CC BY
12УДК 621.22.018.8:532.5
О ГИДРОДИНАМИКЕ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДОВ И ОПРЕДЕЛЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОСОДЕРЖАНИЯ
С. В. Сидоров
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: okm@mail.sibsau.ru
Приведено описание установок, позволяющих регулировать распределение давления и скоростей движения рабочей жидкости в испытаниях отдельных элементов гидроприводов, что позволяет расширить диапазон экспериментальных исследований течений в рабочих каналах и трубопроводах гидроприводов машин. Описаны способ и установка для определения размеров газовых включений и их концентрации в зависимости от размеров, которые могут быть использованы в ряде испытаний гидросистем различных машин.
Ключевые слова: гидропривод, стабилизация потока, параметры газосодержания.
ON THE HYDRODYNAMICS OF THE ELEMENTS OF THE HYDRAULIC DRIVE AND PARAMETERS DETERMINING THE GAS CONTENT
S. V. Sidorov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation. E-mail: okm@sibsau.ru
Describes the settings that allows to adjust the pressure and velocities of the working fluid distribution in the testing of individual units of hydraulic actuators, that allows you to extend the range of experimental studies of currents in the working channels and pipelines of the hydraulic machines. The described method and device for determining the size of the gas impurities and their concentrations depending on size, which can be used in several tests of hydraulic systems of various machines.
Keywords: the hydraulic actuator, flow stabilization, gas content.
При испытаниях отдельных систем гидроприводов машин возникает необходимость в создании стабильного распределения давления и поля скоростей движения рабочей жидкости. Особенно это актуально для исследований потерь давления в гидромагистралях, а также в регулирующей гидроаппаратуре при оптимизации формы обтекаемых элементов и запорных поверхностей клапанных устройств от условного прохода и конфигурации сечения каналов во вновь проектируемых гидропневмоударных агрегатах [1] и гидростатических направляющих металлорежущих станков [2; 3].
Это позволяют осуществить установки для проведения гидродинамических испытаний. В установке [4], приведенной на рис. 1, с целью стабилизации потока жидкости при условиях, аналогичных безграничной жидкости, испытательный канал выполнен с упругими стенками с боковыми окнами, при этом упругие стенки испытательного канала расположены внутри герметичной камеры и сопряжены своими торцами с конфузором, а герметичная камера сообщена посредством пневматической магистрали, снабженной регулирующим вентилем, с вакуум-насосом.
Принцип работы: основной поток проходит через конфузор 3, испытательный канал, состоящий из окон 1 и упругих стенок 2, и создает в эжекторе-диффузоре 5 и в камере 4 разрежение. Дополнительное разреже-
ние обеспечивает подключаемый к магистрали 6 с вентилем 7 вакуум-насос. Это позволяет дополнительно регулировать условия течения в испытательном канале.
Аналогичные условия создаются в установке [5], в которой используется изменение степени проницаемости испытательного канала, для чего последний выполнен в виде набора перфорированных колец, связанных между собой и конфузором соединительным устройством. Описание работы в этих и других установках, сравнение полученных эффектов приведено в работе [6].
Рис. 1. Схема установки с упругими стенками испытательного канала: 1 - окна; 2 - упругие стенки; 3 -конфузор; 4 - герметичная камера; 5 - эжектор-диффузор; 6 - магистраль; 7 - вентиль
Решетневскуе чтения. 2014
При экспериментальном определения параметров газосодержания двухфазного потока могут быть использованы скоростная видеосъемка и термоанемометрия [7]. Недостатками этих способов является недостаточная точность измерений и ограничения по скорости потока и размерам газовых включений.
Разработан способ определения параметров газосодержания двухфазного потока, основанный на введении в исследуемый поток кавернообразующего тела [8]. Это позволяет повысить точность, упростить процесс, снизить материальные затраты на проведение эксперимента и расширить диапазон измерений параметров газосодержания двухфазного потока, что актуально для проведения ряда испытаний гидросистем различных машин.
Для определения параметров газосодержания в двухфазный поток последовательно вводят на гидродинамическом ноже кавернообразующие тела и производят измерения длины образованной введенным телом каверны, затем в однородном потоке создают искусственную каверну путем поддува газа за кавер-нообразующее тело и измеряют расход газа, необходимый для создания искусственной каверны в потоке той же длины, а концентрацию газа С, и относительную объемную концентрацию С, = С, / С газовой фазы в двухфазном потоке находят по уравнению
Наименование Значения
Диаметр кавернообразующего тела Б, мм 0,4 0,8 1,2 1,6
Длина каверны 1-, мм 35 57 14 5
Необходимая величина расхода воздуха для создания каверны той же длины д, л/с 0,02 0,022 0,35 0,005
Концентрация газовой фазы с размерами Б- < di < Б-+1 С,,% 20 40 30 10
Рис. 2. Схема установки по определению параметров газосодержания: 1 - кавитатор; 2 - державка; 3 - нож; 4 - газовая магистраль; 5 - расходомер; 6 - кран; 7 - ресивер
д = (2й1 + Б- )¥Ь; - = 1, ..., п,
я Г1 при I > "
где 5гУ = < и С = > С„; д.- - расход воздуха
] [0 при I < - ^ ]
на образование искусственной каверны за кавернооб-разующим телом с поперечным размером Б-; Ь, Б- -продольный и поперечный размеры кавернообразующего тела; ^ - диаметр газовой фракции в двухфазном потоке, лежащий в диапазоне Б- < ^ < Б-+1; V - скорость набегающего потока.
Для реализации предлагаемого способа была разработана установка (рис. 2). При определении параметров газосодержания двухфазного потока каверно-образующее тело 1, установленное на державке 2 со шкалой делений, вводят на гидродинамическом ноже 3 в поток, магистраль 4 поддува газа и расходомер 5 используют для подачи и определения расхода воздуха, требуемого для создания искусственной каверны определенной длины в однородном потоке. Это достигается путем открытия напорного крана 6 для подачи воздуха из ресивера 7.
Результаты эксперимента, проведенного при скорости потока V = 8,9 м/с, и решения уравнений относительно концентраций приведены ниже (см. таблицу). В качестве кавернообразующих тел использовались кавитаторы длиной Ь = 1 см различного диаметра Б-.
Библиографические ссылки
1. Ереско Т. Т., Ереско С. П., Тубольцев А. А., Ереско В. С. Совершенствование гидропневмоудар-ного агрегата на основе имитационного моделирования // Современные технологии. Системный анализ // Моделирование : научный журнал ИРГУПС. 2011. № 3(31). С. 50-56.
2. Ереско С. П., Шатохин С. С. Исследование незамкнутой адаптивной гидростатической опоры с независимым плавающим регулятором // Вестник Сиб-ГАУ. 2011. Вып. 4(37). С. 30-34.
3. Ереско С. П., Шатохин С. С. Адаптивные гидростатические опоры с независимыми оппозитными плавающими регуляторами расхода рабочей жидкости // Современные технологии. Системный анализ // Моделирование : научный журнал ИРГУПС. 2011. № 2 (30). С. 87-90.
4. А. с. № 815555, СССР, МКИ в 01 М 10/00, Рабочий участок гидротрубы для проведения гидродинамических испытаний / С. В. Сидоров, В. К. Витер и
B. М. Ивченко, 2784646/ 27-11; Заявлено: 23.06.79; Опубл. 23.03.81. Бюл. № 11. 2 с.
5. А. с. № 813162, СССР, МКИ в 01 М 10/00, Рабочий участок гидротрубы для проведения гидродинамических испытаний / В. М. Ивченко, А. П. Кулак,
C. В. Сидоров и др. 2779946/27-11; Заявлено: 14.06.79; Опубл. 15.03.81. Бюл. № 10. 3 с.
6. Сидоров С. В. Оптимальные гидрореактивные системы // Ивченко В. М., Приходько Н. А., Григорьев В. А. Характеристики рабочих участков различного типа. Красноярск : Изд-во Краснояр. ун-та, 1985. С. 176-182.
7. Данилов И. М. Течения газожидкостных сред с высоким газосодержанием и гетерогенными химическими реакциями : автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.02.05 / И. М. Данилов. М., 2011. 30 с.
8. А. с. № 1081480, СССР, МКИ в 01 N 15/82, Способ определения параметров газосодержания двухфазного потока / С. Б. Осипенко, Ю. Н. Савченко, С. В. Сидоров и др. 3509537/18-25; Заявлено: 03.11.82; Опубл. 23.03.84. Бюл. № 11. 3 с.
References
1. Eresko T. T., Eresko S. P., Tuboltsev A. A., Eresko V. S. Improvement of hydropneumatic shock unit on the basis of simulation // Modern technology. System analysis // Modeling: scientific journal IRSURW, 2011, no. 3(31), p. 50-56.
2. Eresko S. P., Shatohin S. S. Survey open-loop adaptive hydrostatic bearing with independent floating regulator // Vestnik SibSAU, vol. 4(37), SibSAU, Krasnoyarsk, 2011, p. 30-34.
3. Eresko S. P., Shatohin S. S. Adaptive hydrostatic bearing with independent horizontal floating regulators of fluid flow // Modern technology. System analysis // Modeling: scientific journal IRSURW, 2011, no. 2(30), p. 87-90.
4. I. C. No. 815555, USSR, ICI G 01 M 10/00, The working section of hydrodynamic pipe for testing / S. V. Sidorov, V. K. Viter i V. M. Ivchenko. 2784646/ 27-11; Claim: 23.06.79; Publ. 23.03.81. Bull., no. 11, 2 p.
5. I. C. No. 813162, USSR, ICI G 01 M 10/00, The working section of hydrodynamic pipe for testing / V. M. Ivchenko, A. P. Kulak, S. V. Sidorov and others. 2779946/27-11; Claim: 14.06. 79; Publ l. 15.03.81. Bull. L, no. 10, 3 p.
6. Sidorov S. V. The working section's characteristics of the different tipes // In: Ivchenko V. M., Prihodko N. A., Grigor'ev V. A. The optimal hydrojet systems. Krasnoyarsk
: Krasnoyarsk St. Univ. Press, 1985, p. 176-182.
7. Danilov I. M. Current gas-liquid media with high gas content and heterogeneous chemical reactions: abstract of thesis Cand. physical-Mat Sciences: 01.02.05 / I. M. Danilov. Moskva, 2011. 30 p.
8. I. C. No. 1081480, USSR, ICI G 01 N 15/82, The method of determining parameters of gas content two-phase flow / S. B. Osipenko, Yu. N. Savchenko, S. V. Sidorov and others - 3509537/18-25; Claim: 03.11.82; Publ. 23.03.84. Bull., no. 11, 3 p.
© Сидоров С. В., 2014
УДК 629.114.2:629.11.013
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КРУТИЛЬНОЙ ПОДАТЛИВОСТИ ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРА*
А. В. Стручков, С. П. Ереско, Т. Т. Ереско, А. А. Климов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: str-alex-v@mail.ru
Представлены методика проведения и результаты экспериментальных исследований крутильной податливости трансмиссии промышленного трактора как основной составляющей динамической нагруженности трансмиссии. На основе полученных экспериментальных данных определена степень влияния на суммарную крутильную податливость трансмиссии податливостей валов на кручение, контактных податливостей шли-цевых соединений, податливостей опор и зубчатых зацеплений, изгибных податливостей валов.
Ключевые слова: крутильная податливость, трансмиссия, экспериментальные исследования.
*
Результаты получены в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки РФ № 9.447.2014/к.
