Струйные устройства.

Сложность управления устройств гидроавтоматики привела к тому, что системы контроля и управления состоят из большого числа элементов, имеющих большой объем и вес. Альтернативой электромеханических управляющих устройств являются струйные устройства, достоинством которых является высокая надежность и долговечность, экономичность и простота обслуживания, удобство и низкая стоимость изготовления.

Отрасль гидро- и пневмоавтоматики, изучающая устройство и непосредственным связями между потоками жидкости и газов получила название струйной техники или «флюиды».

Все существующие ныне струйные устройства используют один из двух ФИЗИЧЕСКИХ эффектов:

1. Отрыв пограничного слоя струи от стенки канала под действием управляемых струй;

2. Взаимодействие свободных струй между собой.

Горизонтальная струя, истекающая из сопла под некоторым давлением в пространство, оказывает на среду некоторое давление P. Давление вблизи этой струи меньше, чем в окружающей среде, так как, согласно уравнения Бернулли: в движущемся потоке давление всегда меньше чем в остановленном (неподвижном). Вследствие этого происходит захват окружающей среды и всасывание ее в струю со всех сторон. В результате сечение струи по ходу ее движения непрерывно увеличивается. Если же с одной стороны струи расположена параллельная ей стенка, то с этой стороны не происходит подсасывания дополнительной массы из окружающей среды. В результате этого между струей и стенкой создается напряжение, и струя прилипает к стенке. Это явление называется эффектом Коанда.

Простейшее устройство, работающее на этом эффекте приведено на рисунке 1.

Струя, вытекающая из источника «а» прилипает к криволинейной стенке и попадает в приемник давления 1. Если же по каналу «б» подать управляющее давление, то струя отрывается от стенки и попадает в приемник давления 2.

В рассмотренном устройстве управляющий сигнал из канала «б» осуществляет отрыв струи от стенки, для чего требуется незначительная энергия. Возврат струи в прежнее положение не требует дополнительных усилий достаточно лишь снять управляющее давление и струя возвращается в исходное состояние.

Устройство с двумя управляющими давлениями приведено на рисунке 2.

На нем струя из входного конфузора попадает в один из выходов. В зависимости от управляющего давления P_упр1 и P_упр2. По результату своего действия устройство является аналогом электромагнитного реле, которое перепускает поток жидкости из одного канала в другой.

Динамические свойства показанных устройств очень велики, что позволяет управлять системами с большим быстродействием.