4. Особенности установившегося режима течения

Под установившимся режимом понимают такое течение, при котором в каждом сечении воздухопровода средняя скорость потока и давление будут оставаться постоянными во времени.

1. Потери на трение по длине воздухопровода будут тем больше, чем более сложную конфигурацию имеет воздухопровод.

Потери в трубопроводе рассчитываются по тем же уравнениям, что и в гидравлических системах:

местные потери ;

потери по длине .

Значения коэффициентов местных потерь берутся из справочных данных.

Величина коэффициента трения также зависит от числа Рейнольдса, но, учитывая, что значение его в пневматических системах существенно больше критического значения (Re >> = 2300), при котором имеет место переход от ламинарного режима к турбулентному, в расчетах принимают = 0,02—0,03.

Скорость воздуха в трубопроводе колеблется в пределах 10-18 м/с.

2. Так как плотность воздуха изменяется по длине трубопровода, потери обычно рассчитывают по участкам, на каждом из которых принимают ρ = const.

3. Имеет место изменение состояния воздуха по длине воздухопровода. Оно сказывается в том, что часть энергии воздуха рассеивается в окружающую среду. При этом изменяются давление, плотность, температура газа. Характер термодинамического процесса зависит от многих факторов: длины трубопровода, скорости потока воздуха, разности давлений на концах трубопровода и др. Обычно можно считать, что при медленном течении воздуха (длинный трубопровод с большим сопротивлением) процесс близок к изотермическому, при быстром течении (короткий трубопровод) — к адиабатическому.

4. Наличие утечек воздуха через неплотности на 5—10% снижает общий расход.

5. Уравнение для расхода воздуха при истечении

Уравнение позволяющее определить расход воздуха при истечении с учетом потерь на трение имеет следующий вид:

, (1)

где μ – коэффициент расхода;

f – площадь сечения трубопровода;

p_o - давление исходное:

k - показатель адиабаты;

R – универсальная газовая постоянная;

T_o – температура;

ε – относительное давление.

6. Коэффициент расхода

Под коэффициентом расхода понимается произведение коэффициента скорости, учитывающего потери на трение, и коэффициента сжатия струи. Экспериментальные исследования показывают, что на коэффициент расхода оказывает влияние форма очертания выходного отверстия, теплообмен, а также наблюдается зависимость от числа Re и числа Маха М. Коэффициент расхода (величина его всегда меньше единицы) учитывает отклонение действительного процесса течения от адиабатического вследствие выделения тепла при трении, а также ряда других неучтенных факторов. Точное его значение может быть найдено только с учетом экспериментальных данных, хотя существует для его определения и ряд теоретических зависимостей, полученных из упрощенных (приближенных) выражений для расхода. Одно из таких выражений имеет вид

.

При .

7. Классификация пневмоприводов