Cтраница 4
Характеристики пневматических регуляторов с воздействием по интегралу или по производной не являются строго линейными, так как значения гидравлических сопротивлений, формирующих воздействия по интегралу и производной, изменяются при изменении давления. Если поток воздуха, протекающего через суживающее устройство, абсолютно ламинарен и если падение давления невелико, то весовой расход прямо пропорционален произведению перепада давления на плотность. Сопротивление, таким образом, обратно пропорционально абсолютному давлению, и эффективные значения постоянных времени воздействия по интегралу и производной изменяются обратно пропорционально давлению. Если весовой расход воздуха изменяется пропорционально квадратному корню из произведения давления на плотность, то эффективные постоянные времени регулятора изменяются пропорционально квадратному корню из абсолютного давления. [46]
В разделе 5 было рассмотрено влияние давления на длину зоны реакции. Анализируя график рис. 37в, видим, что восстановительная зона сокращается с повышением давления, в то время как кислородная зона остается почти неизменной. Состав газа в конце кислородной зоны при более высоком давлении несколько ухудшается за счет большего количества двуокиси углерода, но в конце восстановительной зоны он заметно улучшается. Температура в слое мало изменяется и это понятно, так как она зависит в основном от весового расхода воздуха, остающегося в данном случае постоянным. Следовательно, не изменяются и кинетические константы скоростей химических реакций. Точно так же не изменяется и критерий Рейноль-дса, так как он остается постоянным при постоянной весовой скорости дутья. [47]
При правильном выборе геометрических параметров и режимов работы дросселя линейная зависимость между расходом воздуха и разностью давлений до и после дросселя выдерживается с достаточной степенью точности. Вместе с тем имеется ряд факторов, под влиянием которых могут происходить отклонения от этой зависимости. Наибольшее значение для приборов пневмоники, работающих с малыми давлениями питания, имеют следующие из них: нарушение ламинарного режима течения в канале дросселя ( при превышении граничного значения числа Рейнольдса); увеличенные потери механической энергии потока на начальном участке формирования ламинарного течения; местные сопротивления при входе потока в канал дросселя и на выходе из него. С увеличением перепадов давлений, под действием которых происходит истечение через дроссель, расходная характеристика дросселя оказывается уже нелинейной. Кроме того, с изменением давления на входе и на выходе, вследствие изменения плотности воздуха, становится неоднозначной зависимость между весовым расходом воздуха и разностью давлений до и после дросселя. При больших изменениях скорости воздуха по длине канала дросселя на характеристики процесса течения и в связи с этим на величину потерь, возникающих при дросселировании, может влиять и действие сил инерции, обусловленных ускорением потока воздуха в канале дросселя. [48]
Направление результирующего потока в начальном сечении находится при этом по отношению количеств движения в потоках, вытекающих из канала управления и канала питания; в дальнейшем вводится постоянная поправка на отклонение основной струи, вызываемое управляющим воздействием. При этом условии определяется граница циркуляционной зоны и устанавливаются основные геометрические соотношения для струи. Пользование расчетными данными, которые приводятся в этой работе, требует большой осторожности, так как, как отмечается самим автором статьи, при расчетах вводится ряд упрощающих допущений, из которых не все подтверждаются опытами. К числу таких допущений относятся следующие. Для пристеночного течения принимается такое же распределение скоростей, как и для свободной турбулентной струи. Считается, что давление в циркуляционной зоне остается неизменным, тогда как опытные данные указывают на обратное. Принимается, что давление в циркуляционной зоне не влияет на общий весовой расход воздуха, что также не согласуется с экспериментами. Не подтверждается на опыте и предположение о том, что давление на оси струи, движущейся вдоль стенки, такое же. Для реальных струйных элементов неприемлемы и предположения о том, что ширина сопла пренебрежимо мала по сравнению с радиусом кривизны центральной оси струи и что величина последнего не меняется при переходе от одного участка стенки к другому. [49]