CC BY
18
начать перевод избыточной энергии во внутреннюю в произвольной точке своей новой орбиты и оказаться на своей прежней орбите в ее произвольной точке, излучив фотон в произвольном направлении. Поэтому количество прошедших через газ фотонов с такой энергией уменьшается, что и создает спектральные линии поглощения. В случае, когда электрон находится на нестационарной орбите, начало перевода избыточной энергии во внутреннюю, всегда определяется ориентацией эллипса его орбиты относительно направления движения его ядра в пространстве.
Литература
1. Алексеев Н.В. Измерение фазовой скорости света в тонких пленках. Эвенсис. Новшества в области естественных и математических наук, вып. II. Тюмень. 2017. - 26 с.
2. Алексеев Н.В. Механизм орбитальных переходов электронов. Аэтерна. Современный взгляд на будущее науки, часть 3. Пермь. 2016. - 285 с.
3. Алексеев Н.В. Отражение света прозрачными пленками с позиции квантовой теории. ЕСУ №8 (53). 2018. - 68 с.
4. Беляев А.С. Теоретические основы взаимодействия вакуума с веществом. Монография. М: ОГИ. 2011. - 384 с.
5. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М: Наука. 1981. - 507 с.
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ГИДРОПРИВОДА КРАНОВОГО МЕХАНИЗМА.
Бирюкова Ольга Андреевна
студент, КФ МГТУ им.Н.Э.Баумана
Калуга
Заярный Сергей Леонидович
доцент, к.т.н., КФ МГТУ им.Н.Э.Баумана ,
Калуга
АННОТАЦИЯ.
Рассмотрены типовые гидравлические приводы и способы их регулирования в крановых механизмах. Определены математические модели приводов и возможность их структурирования, в виде многомерных гидравлических многополюсников, для использования в различных имитационных системах.
ANNOTATION.
Typical hydraulic systems and methods of their regulation in crane mechanisms are considered. Determined mathematical models and their structuring in the form of multidimensional hydraulic multiprobe, for use in different simulation systems.
Ключевые слова: гидравлическая система, математическая модель, имитационная система, многополюсник
Keywords: hydraulic systems, mathematical models, simulation systems, multiprobe
Создание имитационной системы предполагает рассмотрение исследуемого объектам с определением его состояний, структуры, определения взаимодействия его элементов, установления характерных физических эффектов и их математических моделей [2]. Рассмотрим гидропривод кранового механизма, в котором могут использоваться различные виды управления: машинное, дроссельное, машинно-дроссельное [1]. Используя эти виды управлении можно получить практически любую
требуемую характеристику установившегося режима работы механизма крана рис. 1.
Бесступенчатое регулировании привода в первом случае, обеспечивается изменением рабочих объемов гидронасоса и гидромотора (кривые 1 и 2), а во втором случае различными уровнями дросселирования потока рабочей жидкости (кривые 3), что обеспечивает достаточно "жесткое" поддержание постоянного значения частоты на всем диапазоне изменения нагрузочного момента.
Рис. 1. Характеристики регулирования гидропривода
В гидроприводы крановых механизмах с дроссельным управлением используются схемы с разомкнутым или с замкнутым потоками рис.2.
а)
б)
а) открытая система, б) закрытая система
Рис. 2. Принципиальные гидравлические схемы привода:
1 - насос переменной производительности; 2-подпиточный клапан; 3-гидромотор; 4-переливной клапан; 5-резервуар; 6- насос постоянной производительности
Гидропривод с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости компактен, имеет небольшую массу и допускает большую частоту вращения ротора насоса без опасности возникновения кавитации, но имеет плохие условия для охлаждения рабочей жидкости.
Гидропривод с разомкнутой системой циркуляции рабочей жидкости постоянно сообщается с атмосферой и гидробаком. Достоинства такой схемы — хорошие условия для охлаждения и очистки рабочей жидкости. Однако такие гидроприводы громоздки и имеют большую массу, а частота вращения ротора насоса ограничивается допускаемыми (из условий бескавитационной работы насоса) скоростями движения рабочей жидкости во всасывающем трубопроводе.
Рис. 3 Принципиальная схема гидропривода передвижения портального крана.
Сохранить достоинства и минимизировать недостатки различные типы гидроприводов позволяет установка аккумуляторной системы. Так, на рис. 3 представлена схема гидропривода передвижения портального крана. Использование такой системы обеспечивается гашение колебаний в напорной магистрали гидропривода, повышения плавности работы привода и снижения его динамических нагрузок. Кроме того, в этом случае может быть реализован эффект рекуперации энергии при циклических режимах работы. В случае использования гидропривода с замкнутой циркуляцией, использование аккумуляторов может являться альтернативной системой подпитки в гидроприводах механизмов с кратковременными режимами работ.
Функционирование гидропривода определяется уравнениями, описывающими физические эффекты и условия взаимодействия его элементов : поведение рабочих органов и звеньев гидропривода под действием внешних сил; движения и характеристики управляющих элементов; устанавливающими неразрывности потока; определяющими величины давлений или условия сохранения энергии; отражающими связи между параметрами потока и движения элементов гидропривода.
Эти уравнения, определяющие математические модели гидравлической системы, условно можно объединить в группы уравнений [3].
Группа уравнений гидростатики
Уравнение гидростатики для гидронасоса (мотора) и гидроцилиндра
Р2 — А + Мн(м)Яо. н(м) /Ян(м) ин(м) ; р2А — рх А + Ртр (1)
где - ^ -рабочий объем; Ын параметр регулирования; Т]0 - объемный КПД; р^2^ - давление
на входе (выходе); ^ -номинальный момент на валу насоса (мотора).Уравнение для определения при-
веденного модуля упругости гидросистемы
1 1 ^ й ---+> -—, (2)
Е Е Е, 8
пр ж 1—1 81 I
где Еж -модуль упругости жидкости; - модуль упругости материала г -го участка ; й, 8 -диаметр и толщина стенки участка г -го участка. Группа уравнений расходов
Уравнение расхода через гидронасос (мотор) регулируемого объема:
Г \
Qн(м) ^н(м)Ян (м)ин(м)
1
рн (м)
о.н(м)
р
(4)
н(м).ном у
где угловая скорость; -давление на выходе насоса (мотора); рн^ ном -номинальное дав-
ление на выходе насоса (мотора). Уравнение расхода через гидроцилиндра
ОпЦш) — Ап(ш) ^ - ( Рх - Р2 ) ' (5)
где ^ -площадь поршневой (штоковой) полости; ^ -коэффициент перетечек. Уравнение расхода через дроссель или золотник
^ л ¡2 А ^ + 4кш \Ар\ - кл! . /А \
Од Ар ; Оэг — С--^-(АР1) (6)
\ Р 2кш
где Аф -площадь дросселирующего отверстия; Ц -коэффициент расхода; Р -плотность рабочей
среды; С - функция положения золотника, определяется как
| АЕ| > С — 1; АЕ < \Еном | ^^ С — 0 ; АЕ -суммарное усилие на золотнике; Еном -номи-
нальное усилие перемещения золотника; -коэффициент сопротивления гидролинии 1 при ламинар-
ном (турбулентном) режиме течения жидкости; Арг -суммарные потери давления в гидролинии 1 . Уравнение неразрывности потока
^ ^ ^ V Ф,
Овх— Овых + ^ ку р' + ^т^^т' (7)
Лр!
где Овх, -расход на входе и выходе; V -объем жидкости в элементе гидросистемы; Е 1 -при-нный модуль упругости элемента гидросистемы; к -коэффициент утечек.
Группа уравнений теплообмена. Уравнение определяющее температуру нагрева рабочей жидкости
Г... =
^гл + Тдр )
к ■ А
1 -
АТг
Су
ехр
+ Т0 ; Т^ = 1 Ал
1=1
л2 ёйл
Я3
л
(3)
п
Тд=I а
где - Пд; Т^ количество теплоты, выделяемое в гидролиниях и дроссели-
рующих элементах за время йг ; С т - средняя удельная теплоемкость гидропривода; £г - коэффициент теплопередачи; А^ - площадь внешней поверхности элементов гидропривода; Шу - масса элементов
гидропривода; То - начальная температура рабочей жидкости
Группа уравнений движения. Уравнение возвратно-поступательное движения элементов гидроцилиндра
Ш-
^ X . . йх ^
—т- = Ру, А - Р.А., - у--сх - К ■ slgn
йг2 п п ш ш йг
V йг у
- N ■ slgn (х ) , (8)
где Ш - приведенная масса подвижных частей; X - координата приведенной массы; Ап, А^ - площади поршневой и штоковой полостей ; У - коэффициент жидкого трения; N - усилие на штоке гидроцилиндра или золотнике; Я - приведенная сила сухого трения; С -приведенная жесткость упругих элементов; Р -электромагнитная сила.Уравнение возвратно-поступательное движения золотника
й х / \ . . ,—, йх
Ш — = ( Р1 - Р2 ) Аз +Щ -у—-сх
йг
2
йг
(9)
где Ш - приведенная масса золотника; X - координата приведенной массы; Аз - площади золотника ; р -электромагнитная сила. Уравнение движения вала гидромотора
т йю
I— = Ардг йг
У % - М,-м^
(10)
где I - приведенный момент инерции; М^ -суммарный момент внешних сил; Мтп - момент сухого
тр
трения; - рабочий объем гидромотора; Ю,ф- угловая скорость и угол поворота вала. Уравнение движения вала приводного электродвигателя
Т
1 эд йг
2МКр ББкр Б2 + Б2
■м.
(11)
кр
где - (эд угловая скорость электродвигателя; Мс - момент сопротивления электродвигателя; Мкр -критический момент электродвигателя; Б -величина скольжения соответствующая Мкр ; Б - критическая величина скольжения; Т]о - объемный КПД; Рн(м) -давление на выходе насоса (мотора); Рв(м) ном - номинальное давление на выходе насоса (мотора).
Сочетание уравнений относящихся к различным группам позволяют определить математические модели функциональных блоков гидроприводов и структурировать гидропривод в целом, представляя его функциональные блоки в виде гидромногополюсников. Так например, математическая модель гидроцилиндра, гидромногополюс-
ник которого представлен на рис. 4, а), определяется сочетанием уравнения расхода (5) и уравнения движения гидроцилиндра с приведенной массой (8). Математическая модель золотникового распределителя, гидромногополюсник которого представлен на рис. 4, б), определяется сочетанием уравнения расхода через золотник (6) и уравнения движения золотника (9).
Рис. 4 Функциональные блоки элементов гидропривода: а) гидромногополюсник гироцилиндра; б) гидромногополюсник золотникового распределителя.
Таким образом, расчетная схема гидропривода , например, гидропривода кранового механизма, может быть представлена в виде структурно многомерного гидравлического многополюсника состоящую из многополюсников его функциональных блоков. В общем случае, представления гидроприводов механизмов в виде структурированных расчетных схем, обеспечивает их эффективное моделирование в различных имитационных системах.
Литература
1. Евдаев Н. М., Круткин А. В. Судовые гидравлические краны: Справочник.-М.: Транспорт, 1989. -204 с.
2. Строгалев В. П., Толкачева И. О. Имитационное моделирование. учеб.пособие/ В. П. Строгалев, И. О. Толкачева - М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008.-280 с.: ил
3. Щербаков В.С., Зырянова С.А., Корытов М.С. Система автоматизированного моделирования стрелового грузоподъемного крана: Монография. - Омск: СибАДИ, 2009 - 106 с.
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ ТОРОИДАЛЬНЫХ ТОКОВЫХ
СТРУКТУР.
Григорьев Евгений Александрович,
частный исследователь
Показано существование внешнего магнитного поля и структура внутреннего магнитного поля в тороидальных структурах с полоидальным током.
Ключевые слова: торы, внешнее магнитное поле, удержание термоядерной плазмы, Keywords: tori, external magnetic field, confinement of thermonuclear plasma,
16 января 2000 года сделано большое научное открытие - впервые в электродинамике численно рассчитано и экспериментально измерено внешнее магнитное поле (МП) электропроводных тороидальных структур с полоидальным током (Рис.1). Ранее, в классической электродинамике, это считалось невозможным. Историю открытия и его возможные последствия можно узнать на сайтах http://thermonuclear.narod.ru и http://thermonuclear.ru - там раскрыты все Ноу-хау. Стрелками, обозначенными показаны векторы элементов тока. Рассматривались торы с отношением R / г и 1 и R / г и
2. Результаты расчетов выведены в виде графиков Кантора. Линии на графиках показывают сечение поверхностей уровня равной напряженности МП. Графики - в условных единицах. Направление вектора напряженности МП - перпендикулярно к плоскости изображения, так как силовые линии МП имеют исключительно азимутальную (или тангенциальную или касательную к окружности, которая лежит в плоскости XY и с центром на оси Z) составляющую.
Вначале рассчитывалось МП внутри тора. Тор с отношением R / г и 1 (Рис. 1).
