![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Кинематика клапанов кривошипного насоса
На рис. 7.4 совмещены диаграммы движения всасывающего (ВК) и нагнетательного (НК) клапанов с развёрнутой индикаторной диаграммой. Начало движения каждого клапана сдвинуто относительно мёртвого положения поршня на некоторый угол ( Рис. 7.4. Диаграммы движения клапанов
Рассмотрим условия открытия нагнетательного клапана. В начале хода поршня ВК продолжает опускаться, при этом жидкость выталкивается из камеры в отверстие седла. Непосредственно перед посадкой клапана под его опроной поверхностью образуется прослойка жидкости, вытесняемой из клапанной щели в обе стороны (см. рис. 7.4). Поскольку эта прослойка оказывает движению клапана сопротивление, то давление в рабочей камере начинает возрастать ещё до полной посадки всасывающего клапана (точки 1 и 2). Интенсивность нарастания давления зависит от упругости перекачиваемой жидкости и податливости стенок рабочей камеры. Открытие НК (точка 3) происходит в момент, когда давление в камере несколько превысит давление жидкости над клапаном. Если противодавление невысокое, то этот момент может совпадать с моментом посадки ВК и даже опережать его. Аналогичные события возникают в начале всасывания жидкости с тем отличием, что в камере происходит спад давления. Начало спада (точка 4) предваряет закрытие НК, а всасывающий клапан открывается в фазе Хотя оба клапана конструктивно одинаковые, открываются они с различным опозданием во времени, что объясняется различием в объёмах и в газосодержании сжимаемой и расширяющейся жидкости, а также влиянием конечной длины шатуна на скорость поршня. О с н о в н ы е р а с ч ё т н ы е ф о р м у л ы. Введём следующие обозначения (применительно к плоскому тарельчатому клапану): h – высота подъёма клапана; Уравнение сплошности потока (формула Вестфаля):
Если клапан опускается, то члены в правой части уравнения суммируются. В момент, когда h = 0, скорость c не может быть бесконечно большой; поэтому
причём расход в седле изменяется по закону
Перемещение и скорость подъёма нагнетательного клапана условимся считать отрицательными, а всасывающего – положительными. Из формулы Вестфаля скорость истечения В момент посадки это выражение становится неопределённым. Раскроем неопределённость по правилу Лопиталя:
В мёртвой точке поршня скорость опускания клапана практически постоянна
Скорость посадки клапана определим из (7.3) с учётом того, что при малых углах
Приняв
Для определения скорости c0 рассмотрим гидродинамическую силу
Эта связь выявляется только опытным путём. Результаты опытов представляются в виде графиков зависимости между следующими критериями: 1) коэффициентом истечения μ 1 или коэффициентом обтекания ς 1:
2) критерием Рейнольдса ( 3) соотношением скоростей или расходов жидкости ( 4) относительной высоты подъё1ма клапана ( Поскольку клапан садится с постоянной скоростью и силы инерции отсутствуют, то равенство сил, действующих на клапан, имеет вид
где Из (7.9) и (7.10) получим
где b0 - так называемая н а г р у з к а к л а п а н а при h = 0. Максимальную высоту подъёма клапана вычисляем из (7.2) при условии
Определение скорости c связано с некоторыми трудностями, так как неизвестно ускорение клапана. Обычно силой инерции клапана пренебрегают и вычисляют c по формуле (7.11) заменяя
|