Уровень давления в приемном сопле


Уровень давления в приемном сопле струйного аппарата задается таким, чтобы, с одной стороны, достигалась максимальная величина импульса, с другой стороны, обеспечивалось необходимое быстродействе последующего звена, куда передается преобразованный гидравлический импульс. Полученные опытные данные показывают, что можно работать при перепадах давлений до 6 кгс/см2. При более высоких перепадах давлений наблюдается значительная пульсация давления на выходе струйного аппарата.
Исследования основной струи, направленной из сопла питания в приемное сопло, показали, что наиболее устойчивая струя получается при круглом выходном сечении сопла и с коническим входом без цилиндрического участка. При нулевом расходе воды через приемное сопло получается максимальное давление на выходе, при этом выходное давление р2 повторяет (по величине) давление в питающем сопле.
С увеличением расхода давление за приемным соплом падает. Замечено, что с увеличением расхода давление за приемным соплом становится более устойчивым.
При соударении двух струй управляющая струя отклоняет рабочую, происходит сложное взаимодействие между частицами обоих исходных потоков, что приводит к образованию нового результирующего течения. Еще более сложны процессы соударения не двух, а трех и большего числа струй.
При создании струйных аппаратов необходимо было изучить влияние на внешние характеристики струйного аппарата различных факторов (геометрических размеров, форм и относительного расположения сопл).
Основным показателем, характеризующим работу струйного усилителя, является коэффициент усиления по давлению, представляющий собой отношение относительного изменения давления на выходе усилителя к относительному изменению давления в сопле управления.
Максимальное значение этой величины достигается при некотором оптимальном расстоянии от сопла литания до приемного сопла (размер U на рис. 7-21), который по оптным данным равен 20 мм (при диаметрах сопл <2=4 мм). Ори меньших и больших расстояниях характеристика усилителя ухудшаегся. Кроме того, коэффициент усиления в значительной степени зависит от взаимного расположения управляющего сопла относительно сопла питания и приемного сопла.
На рис. 7-22 показано влияние смещения сопла вдоль основной струи на коэффициент усилия. Изменение от 5 до 15 мм приводит к изменению коэффициента усиления в 2,5 раза. В то же время изменение расстояния h мало сказывается на характеристике струйного усилителя.
Особено сильно влияет на коэффициент усиления угол между осями управляющего сопла и основной струи. На рис. 7-23 представлены две характеристики струйного усилителя, снятые при а=30° и 45°; при этом коэффициент усиления изменился в 3 раза.
Характеристики струйного аппарата — сумматора двух импульсов, действующих с разными знаками, т. е. с двумя управляющими соплами, расположенными по обе стороны относительно основной струи, представлены на рис. 7-24. Опыты проведены .при симметричном и несимметричном расположении управляющих сопл относительно основной струи. В том и другом случаях вначале основная струя отклонялась увеличением давления в одном из управляющих сопл, что приводило к уменьшению выходного давления р2 на величину Др2- Затем увеличением давления в другом управляющем сопле основная струя отклонялась в обратную сторону, что приводило к восстановлению выходного давления р2 до первоначального его значения. Характер зависимостей, как видно из рисунка, при симметричном расположении управляющих сопл — одинаковый; в то время как при несимметричном расположении управляющих сопл он зависит от установки управляющих сопл относительно основной струи.
При исследовании работы струйного сумматора с тремя управляющими соплами (суммирование трех импульсов) опытным путем определено оптимальное взаимное расположение сопл, позволившее получить выходные характеристики, представленные на рис. 7-25.
Смещением приемного сопла 2 относительно питающего 1 и соответственной установкой управляющих сопл получена знакопеременная характеристика сумматора, представляющая собой зависимость выходного давления от последовательного изменения трех импульсов в управляющих соплах.
Как видно из рис. 7-25, управляющие струи из сопла 3 и сопла 4 отклоняют основную струю в одну сторону, а струя из сопла 5 — в противоположную. При увеличении давления рз выходное давление рг растет, затем увеличение давления рь приводит к падению выходного давления и, наконец, увеличение давления вновь вызывает рост выходного давления
Опытные данные показывают, что изменением конфигурации, в частности изменением углов а4 и аг и расстояния можно получить выходные характеристики сумматора при различных уровнях давления в управляющих соплах, достаточно близкие к линейным законам- На рис. 7-26 зависимости выходного давления от управляющего давления Р2> полученные при давлениях р=0,5, 1,0 и 1,5 кгс/см2 и постоянном давлении параллельны.   
Анализ работы струйного аппарата, работающего на незатопленных струях, пока- I зал, что имеет место эффект аккумулиро- ( вания потока жидкости через приемный ка- j нал, который в динамике обеспечивает I уменьшение постоянной времени последую-1 щего звена усиления (например, поршневого усилителя), воспринимающего выход- ( ной импульс из сумматора.
Известно, что постоянная времени поршневого усилителя давления определяется пологостью расходной характеристики сопротивления источника питания, в данном случае сумматора. На рисунке представлена опытная характеристика сопротивления струйного сумматора, которая получена изменением сопротивления на выходе из сумматора, т. е. изменением расхода воды через приемное сопло при неизменном давлении, подводящемся к питающему соплу.
В статических условиях расход жидкости в поршневой усилитель давления очень незначителен и его практически можно считать равным нулю (точка ), так как он определяется только протечками через зазоры. В динамике, при движении поршня,w для заполнения освобождаемого объема я требуется увеличение расхода жидкости через приемное сопло (точка 2), которое в свою очередь лимитируется расходом жидкости через сопло питания. В данном случае возрастание расхода жидкости через приемное сопло происходит за счет эффекта аккумулирования потока жидкости. Этот эффект заключается в том, что основная струя, направленная в приемное сопло, в статике (при нулевом расходе) отражается от торца приемного сопла в камере нулевого давления, а в динамике направляется через приемное сопло к поршневому усилителю давления для заполнения освобождаемого объема без изменения давления рг, что подтверждается пологостью характеристики сопротивления струйного сумматора, представленной на рисунке, при увеличении расхода жидкости в два раза (точка 3).
Постоянная времени усилителя определится по формуле, где Fyc — площадь поршня; Длгмакс — максимальный ход поршня; Дрмакс — максимальное изменение импульсного давления.
Согласно характеристике струйного сумматора, представленной на рис. 7-27, имеем:
На рис. 7-28 представлена осциллограмма процесса преобразования импульса в струйном сумматоре с записью изменения давления в управляющем сопле Рущ> 5сек и Давления на выходе сумматора рвых. Как видно из осциллограммы, время заиаздывания в процессе преобразования импульса в струйном сумматоре.


Яндекс.Метрика