Определение проходных сечений дросселирующих отверстий и клапанов

       Рабочим телом в пневмосистемах АСОЖ является чистый О₂ или, в отдельных случаях, обогащенный воздух, поэтому расчеты процессов в этих системах основаны на известных законах и уравнениях газо- и термодинамики.

       СЛАЙД 37. При инженерных расчетах термодинамические процессы, происходящие в дросселирующих сечениях клапанов или дюз, рассматривают как процессы в идеальных газах, причем истечение газа через отверстия полагают адиабатическим: (1)

,                                                    (1)

где  и  - давление и плотность газа;  - показатель адиабаты (для двухатомных газов =1,405).

       В силу того, что при течении газов в каналах элементов пневмосистем и трубопроводах  и меняются, при расчетах исходят из условия, что при установившемся процессе течения массовый расход газа  постоянный. Формула для массового расхода газа  через круглое калиброванное отверстие (а) с площадью  (м²) при абсолютных давлениях перед отверстием  (Па) и после него , при температуре Т (К) имеет вид: (2)

                                                       (2)

где  – площадь круглого калиброванного отверстия, м² (а), абсолютное давление перед отверстием, Па. Коэффициент  по определяется формуле: (3)

                               (3)

       При критическом отношении давлений, когда скорость истечения в критическом сечении становится равной или близкой к местной скорости звука, величина  принимает максимальное значение, и расход газа через отверстие не зависит от давления  после него.

Для двухатомных газов критическое отношение давлений равно: (4)

при .   .                           (4)

       Так как из-за гидравлических потерь фактические расходы газа, несколько меньше полученных по формуле (2) вводится коэффициент расхода, обычно принимаемый для дюз : (5)

                                при 0,6¸0,7 (5)

СЛАЙД 38. Проходным сечением клапана является щель между седлом и клапаном, площадь которой  принимается равной боковой поверхности цилиндра диаметром  и высотой, равной ходу клапана : (6)

                                        (6)

       Тогда формула (2) для расчета расхода газа через клапан примет вид: (7)

                                         (7)

       Обычно в пневмосистемах АСОЖ = 4¸15. Коэффициент расхода для клапанов и дюз  (8)

 0,6¸0, 7 при 4,

 = 0,7¸0,9 при 4< <20.                                       (8)

       Для клапана с конической поверхностью (рис. в) площадь дросселирующей щели равна боковой поверхности усеченного конуса и может быть подсчитана по формуле: (9)

.                    (9)

       Так как отношение всегда больше 4, второй член в выражении 9 мал по сравнению с первым и им можно пренебречь. Таким образом, и для конического клапана расход газа через клапан практически линейно возрастает с увеличением хода клапана.

       При переходе от закритического к докритическому истечению проходное сечение отверстия при прочих равных условиях должно быть увеличено. Ход клапана определяется также диаметром его седла.

Предохранительные клапаны СК Типы предохранительных клапанов и их расчет