Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Общие сведения о пневматических системах
Законы движения газа В современных машинах при автоматизации и механизации производственных процессов, наряду с гидравлическими системами, нашли широкое применение и пневмосистемы, использующие в качестве рабочей среды сжатый газ. В пневмосистемах, которые применяются в машиностроении, практически всегда в качестве рабочей среды используют воздух. К преимуществам пневмосистем относятся: надежность и долговечность, быстрота срабатывания, простота, экономичность, пожаробезопасность и нейтральность рабочей среды, обеспечивающие возможность работы пневмосистем в шахтах, химических производствах, в условиях радиации. Рабочей средой пневмосистем является сжатый воздух, поэтому расчет процессов, происходящих в этих системах, проводят на основе законов термодинамики, подробно рассмотренных в гл. 8. При движении газа, кроме параметров состояния p, w, T, необходимо учитывать еще и скорость течения газа v. Рассмотрим особенности установившегося течения газа в пневмосистемах при истечении газа через отверстие, при заполнении или опорожнении емкостей, при течении по трубам и через местные сопротивления. Примем, что при установившемся течении массовый расход газа одинаков во всех сечениях вдоль потока: где v – скорость течения газа; S – площадь сечения потока. В отличие от течения несжимаемой жидкости для газа не сохраняется постоянство объемного расхода Q, расход увеличивается вследствие расширения, вызванного понижением давления вдоль потока, а расширение в свою очередь приводит к изменению температуры в соответствии с формулой (8.1). Поэтому уравнение Бернулли для газа отличается от уравнении дня жидкости. Если не учитывать разность нивелирных высот и поскольку плотность газа мала, то уравнение Бернулли для политропического процесса можно записать в таком виде: где α – коэффициент Кориолиса; n – показатель политропы газа. Как и в гл. 6, воспользуемся уравнением Бернулли (20.1) для определения скорости истечения газа через отверстие площадью S (рис. 20.1). Считая скорость v1 равной нулю, течение турбулентным (α 2 = 1) и пренебрегая потерями при истечении (Σh нот = 0), получим где р1 и р2 - давление газа соответственно в резервуаре и среде, в которую происходит истечение, т.е. в начале и конце газового потока.
Если учесть, что из формул (8.10) и w = 1/ ρ следует то, проведя алгебраические преобразования, можно привести формулу для определения массового расхода газа, протекающего со скоростью v через сечение площадью S,к такому виду: В большинстве промышленных пневмосистем происходит или адиабатный процесс изменения параметров воздуха, или политропический процесс, когда показатель политропы n близок по своему значению к показателю адиабаты k = 1,4. Поэтому в формулу (20.2) для практических расчетов целесообразно вместо n подставить показатель адиабаты k. Кроме того, в реальных потоках воздуха через отверстия существуют потери, которые, как и при истечении несжимаемой жидкости, учитываются коэффициентом расхода μ, представляющим собой отношение реального расхода к теоретическому (см. гл. 6). С учетом сказанного, а также используя уравнение Клапейрона (8.1), преобразуем формулу (20.2) в общую формулу для расчета массового расхода воздуха через отверстие площадью S: Проведя анализ формулы (20.3), легко убедиться, что при p2/p1 = 0 p2/p1 = 1 массовый расход Qm, равен 0. Следовательно, значение p2/p1, при котором массовый расход Qm будет максимальный, можно получить, приравняв производную функции Qm = f (p2/p1) к нулю. В результате максимальный массовый расход Qm будет при Это отношение для воздуха при k = 1,4 составляет примерно 0,528. На рис. 20.2 штриховая линия соответствует графику функции (20.3), а сплошной линией показана реальная, экспериментально подтвержденная зависимость. Очевидно, что в диапазоне 0,528< p2/p1 <1 теоретическая и реальная зависимости совпадают, а в диапазоне 0< p2/p1 <0,528 существенно расходятся, поскольку расход Qm в этой области не зависит от перепада давлений и остается постоянным, равным максимальному. Отношение p2/p1 = 0,528 получило название «критическое» (p2/p1) кр, а скорость течения воздуха v2 при таком отношении давлений равна скорости звука, которая для идеального газа определяется формулой Для воздуха при k = 1,4 и Т = 293 К, получим а = 347 м/с. Поэтому при течении газа всегда рассматриваются две области: а) докритическая (дозвуковая), для которой массовый расход определяется формулой (20.3);
б) надкритическая (сверхзвуковая), для которой массовый расход определяется по формуле, полученной путем подстановки в формулу (20.3) значения p2/p1 – из формулы (20.4):
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; просмотров: 803; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.232.108.171 (0.007 с.) |