Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Гидравлика и гидропневмопривод. Гидравлические машины и гидропневмопривод

ПРИБЛИЖЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В ТРУБОПРОВОДАХ

Как и в гидравлике, расчет течения газа в трубопроводах сводится к определению потерь по длине трубы. По сравнению с течением несжимаемой жидкости течение газа — более сложное явление, связанное прежде всего с изменением параметров газа вдоль трубопровода и, следовательно, с изменением скорости и режима течения газа. На практике используют приближенные методы расчета, основанные на допущениях, правомерность которых подтверждена опытным путем.

При достаточно длинном трубопроводе, даже в случае его теплоизоляции, течение газа происходит при постоянной температуре. Если принять, что Т = const, то постоянной также будет и вязкость, а следовательно, и число Re. С учетом этого потери по длине трубопровода могут быть определены по известной из гидравлики формуле

В эту формулу в отличие от гидравлики подставляется среднее Pi +Р2

значение плотности рср = —-—, где pj и р2 — соответственно плотность газа в начале и конце трубы.

Для круглой трубы

где Qm массовый расход, постоянный вдоль потока газа.

Расчеты и опыты показывают, что течение воздуха в трубопроводах носит обычно турбулентный характер и число Re лежит в пределах от 2300 до 108.

Поэтому величину коэффициента X, как и в гидравлике, определяют по формуле

где А — абсолютная шероховатость (высота неровностей стенок трубы);

Если течение газа по трубопроводу происходит под действием

малого перепада давлений, когда 0,9 < — < 1, то массовый расход Q

Р

в первом приближении можно определять по формуле

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 в пневмосистемах и гидросистемах выполняют одну и ту же задачу и строятся по одному и тому же принципу. Считая процесс течения воздуха адиабатическим, массовый

расход Qm через пневмодроссель при — < — < 1 можно опре-

V Р ЛР А

„ / „

Ру Pi

делить по формуле (11.6), а при—< — — по формуле (11.7).

A UAp

Заметим, что на практике из-за сложности формулы (11.5) с допустимой погрешностью пользуются также формулой

В этой формуле индексы 1 и 2 соответственно относятся к сечению перед дросселем и за дросселем, Sap площадь проходного сечения дросселя, ар — коэффициент расхода, который определяется так же, как и для несжимаемой жидкости.

В некоторых элементах пневмоавтоматики для решения конкретных задач дроссели устанавливают последовательно. На рис. 11.3 приведена принципиальная схема такого элемента.

Последовательное включение двух пневмодросселей

Рис. 11.3. Последовательное включение двух пневмодросселей

Воздух из резервуара А, в котором поддерживается постоянное давление pQ = const, вытекает в атмосферу 2 = Ра™) через два последовательно установленных пневмодросселя Д, и Д2, имеющих площади проходных сечений 5др1 и Дф2 соответственно. Так как при таком соединении массовые расходы через дроссели одинаковые, то, воспользовавшись упрощенной формулой (11.9), можно записать:

Для того чтобы получить удобную и очень важную для систем

(с } г °др2 _

пневмоавтоматики зависимость Р = J — , будем считать, что

V "Pl

сжимаемостью воздуха можно пренебречь (вполне допустимо при скоростях течения воздуха < 70 м/с), а коэффициенты расхода р для однотипных дросселей Д( и Д2 одинаковы. Тогда, возведя в квадрат правую и левую части уравнения (11.10) и перейдя к избыточной системе измерения давлений, при которой ратм принимается равным нулю, получим

На рис. 11.4 представлен график зависимости отношения

/ Ро

S 2/

от величины др/с , соответствующий формуле (11.11). При / °др1

f S ^

р0 = const этот график выражает функцию Р= f сдр2 .

V ^др> ;

Зависимость давления в междроссельной полости от соотношения площадей проходных сечений

Рис. 11.4. Зависимость давления в междроссельной полости от соотношения площадей проходных сечений

Участок ab на графике соответствует его линейной зоне, в которой обычно и работают элементы пневмоавтоматики. Эта зона

SR 2

лежит приблизительно в пределах величин отношения —;— = 0,3.. .1,2.

^др1

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

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы