Лабораторна робота №3 Розрахунок і дослідження гофрованих мембран і сильфонів звт

Тривалість 2 год.

Мета роботи:

Набуття студентами навиків розрахунку і експериментального дослідження характеристик гофрованих мембран і сильфонів при їх використанні для виконання різних функцій ЗВТ.

3.1 Основні теоретичні положення

3.1.1 Гофровані мембрани

Гофровані мембрани відрізняються від плоских мембран тим, що мають на своїй поверхні ряд гофрів різної форми (синусоїдальні, трикутні, трапецеїдальні та інші). Перевага їх перед плоскими полягає в тому, що їхня характеристика є лінійною при значно більших навантаженнях і однакових з плоскими мембранами конструктивних розмірах.

Розрахунок гофрованих мембран періодичного профілю базується на такому рівнянні:

, (3.1)

де а і в – коефіцієнти, що залежать від форми мембрани і в свою чергу розраховуються таким чином :

, ,

де .

Коефіцієнти і визначаються згідно даних табл. 3.1

Таблиця 3.1

Профіль
	1

Об’єм між початковим станом мембрани і її пружним станом визначається таким чином :

.

3.1.2 Сильфони

Сильфон – це тонкостінна циліндрична оболонка з поперечною гофровкою, яка дає можливість отримувати значні переміщення при незначних навантаженнях без перевищення границі текучості матеріалу мембрани.

В залежності від способу виготовлення сильфони бувають зварні і безшовні.

Розрахунок зварних сильфонів оснований на залежностях , які приведені в табл. 3.2.

Таблиця 3.2

Схема навантаження
Величина переміщення	;	;

де P і Q – відповідно або тиск, або зусилля , що діють на вільний кінець сильфону ; коефіцієнти і розраховують згідно табл. 3.2; і - відповідно зовнішній і внутрішній радіуси сильфона ; і - відповідно товщина сильфона після його виготовлення і товщина матеріалу заготовки для виготовлення сильфону ; - кількість гофрів сильфону ;

Розрахунок безшовних сильфонів основний та такій залежності :

. (3.3)

Коефіцієнт , , і визначаються за допомогою номограмм [1] в залежності від і , де .

Коефіцієнт розраховують таким чином :

; (3.4)

де Т – крок хвиль сильфону.

3.2 Обладнання для виконання роботи

1. Гофровані мембрани і сильфони конкретних ЗВТ.

2. Вимірювальні інструменти: штангельциркуль, індикатор лінійного переміщення, важки масою від 10 до 500 грам, механічний штатив.

3. Мікрокалькулятор.

3.3 Порядок виконання роботи

1. Одержати від викладача конкретні завдання щодо розрахунку і дослідження гофрованих мембран і сильфонів.

2. Здійснити розрахунок відповідних параметрів гофрованих мембран і сильфонів згідно отриманого завдання.

3. Здійснити дослідження конкретних гофрованих мембран і сильфонів і порівняти ці характеристики з розрахунковими.

3.4 Форма звітності по роботі

Звіт по роботі повинен включати:

• мету роботи;

• короткий теоретичний опис методик розрахунку відповідних характеристик конкретних пружних елементів;

• отримані результати розрахунку і експериментальних досліджень відповідних характеристик конкретних пружних елементів;

• результати порівняння розрахованих і експериментально досліджених характеристик пружних елементів;

• висновки.

3.5 Контрольні запитання

Які можуть бути форми гофрів гофрованих мембран?

Чому статичні характеристики гофрованих мембран є більш лінійними у порівнянні з плоскими мембранами?

Яким чином описуються статичні характеристики гофрованих мембран?

Із яких матеріалів виготовляють і яким чином гофровані мембрани?

Яким чином можна експериментально отримати статичну характеристику гофрованої мембрани?

Чим відрізняються між собою зварні і безшовні сильфони?

Яким чином описується статична характеристика безшовного сильфона?

Яка методика експериментального дослідження статичних характеристик сильфонів?

Що собою представляє крива хвиль сильфона?

В яких конкретно ЗВТ використовуються гофровані мембрани і сильфони?