юценки гидравлических схем, но только тогда, когда система работает с ускорениями и когда возможно возникновение колебаний, например в копировальных и следящих системах. В схемах, рассматриваемых в данной работе, колебания также неизбежны, хотя они сравнительно редко играют первостепенную роль. Однако динамическая устойчивость системы — это отдельный, крупный вопрос, которым занимаются в настоящее время многие исследователи и который здесь рассмотрен не будет. Во многих случаях степень постоянства скорости или жесткости характеристики гидропривода является самым важным критерием его оценки, если иметь в виду необходимость поддержания постоянных режимов резания. В настоящей работе в качестве критерия оценки рассматриваемых схем принята относительная неравномерность скоростей при меняющейся нагрузке. [c.249]

Проверку отсутствия апериодического нарушения устойчивости (общекотловой пульсации потока) рабочего тела, возникающего под действием резких колебаний расхода топлива, давления в котле, неустойчивости системы питательный насос — гидравлический тракт — система регулирования и затухающего после устранения возмущения, осуществляют измерением расхода рабочего тела в отдельных элементах контура. При этом скорость изменения расхода достигает 10 %/мин и в ряде случаев наблюдается значительное повышение температуры рабочего тела на выходе из элементов или опрокидывание движения рабочего тела в отдельных трубах. [c.37]

Здесь же излагаются причины неустойчивости золотников, обусловленные действующими на них неустано-вившимися силами, резонансными явлениями, пульсацией жидкости, вызываемой насосом и всякого рода иными периодическими возмущениями. Рассматривается теория и конструкция миниатюрного гидравлического усилителя с электрическим управлением. Такой усилитель с успехом можно использовать в электрогидравлических системах управления. В конце раздела приводится анализ динамики приводов и систем с обратной связью. Здесь на основе линейной теории устойчивости с использованием частотных методов делается попытка объяснить причины незатухающих колебаний в следящих системах с гидравлическим силовым приводом. [c.8]

Г идромеханические регуляторы до установки на ЖРД проходят испытания на гидравлических стендах. В процессе испытаний регулятора для вновь создаваемого ЖРД,. а иногда и при гидравлических проливках регуляторов отработанных ЖРД в системе могут возникнуть низкочастотные колебания. Причиной колебаний может быть как недостаточно отработанный регулятор, склонный к автоколебаниям вне зависимости от параметров гидравлического стенда, так и потеря устойчивости системы регулятор—стендовый трубопровод при хорошо работающем регуляторе. В последнем случае избавиться от колебаний можно, изменив стендовую систему — изменив длину или сопротивление трубопровода, введя демпфирующее устройство и т. д. [c.223]

Для снижения динамических нагрузок в конструкции некоторых механизмов подъема вводят пружинные, пневматические, гидравлические или гндропиевматические амортизаторы, воздействующие на грузозахватное устройство или на грузовой орган. Применение пружинных амортизаторов достаточно эффективно только для кранов малых грузоподъемностей, так как при больших нагрузках пружины обладают высокой жесткостью, В этом отношении применение пневматических или гидравлических амортизаторов значительно целесообразнее, так как введение их в систему механизма подъема существенно уменьшает приведенную жесткость системы, увеличивает время нарастания нагрузки в грузовом органе, уменьшает время и амплитуду колебаний системы и способствует повышению устойчивости свободностоящих поворотных кранов. Динамические нагрузки при применении этих устройств могут быть ограничены величиной 20—30% от статической нагрузки. [c.234]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...