Министерство высшего и профессионального образования РФ.

Саратовский государственный технический университет.

БИТТиУ.

Кафедра УИТ.

Лабораторная работа по курсу:

Элементы и устройства СУ.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДРОССЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТРУЙНОГО ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ.

Выполнили студенты группы УИТ 42В

Бармин А

Васенин А

Колчанов В

Манышев Ю

Проверил преподаватель

Токарев АН

Балаково 2002 г.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДРОССЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ.

Цель работы: ознакомится с принципом действия, экспериментальной схемой для снятия статических и динамических характеристик, принципами оптимизации и программного расчета на ЭВМ основных параметров дроссельного электрогидродинамического вихревого преобразователя.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.

Дроссельный электрогидродинамический вихревой преобразователь (ДЭГВП) применяется при автоматизации ПТМ и СДМ в системах автоматического дозирования и стабилизации расхода топлив, рабочих гидравлических сред, в качестве электрогидравлических преобразователей и усилителей. Принцип действия ДЭГВП основан на том, что специальные электроды заряжают однополярным образом диэлектрическую рабочую жидкость и срывают предварительную закрутку жидкости в проточной части.

Конструктивно (рис 4.) ДЭГВП состоит из корпуса – вставки 1, выполненного из металла и являющегося одновременно электродом (как правило, заземленным), центрального электрода 2, установленного строго симметрично относительно проточной части, и выходного штуцера 3, с которого расход жидкости является управляемым. Для нормальной работы ДЭГВП необходимо подать рабочий поток Q₃ с давлением Р₃.

Конструктивными основными параметрами ДЭГВП являются: в_п – ширина сопла питания; в­_у – ширина установочного сопла; D - диаметр проточной части; d_э – диаметр центрального электрода; Н – высота проточной части, Н_э – высота установки центрального электрода. Принцип действия ДЭГВП основан на том, что подача напряжения на электроды вызывает срыв предварительной закрутки жидкости в проточной части и изменение выходного расхода. На рис 5.а показана статическая расходная характеристика проточной части ДЭГВП при отсутствии управляющего напряжения при Р_п = Const.

Рис.5

Наличие спадающего участка объясняется тем, что установочный поток Q_у закручивает питающий Q_п и создается центробежное давление жидкости, перекрывающее основной поток Q_п. Этот спадающий линейный участок и является рабочим для ДЭГВП, а рабочая точка А выбирается в нижней части спадающего участка. Подача напряжения на электроды ДЭГВП вызывает заряд жидкости в проточной части и создание дополнительного гидравличес­кого сопротивления, развихряющего предварительно закрученный поток жидкости. Это эквивалентно уменьшению установочного давления Р_у т.е. смещению рабочей точки А вверх, но поскольку Р_у и Р_п остается постоянными, точка А занимает положение А¹. Таким образом, подача напряжения вызывает увеличение выходного расхода жидкости. Статическая характеристика ДЭГВП показана на рис.5б

Конструктивно ДЭГВП может выполняться с сосредоточенной подачей потока питания (рис 1) и с распределенной подачей потока питания, когда последний подается сверху над центральным электродом. При этом поток питания подается в проточную часть ДЭГВП по всей периферии в области центрального электрода. Конструкции ДЭГВП с распределенной и сосредоточенной подачей потока питания показаны соответственно на рис. 6 а и 6 б.

В лабораторной работе предусматривается изменение всех параметров ДЭГВП. Это достигается установкой сменных проточных частей – вставок, выходных штуцеров и центральных электродов.

На рис.7а, б показаны сменные проточные части – вставки ДЭГВП с распределенной и сосредоточенной подачей Q_п соответственно.

На рис.8 показаны всевозможные сменные вставки и штуцеры, используемые в работе.

Формула для вычисления выходного расхода ДЭГВП может быть представлена в виде (1)

(1)

где К₁ – экспериментальный коэффициент.

Динамические характеристики ДЭГВП снимаются при подаче или снятии скачком управляющего напряжения на электроды. Изменение выходных расходов и давлений ДЭГВП при этом во времени характеризует инерционные и частотные свойства.

На рис.9 а, б показаны динамические характеристики ДЭГВП при включении и отключении соответствующего управляющего напряжения (пульсирующая кривая соответствует выходному давлению Р_в).

Выходное давление Р_в проще всего может быть аппроксимировано экспонентой (1)

(2)

где:  - экспериментальный коэффициент, _эг – постоянная времени ДЭГВП, Р_э.уст – установившееся значение Р_э по окончании переходного процесса.