Течение газа через местные сопротивления

Специальные местные сопротивления в пневматических системах, как и в гидросистемах, играют важную роль, особенно при построении систем управления и контроля. Наиболее распространенными специальными местными сопротивлениями являются дроссели, которые и в пневмосистемах, и гидросистемах выполняют одну и ту же задачу и строятся по одному и тому же принципу (см. подразд. 13.2). Считая процесс течения воздуха через пневмодроссель адиабатическим, массовый расход Q_m при (p₂ / p₁) _кр < p₂ / p₁ < 1 можно определить по формуле (20.3), а при p₂ / p₁ < (p₂ / p₁) _кр – по формуле (20.5). Однако из-за сложности формулы (20.3) на практике с допустимой погрешностью пользуются формулой

В формуле (20.7) индексы 1 и 2 соответственно относятся к сечению перед дросселем и за дросселем, S _др – площадь проходного сечения дросселя, а μ – коэффициент расхода, который определяется так же, как и для несжимаемой жидкости (см. гл. 6).

В некоторых элементах пневмоавтоматики для решения конкретных задач дроссели устанавливают последовательно. На рис. 20.3 приведена принципиальная схема такого элемента.

Воздух из резервуара А, в котором поддерживается постоянное давление p₀=const, вытекает в атмосферу (р₂ = p_атм) через два последовательно установленных пневмодросселя Д₁ и Д₂, имеющих площади проходного сечения соответственно S _др1 и S_др2. Так как при таком соединении массовые расходы через дроссели одинаковы, то, воспользовавшись упрощенной формулой (20.7), можно записать:

Для того чтобы получить удобную и очень важную для систем пневмоавтоматики зависимость , будем считать, что сжимаемостью воздуха можно пренебречь (вполне допустимо при скоростях течения воздуха менее 70 м/с), а коэффициенты расхода μ для однотипных дросселей Д₁ и Д₂ одинаковы. Тогда, возведя в квадрат правую и левую части уравнения (20.8) и перейдя к избыточной системе измерения давлений, при которой р₂=p_атм принимается равным нулю, получим

На рис. 20.4 представлен график зависимости отношения р₁/p₀ от величины , соответствующий формуле (20.9). При p₀ = const этот график выражает функцию .

Участок аb на графике соответствует его зоне, близкой к линейной, в которой обычно и работают элементы пневмоавтоматики. Эта зона лежит приблизительно в пределах отношения от 0,3 до 1,2.

На основании материалов этой главы можно заключить, что законы статики и законы движения газов и жидкостей для промышленных пневмосистем практически одинаковы. Поэтому назначение, принцип действия, классификация, терминология и условные обозначения основных элементов пневматических и гидравлических систем аналогичны.

Конструктивные отличия и применение особых пневмоэлементов (кондиционеров и некоторых пневмоаппаратов) обусловлены особенностями газа как рабочей среды.