Модели гидравлических трактов

Математические модели гидравлических трактов,- так же как модели газовых трактов, подразделяются на два класса для области низких частот и для области более высоких частот, т. е. до 400 Гц. Для области низких частот в основном участки гидравлического тракта рассматривают как элементы с сосредоточенными параметрами, учитывая при этом инерцию и вязкость жидкости и пренебрегая ее сжимаемостью. Но для участков тракта, длина которых не превышает определенный предел, для участков, скорость жидкости на которых невелика, учитывают и сжимаемость жидкости, оставаясь при этом в [c.9]

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ТРАКТОВ [c.32]

Формирование математических моделей гидравлических трактов возможно двумя способами — лИбо путем упрощения [c.32]

Уравнения, описывающие установившиеся гармонические колебания капельной невязкой жидкости на участке цилиндрического тракта, (2.3.15) и (2.3.16) связывают между собой амплитуды вариаций скорости и давления 5м (х, ю) и др (х, ю) в различных сечениях по его длине с амплитудами возмущающих воздействий на его границах 5уу и буг,-- При формировании математической модели гидравлического тракта, состоящего из ряда труб и других гидравлических элементов (насосов, регуляторов, местных сопротивлений и т. д.), удобно выделить отдельно столб жидкости на участке тракта. [c.123]

МОДЕЛИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ТРАКТОВ [c.228]

В гл. 2 представлено несколько вариантов линейных математических моделей гидравлических трактов, описывающих изменение параметров жидкости при вынужденных колебаниях. В зависимости от длины тракта, скорости звука в компоненте и используемого диапазона частот применяются модели с учетом распределенности параметров (т. е. акустических эффектов), без учета распределенности параметров, но с учетом сжимаемости и инерции жидкости в тракте и, наконец, наиболее простые и [c.228]

Математическая модель машины или аппарата отражает их рабочие процессы с известным приближением. Расчетные соотношения, входящие в математическую модель, как правило, отражают закономерности отдельных явлений, составляющих рабочий процесс, без учета взаимного влияния. Например, формулы для определения гидравлического сопротивления различных участков гидравлического тракта получены на основе экспериментов в идеализированных условиях (равномерное поле скоростей на входе, однородное температурное поле, отсутствие внешних возмущений и т. д.). В реальных конструкциях эти условия не соблюдаются. Поэтому иногда при разработке нов ых конструкций прибегают к техническому моделированию устройств, когда до постройки машины или аппарата их отдельные качества или итоговые характеристики изучаются на моделях в лабораторных условиях. Например, при продувке уменьшенных моделей самолетов или автомашин в аэродинамических трубах можно выявить их сопротивление движению и зависимость этого сопротивления от формы их отдельных элементов, устойчивость машины при дв ижении и режимы, опасные с точки зрения потери устойчивости, и т. д. Таким образом, техническое моделирование представляет собой разновидность экспериментального исследования, при котором изучаются характеристики рабочего процесса конкретной машины или аппарата на модельной установке. [c.23]

Изложены методы формирования математических моделей, расчета динамических характеристик ЖРД и анализа его системы автоматического регулирования. Предложены матрично-топологические методы расчета динамики разветвленных газовых и гидравлических трактов. [c.2]

Во втором издании книга подвергалась существенной переработке. Исключены главы Некоторые сведения из теории автоматического регулирования и Некоторые нелинейные задачи динамики ЖРД . Полностью переработаны главы, посвященные гидравлическим и газовым трактам, методам расчета и особенностям динамических характеристик ЖРД. Основное внимание во втором издании книги уделено формированию математических моделей отдельных агрегатов ЖРД и ЖРД в целом, так как именно достаточно точные модели объекта регулирования позволяют правильно выбрать структуру и параметры системы автоматического регулирования (САР). В отличие от первого издания во втором издании показаны методы формирования математических моделей гидравлических и газовых трактов для двух диапазонов частот— для низких частот, когда эти элементы ЖРД можно рассматривать как объекты с сосредоточенными параметрами, и для высоких частот, когда необходимо учитывать волновые процессы. [c.3]

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]

При формировании математической модели течения жидкости в насосе пренебрегаем сжимаемостью жидкости и податливостью стенок насоса, так как скорость жидкости в проточной части достаточно велика и определяющим фактором с точки зрения динамики в области низких частот является влияние инерции жидкости. Для анализа динамики гидравлических трактов используют напорные характеристики насосов. Мощностные же характеристики будут рассмотрены в гл. 4. [c.39]

Для гидравлических трактов с более сложной структурой — при большем числе газогенераторов или камер сгораний, наличии байпасных участков и т. д. можно сформировать математические модели, используя уравнения типа (2.1.38), [c.50]

Математическая модель участка гидравлического тракта с учетом инерции и сжимаемости жидкости [c.50]

Рис. 2.4. Схема участка гидравлического тракта с учетом инерции и сжимаемости жидкости а) и его модель — гидравлическая цепь (б). Здесь и на следующем рисунке в гидравлической цепи использованы обозначения, принятые в электротехнике (из-за аналогии между уравнениями, описывающими гидравлические и электрические элементы цепей)

Вначале рассмотрим математическую модель тракта без емкости. Для приближенного описания нестационарного процесса на участке гидравлического тракта (рис. 2.4, д) используем модель, включающую два местных сопротивления на входе и выходе, два столба несжимаемой невязкой жидкости, и емкость между ними. Моделью такого тракта (рис. 2.4,6) является гидравлическая цепь, состоящая из двух сопротивлений и / 2 двух инерционностей с инерционными постоянными времени Ти1 и Ти2 и емкости с постоянной времени [24]. Воспользовавшись уравнением (2.1.10) для двух половин столба жидкости тракта цилиндрической формы, разделенных на схеме емкостью (см. рис. 2.4, д), учтя, что Хи1=Хи2 = г /2, запишем [c.51]

Уравнения (2.2.28)—(2.2.31) являются базой для формирования линейных математических моделей гидравлических и газовых трактов, описывающих нестационарные режимы течения— вынужденные колебания или переходные процессы в рабочей среде. [c.70]

Рассмотрим примеры нескольких типичных граничных условий для участка гидравлического тракта, используя приведенные ранее линейные модели элементов с сосредоточенными параметрами. Начнем с наиболее простого и часто встречающегося элемента — местного гидравлического сопротивления. Примем, что площадь проходного сечения сопротивления регулируемая. Для капельной жидкости (если пренебречь ее инерцией) малые отклонения параметров течения через местное сопротивление связаны линеаризованным соотношением (2.1.16), которое при использовании в качестве граничного условия удобнее привести к следующему виду [c.71]

Как правило, гидравлический тракт состоит из ряда участков, разделенных местными сопротивлениями. В этом случае соотношения (2.3.1) и (2.3.2) записывают для каждого сопротивления на границах участков трактов, при этом для одного участка каждое из соотношений будет условием на входе, а для другого — на выходе. Способы формирования математических моделей гидравлической системы, состоящей из ряда участков тракта, будут описаны в подразд. 2.8 и 2.9. [c.72]

Полученные формулы определяют математическую модель участка тракта в частотной области как элемента с сосредоточенными параметрами. В разд. 2.1.6. аналогичная модель была получена другим способом. Учитывая, что при переходе в частотную область первая производная по времени заменяется коэффициентом т, а вторая — коэффициентом со , сопоставляя уравнение (2.1.50) с (2.3.17), а (2.1.51) с (2.3.20), убеждаемся в их эквивалентности. Правомочность использования полученных упрощенных зависимостей для описания динамических характеристик гидравлических трактов подтверждается тем, что результаты расчетов по приближенным формулам в области ш<1 близки к данным экспериментов (см. рис. 2.6). [c.78]

Существует много способов расчета гидравлических трактов, рассматриваемых как системы с распределенными параметрами [6] классический метод Даламбера, методы интегральных преобразований (включая операционный метод Лапласа), графические и численные методы. Если ограничиться одномерной моделью нестационарного течения жидкости в тракте, то одним из наиболее удобных и простых методов расчета переходных процессов является метод характеристик. [c.87]

Воспользовавшись соотношением (2.7.11), учитывая зависимость напряжения трения от частоты, найдем математическую модель участка гидравлического тракта, заполненного несжимаемой жидкостью. Для несжимаемой жидкости целесообразно преобразовать произведение ша в коэффициенте перед градиентом давления, исключив скорость звука [c.102]

Результаты частотных испытаний гидравлического тракта с ламинарным течением подтверждают точность рассмотренной математической модели течения с учетом сжимаемости и зависимости напряжения трения от частоты. На рис. 2.21, а представлены данные экспериментов по определению безразмерной входной проводимости как функции от частоты / [c.105]

Полученные в разд. 3.1 уравнения линейных математических моделей газового тракта с неизотермическим течением не связаны непосредственно с конструктивными особенностями конкретных агрегатов ЖРД с протоком газа и организацией процесса в них. В частности, в выведенных уравнениях для общности в качестве внешних возмущающих переменных использовались вариации расхода газа на входе и выходе участка тракта и вариации температуры на входе. Применительно к конкретным агрегатам ЖРД эти вариации оказываются связаны с вариациями других параметров ЖРД. Газ в агрегатах ЖРД образуется в процессе горения жидких и газообразных компонентов, которые поступают через форсунки из гидравлических и газовых трактов. Поэтому в качестве переменных, определяющих внешние воздействия со стороны входа на поток газа в камере сгорания и газогенераторе, удобно использовать вариации расходов жидких и газообразных компонентов через форсунки камеры. [c.163]

При построении линейной математической модели ЖРД в качестве переменных используются вариации расходов жидкости в гидравлических трактах, давлений и температур в газовых трактах. В этих переменных записаны и уравнения участка газового тракта (3.3.1) и (3.3.2), предназначенные для [c.183]

Аналогичные уравнения составляются для всех других гидравлических трактов — окислителя газогенератора, горючего камеры сгорания, подачи жидкого компонента на турбину БНА и т. д. Число уравнений гидравлических трактов при принятой упрощенной модели нестационарного течения в них равно числу независимых вариаций расходов жидких компонентов. [c.229]

Ранее изложены методы формирования математических моделей основных агрегатов ЖРД (жидкостных и газовых трактов, ТНА) с учетом и без учета акустических эффектов (для гидравлических и газовых трактов) и крутильных колебаний вала ТНА. Из моделей отдельных агрегатов можно сформировать математическую модель ЖРД. В обобщенную схему ЖРД (см. рис. 1.1) без системы регулирования входят четыре гидравлических тракта и три газовых тракта ТНА. Упрощенная математическая модель ЖРД без регуляторов (без учета акустических эффектов и крутильных колебаний вала ТНА) содержит десять линейных дифференциальных или алгебраических уравнений. При анализе динамики ЖРД с регуляторами число уравнений, входящих в модель, увеличивается. Если подставить во все уравнения частные периодические решения [c.243]

Эта формула приближенная, так как она не учитывает влияния условий движения теплоносителя до поступления в элемент аппарата на сопротивление этого элемента. Поэтому в особо важных случаях сопротивление отдельных трактов теплообменника определяют путем гидравлического испытания модели аппарата. [c.462]

Физически это означает, что участок с непрерывным изменением всех параметров по длине представляется моделью, в соответствии с которой теплообмен, аккумуляция тепла и массы, изменение температуры и расхода рабочей среды происходят в емкости с постоянным по длине давлением, а гидравлическое сопротивление и, следовательно, падение давления сосредоточены вне емкости. Таким образом, пароводяной тракт представляется цепочкой чередующихся сосредоточенных сопротивлений и емкостей с распределенными параметрами. Погрешность такой замены тем меньше, чем больше число участков, на которые разбивается пароводяной тракт. [c.113]

Подчеркивается, что введение двух дополнительных решеток снижает виброактивность пучка при номинальных и средних расходах, но только при условии, что при монтаже теплообменника обеспечивается надежное закрепление труб в дистанционирующих решетках. На этой же модели был измерен коэффициент гидравлического сопротивления по тракту первого контура. [c.258]

При моделировании газового тракта котлов воздухоподогреватели обычно не воспроизводятся. Если необходимо изучить распределение скоростей в поворотном газоходе между топочной камерой и шахтой, в модели устанавливают эквивалентное гидравлическое сопротивление, например, в виде перфорированного листа. [c.58]

Каждый элемент, участвуя в рабочем процессе системы, испытывает воздействие со стороны соседних элементов. Степень этого воздействия обусловлена структурой системы, и математически выражается в виде функциональных зависимостей для выходных параметров элементов. В таблице 2.1 представлены функциональные-зависимости для всех элементов рассматриваемой схемы, которые для сокращения записаны в неявном виде. Эти зависимости, выраженные в явной форме и дополненные балансовыми уравнениями. (2.2). .. (2.4) условий совместной работы агрегатов, в совокупности образуют математическую модель схемы. При построении модели использованы следующие обозначения т — суммарный расход окислителя и горючего ш"—расход горючего через газогенератор Шг.к — расход горючего через камеру ток.г —расход окислительного газа г] коэффициенты полезного действия — количество форсунок rf —гидравлические диаметры магистралей и газовых трактов I — коэффициенты гидравлических потерь рвх.ок Рвх.г —давления на входе в насосы окислителя и горючего, Ра давление на срезе сопла рн — давление окружающей среды. [c.20]

Снижение мощности газогенераторного двигателя вызывается также ухудшением коэффициента наполнения по сравнению с бензиновым двигателем из-за более высокой температуры горючей смеси и увеличения гидравлических сопротивлений впускного тракта газогенераторной установки, а также уменьшением скорости распространения фронта пламени, коэффициента молекулярного изменения [1о и механического к. п. д. В результате совместного влияния этих факторов мощность двигателя при работе его на генераторном газе не превышает 50% мощности его при работе на бензине. При реконструкции двигателя путем повышения степени сжатия до 8,0—9,0 устранением подогрева впускного трубопровода и уменьшением его гидравлических сопротивлений мощность двигателя газогенераторного автомобиля удастся довести до 65—70% мощности базовой бензиновой модели автомобиля. [c.312]

Гидравлические тракты связывают между собой ряд агрегатов, элементов ЖРД, которые ранее были описаны как элементы с сосредоточенными параметрами. Для формир10вания математической модели гидравлического тракта ЖРД, в которой участки тракта рассматриваются как элементы с распределенными параметрами, удобно и уравнения элементов с сосредоточенными параметрами, входящих в тракт, представлять в форме уравнений четырехполюсников. Например, уравнение для местного гидравлического сопротивления (2.1.16) при 6(ц7 ) = 0, где ц — коэффициент расхода, в обозначениях, принятых ранее для четырехполюсников, запишется (для амплитуд вариаций) в виде [c.125]

Следует отметить, что теоретически ирйцбсй движения Электролита в МЭЗ чрезвычайно сложен из-за формы гидравлического тракта и наличия электрического и магнитного полей. Поэтому расчеты гидравлических параметров можно выполнить лишь в некоторых случаях, упрош,ая в достаточной степени гидравлическую модель. [c.172]

Нецелесообразно специально формировать математические модели для каждого варианта ПГС ЖРД, тем более что все они состоят из набора типичных, повторяющихся в разных схемах элементов гидравлических трактов, газовых трактов (камер сгорания, газогенераторов, газоводов), ТНА, регуляторов (дросселей) и агрегатов автоматики. [c.22]

Однако, так как в ЖРД входят гидравлические тракты, каналы с неизотермическим течением газа и механические устройства (регуляторы, ТНА и т. д.), использование матричных методов связано с использованием матриц высокого порядка, что увеличивает время расчетов на ЭВМ. В то же время структура ПГС более или менее однозначна, поэтому описывать ее в форме матриц соединений (инциден-ций) не имеет смысла. С другой стороны, использование элементов матрично-топологических методов, а именно запись уравнений отдельных частей гидравлических трактов в форме уравнений четырехполюсников или в виде сигнальных графов, оказывается очень плодотворным, так как позволяет формализовать построение математических моделей разветвленных систем и упростить расчеты их динамических характеристик на ЭВМ. [c.122]

В первых моделях котлов ТКЗ сверхкритического давления ТПП-110, ТПП-210 и ТПП-210А радиационная часть состоит из вертикальных многоходовых панелей (см. рис. 3-3). Эти котлы в течение длительного времени надежно работают на многих электростанциях, однако в дальнейшем было учтено, что еще большую эксплуатационную надежность имеют одноходовые последовательно включенные панели. Из них в современных котлах состоит работающая в наиболее неблагоприятных условиях НРЧ, расположенная в зоне ядра факела, а по ходу рабочей среды — в зоне превращения воды в пар. Для увеличения эксплуатационной надежности считают допустимым неизбежное для одноходовых панелей возрастание числа промежуточных коллекторов и необогреваемых перепускных труб, хотя при этом возрастает не только стоимость изготовления котельных агрегатов, но и гидравлическое сопротивление тракта рабочей среды. [c.142]

Экспериментальное исследование теплообмена и гидравлического сопротивления в шариковой насадке проведено на модели вращающегося воздухоподогревателя с шариковой насадкой (рис. 33). На этом рисунке 1 —статор с двумя крышками 2 — трубы, подводящие и отводящие холодный воздух 3 — трубы горячего тракта 4 — радиальные уплотняющие устройства 5 — оксиальные уплотняющие устройства 6 — дутьевой вентилятор 7 — отсасывающий вентилятор 8 — электропечь 9 — редуктор 10 — заслонка И—приемная труба холодного тракта 12 — приемная труба горячего тракта 13 — измерительные приборы 14, 15, 16, 17, 18 и 19 — трубки Прандтля 20, 21, 22 и 23 — трубки Нифера 24 — потенциометр 25, 26, 27, 28 — U-образные манометры. [c.58]

Исследование примыкающих участков должно проводиться вместе с заданной тяго-яутьевой машиной (или ее моделью). При этом снимаются характеристики машины с различными примыкающими участками, а не проиаводится определение гидравлических сопротивлений, как это делается для остальных элементов тракта. Вместе с тем удобно рассматривать примыкающие участки как некоторые дополнительные гидравлические сопротивления. [c.148]

Для оценки несущей способности термо-нагруженных элементов конструкций во многих случаях является принципиальньпи учет совместности термического и механического воздействия. Для решения таких задач стенды оборудуют системами и установками для статического и циклического нагружения образцов, моделей и натурных деталей [63, 77]. Это рычажные, гидравлические и электродинамические испытательные машины и вибростенды. Требования к ним и условия испытаний практически не отличаются от рассмотренных. Определенная специфика должна учитываться при разработке и эксплуатации узлов сопряжения элементов газового тракта и крепления образца (детали) на машине, в частности, обеспечение надлежащей герметизации камер и исключение влияния на состояние образца тепловых перемещений всех узлов стенда. [c.333]

Для выбора тягодутьевых машин обычно используют их аэродинамические характеристики, представляюшие собой графическое выражение зависимостей развиваемого напора Н (или вакуума), мошности N и кпд т] от производительности Q (рис. 79, б). Аэродинамические характеристики получают по результатам испытаний тягодутьевых машин или их моделей, приводя к давлению 101,3 Па (760 мм рт. ст.) и к стандартным температурным условиям 70° С — для мельничных вентиляторов, 20° С — для дутьевых вентиляторов, 200° С — для дымососов. Развиваемый напор, параболически зависяший от расхода среды, расходуется на преодоление сопротивления (кривые / и II) газовоздушного тракта. С увеличением сопротивления тракта (кривая //) в нем уменьшается расход Q2тягодутьевой машины меняются при изменении условий работы (например, от повышения температуры или запыленности среды падает производительность машины и напор). Некачественные изготовление или ремонт, повышенная шероховатость, неточность профилирования лопаток, наличие повышенных зазоров между рабочими колесами и всасывающим патрубком или корпусом увеличивают гидравлические потери, приводят к появлению вредных циркуляционных вихрей около рабочего колеса, к потере мощности, снижению кпд и производительности машин. [c.159]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...