Порядок выполнения экспериментальных исследований. 1) Открыть краны К1, K2, K5 и К6 и с помощью крана К1 стабилизировать уровень воды в резервуаре 1;

1) Открыть краны К₁, K₂, K₅ и К₆ и с помощью крана К₁ стабилизировать уровень воды в резервуаре 1;

2) Открыть краны K₂ и K₅ и измерить отрезок времени Т, за который уровень воды в мерном баке 2 увеличится на ∆H одновременно записать показания гидродинамических трубок, установленных до и после каждого местного сопротивления;

 

Таблица 4.2

№ п/п	Вид местного сопротивления	Объем воды в мерном баке, W (м3)	Время наполнения бака, Т (с)	Расход воды, Q (м3/с)	Средняя скорость в сечении, V (м/с)	Удельная энергия сечения (м)	Потери в местном сопротивлении (м)	Значения
		Установлено экспериментально	Справочное

 

3) Исследование повторить несколько раз, меняя каждый раз величину расхода воды Q, с помощью кран K₅. Объем воды в мерном баке , где S – площадь основания мерного бака, – изменение уровня воды в мерном баке.

4) Результаты измерении и вычислений записать в таблицу 4.2. Диаметры трубы до d и после D местного сопротивления (участок резкого расширения) соответственно равны d =20 мм и D =40 мм.

 

Содержание отчета

1. Цель работы;

2. Краткие теоретические сведения;

3. Схему лабораторного стенда (см. рис. 4.1);

4. Заполненную таблицу 4.2 результатами измерений и вычислений;

5. Расчетные формулы с подстановкой числовых данных и результаты расчетов;

6. Выводы по результатам исследований. В выводах проанализировать причины расхождения между экспериментальными и справочными данными.

 

Контрольные вопросы

а) Как определить потери удельной энергии на местных сопротивлениях?

б) Как определить суммарные потери удельной энергии на участке трубопровода наличии различных типов сопротивлений?

в) Как уменьшить сопротивление трубопровода?

г) Как зависят потери в трубопроводах от режима течения жидкости?

д) Как зависят потери в трубопроводах от свойств жидкости и от ее температуры?

 

Библиографический список

1. Гидравлика, гидромашины, гидроприводы / Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. - М: Машиностроение, 1982. - 423с.

2. А.А. Угянчус. Гидравлика и гидравлические машины - изд.4, перераб. и доп. – Изд-во Харьковского ун-та, 1970.

3. Большаков В. А. и др. Справочник по гидравлике. - К.: Вища школа, 1984. - 343 с.

4. Вакина Б.В., Денисенко И.Д., Столяров А.Л. Машиностроительная гидравлика. Примеры расчетов.-К: Вища школа,1987-208с.

 

 

5. Лабораторная работа №5.
«Определение статической характеристики усилителя типа сопло-заслонка»

 

Цель работы: ознакомиться с конструкцией, принципом действия усилителя типа сопло-заслонка и установить его статическую характеристику.

 

Теоретический раздел

Общие положения

Среди пневматических и гидравлических усилителей широко распространены усилители типа сопло-заслонка. Такие усилители включают дроссель 1 с постоянным проходным сечением, междроссельную камеру А, сопло 2 и заслонку 3 (см. рис.1). Сопло и заслонка составляют вместе дроссель с переменным проходным сечением. Рабочее тело (воздух, жидкость) подается в усилитель под постоянным давлением P₀, затем протекает через дроссель 1, междроссельную камеру А, сопло 2 и истекает в атмосферу (или бак) через зазор между торцом сопла и заслонкой. Величина зазора определяется следующим образом:

, (5.1)

где – начальный зазор между соплом и заслонкой; h – перемещение (ход) заслонки, считающееся положительным при удалении заслонки от сопла.

Рисунок 5.1 – Усилитель типа сопло-заслонка

 

Заслонка перемещается управляющим элементом. Междроссельная камера А соединяется с рабочей полостью исполнительного механизма.

Усилители типа сопло-заслонка носят еще название механопневматических преобразователей, поскольку в них происходит преобразование механического перемещения в пневматический (гидравлический) сигнал. Они используются также в дискретных датчиках наличия давления, расхода, уровня, температуры, числа оборотов, эксцентриситета, линейных размеров, шероховатости поверхностей и т.д. Кроме того, они применяются в различных вычислительных устройствах.

Усилитель (преобразователь) работает следующим образом: при зазоре давление воздуха (жидкости) в камере А равняется начальному, т.е. уравновешивающему нагрузку на исполнительном механизме, и воздух к последнему не поступает. Перемещение заслонки вызывает изменение сопротивления дросселя с переменным проходным сечением, а следовательно, и расхода воздуха через сопло-заслонку. Давление P_a в междроссельной камере и выходной линии усилителя при этом также меняется, и исполнительный механизм приходит в движение.

Затрачивая небольшую мощность на управление усилителем (перемещение заслонки), можно управлять значительной мощностью потока рабочего тела на выходе усилителя, что следует из формулы:

, (5.2)

где N – мощность усилителя; Q – расход рабочего тела через проходное сечение.

В установившихся режимах работы каждому зазору d между соплом и заслонкой соответствует определенное давление P_a в междроссельной камере при постоянном расходе жидкости в выходной линии. Таким образом, статическая характеристика усилителя представляет собой зависимость давления в камере А от зазора d между заслонкой и торцом сопла. При этом имеется в виду, что давление рабочего тела P₀ (воздуха, жидкости) на входе в усилитель и давление P_c среды, в которую воздух вытекает, остаются неизменными.

В статических режимах расход рабочего тела через дроссель 1 равен его расходу через сопло с заслонкой. Предполагая, что истечение происходит в атмосферу (P_c = 0 атм), эти расходы могут быть найдены по выражениям:

, (5.3)

(5.4)

где и – коэффициенты расхода через дроссель 1 и сопло с заслонкой соответственно; и – площади проходных сечений дросселя и зазора; g – ускорение силы тяжести; – удельный вес рабочего тела.

В установившемся режиме . Поэтому из уравнения (5.3) после преобразований получаем, что

, (5.5)

где – проводимость дросселя; а – коэффициент пропорциональности.

Из формулы (5.5) видно, что при давление , а при давление в междроссельной камере уменьшается, поскольку оно зависит от .

Чувствительность усилителя определяется следующим образом

, (5.6)

т.е. она может быть определена геометрически как тангенс угла наклона касательной, проведенной к кривой . Поскольку эта зависимость нелинейная, то чувствительность К также изменяется при изменении .

Программа исследования

· Ознакомиться с конструкцией усилителя, составить его схему, определить назначение всех входящих в него элементов;

· Снять и исследовать его статическую характеристику;

· Определить чувствительность (передаточное отношение) системы;

· Экспериментальные зависимости представить графически.