ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
67
устойчивом состоянии. Для стабилизации процесса истечения рабо-
чей среды и защиты РД от автоколебаний применяют жесткую
обратную связь, которая конструктивно может быть представлена
системой из разгрузочного поршня и пружины.
Требования энергетической эффективности процессов и устройств
обусловливают усовершенствование РД, обслуживающих технологи-
ческие линии подачи воды или газа, заключающееся в увеличении их
быстродействия, точности, устойчивости и экономичности.
В настоящее время проектирование и анализ работы РД в основ-
ном проводят на основе исследования статических характеристик,
а при разработке новых устройств используют метод параметро-
геометрической аналогии, т. е. на основании накопленных экспери-
ментальных данных выявляют геометрические связи с изменившимися
входными параметрами и строят новую конструкторскую модель.
Статическая характеристика отражает зависимость выходного
параметра от изменения входных параметров в установившихся ре-
жимах. Так, для РД «после себя» выходным параметром является
давление нагнетания
н
p
на выходе, а входными параметрами – дав-
ление на входе
в
p
и расход из объекта регулирования. В абсолютном
большинстве случаев изменение
в
p
направлено в сторону уменьше-
ния, что связано с расходом рабочего тела. Изменение расхода из
объекта регулирования определяется большим числом технологиче-
ских, производственных и конструктивных факторов. По этому при-
знаку объекты регулирования подразделяются на три группы.
1.
Объекты регулирования I типа: расход газа происходит через
дроссельную шайбу в окружающее пространство с постоянным дав-
лением (аппараты газовой сварки, пневмодвигатели, газореактивные
двигатели).
2.
Объекты регулирования II типа: расход газа определяется изме-
нением вместимости газовой полости (вытеснительная система и т. д.).
3.
Объекты регулирования III типа: расход газа обусловлен хими-
ческими реакциями, не зависящими от изменения давления (электро-
химические генераторы, работающие на кислороде и водороде при
малых давлениях смешения).
Уравнения статических характеристик выводятся из динамиче-
ской модели РД, отражающей функционирование его как в статике,
так и в динамике. Поскольку в РД термодинамическое тело (газ) вза-
имодействует с механическими телами (подвижные части), для по-
строения динамической модели должны быть использованы законы
сохранения энергии и массы газа в объекте регулирования и принцип
Даламбера.
Так, для одноконтурного РД, работающего на объект регулирования
I типа, уравнение статической характеристики будет иметь вид [1]