2. Расчет динамических характеристик канала управления дозатором

1. Определяем полный объем V пневматической системы как сумму:

V = V_d + V_pr + 1/3V_tr м³,

где V_d – объем дозы

V_pr – объем приводной камеры (V_pr=0.5V_d)

V_tr – объем импульсной трассы (V_tr=((π d_tr² L_tr)/4)

V_pr = 0.5 × 1.8×10^-4 = 0.9×10^-4 м³

V_tr = (3.14×(0.004)²×5)/4 = 6.28×10^-5 м³

V = 1.8×10^-4 +0.9×10^-4 +6.28×10^-5 /3= 2.91×10^-4 м³

2. Определяем скорость течения воздуха при заполнении и опорожнении емкости

Т.к. отношение , где

P₁ = P₀+P_атм = 0.14+0.1=0.24 МПа

P₂ = P_атм=0.1 Мпа

то скорость течения воздуха определяем по формуле: м/c

где θ = 293 К– абсолютная температура воздуха;

При истечении воздуха

м/c

Для случаев заполнения глухих камер

3. Определяем вязкость воздуха

μ = (5.12×10^-8×t + 1.77×10^-5) Па с

где t =20 °С– температура окружающей среды;

μ =(5.12×10^-8×20 + 1.77×10^-5)=1.872×10^-5 Па с

4. Определяем режим течения воздуха по трассе, для этого рассчитываем критерий Рейнольдса

где ρ – плотность воздуха (1.29 кг/м3 = 12.65 Па с2/м2)

Для случая истечения воздуха

Для случая заполнения воздуха камеры

5. Определяем коэффициент трения воздуха:

Для случая истечения воздуха

Для случая заполнения глухих камер

6. Определяем коэффициент расхода α при заполнении и опустошении емкости

где ξ_ус– коэффициент местного сопротивления участка пневматической цепи

d_ус – диаметр участка пневматической цепи, м

Для усилителя РУП.1М ξ_ус= 1.8 ; d_ус = 3.5 мм

Для случая истечения воздуха

Для случая заполнения глухих камер

7. Определяем время заполнения и опустошения камеры привода дозатора

, c

где с – скорость звука в воздухе (340 м/с)

Время чистого запаздывания (время, в течении которого возмущение на входе доходит до выходного сечения импульсной трассы)

с

Время переходного процесса (время нарастания давления на выходе трассы) при заполнении трассы

, c

где V_пр – объем приводной камеры

V_тр – объем импульсной трассы

– максимальное давление в камере, МПа (0.14)

– давление воздуха в камере, в момент отсчета времени, МПа (0.04)

S – площадь поперечного сечения трассы, м²

м²

, c

Время переходного процесса при опорожнении линии

, c

8. Определяем расход жидкости при заполнении и опорожнении мерной камеры дозатора

м³/с

где α_р – коэффициент расхода для жидкости (α_р = 0.35)

ρ – плотность жидкости (ρ = 1000 кг/м3)

F – площадь сечения трубопровода для жидкостей (диаметр трубопровода 0.012 м)

ΔP – перепад давления на исполнительном устройстве дозатора(P₃, P_dmax-P_d)

Расход жидкости при заполнении мерной камеры жидкостью

м³/c

Расход жидкости при опорожнении

м³/с

9. Определяем время заполнения мерной емкости жидкостью и время выдачи дозы жидкости

;

где Vд – объем дозы, м³, Q_з и Q_д- расходы жидкостей при заполнении и опорожнении камеры, соответственно.

t_з = 0.593, c

t_д = 0.951, c

10. Определяем время цикла работы дозатора

Т_ц = τ_ч + τ _зап + τ _оп + t_з + t_д, с

Т_ц = 0.015 + ++ 0.593 + 0.951 = 2.573 с