Оценка режима потребления сжатого газа приводом

Исходной схемой для определения режима потребления сжатого газа приводом является дроссельная схема пневматического распределительного устройства (ПРУ), которая приводилась ранее.

Потребляемый расход привода определяется на основании приведенной схемы и уравнения неразрывности

G_z = G₁₁ + G₁₂,

где для определения расходов G₁₁ и G₁₂ необходимо знать даления p ₁ и p ₂. Эти давления можно определить из уравнений неразрывности газовых потоков в обоих ветвях пневматического моста

G₁₁ = G₂₁ + G₁,

G₁₂ = G₂₂ + G₂

Расмотрим наиболее простой случай: поршень неподвижен dy/dt = 0, входные дроссели работают в сверхкритическом режиме, т.е. они описываются уравнениями

G ₁₁ = A ₁₁p_zФ(k)Ф(RT),

G ₁₂ = A ₁₂p_zФ(k)Ф(RT),

сумма приращений площадей проходных сечений втекания постоянна

A ₁₁ = A o+ k ₁x, A ₁₂ = A o- k ₁x.

В этом случае после подстановки получим

G _z = G ₁₁ + G ₁₂ = 2 A o p _zФ(k)Ф(RT).

Полученное соотношение показывает, что при сверхкритическом режиме течения через входные дроссели и неподвижном поршне расход привода постоянен. Это режим хорош для ИСГ с постоянным расходом, например газогенератора, но он не экономичен.

Однако в общем случае и поршень двигается и режимы течения изменяются и площади растут не симметрично. Для определения потребляемого расхода необходимо решать общую задачу моделирования различных режимов работы привода и определять в каждом конкретном случае потребляемый расход.

Анализ работы различных ПРУ позволяет для общей оценки расхода G_z спользовать следующее соотношение

где G_zo - расход при x = 0 и сверхкритическом перепаде на входных жросселях, v и v _max - текущая и максимальная скорости штока, k ₁и k ₂- коэффициенты, которые зависят от типа ПРУ (для ПРУ струйная трубка близки к 1, для ПРУ золотникового типа близки к 0).

Приближенность приведенной оценки можно значительно уточнить, если использовать моделирование полной модели привода.