Примеры расчетов элементов фотоэлектрической батареи, страница 11

Рис. 8.15 Колебания демпфера

Произведя преобразования, получим

(8.4.60)

Необходимо отметить, что при сравнительно больших степенях успокоения (d>0,7) подвижная система прибора делает не более одного полуколебания.

8.4.3.2  Выбор типа успокоителя

Считая степень успокоения заданной, решаем вторую часть задачи – расчет собственно успокоителя. Наиболее распространенными являются успокоители, позволяющие получить в его подвижной системе линейное сопротивление. К таким успокоителям относятся газовые, жидкостные и магнитоиндукционные.

Расчеты успокоителей носят приближенный характер. В связи с этим в успокоителях предусматривают возможность регулирования проходных сечений рабочих отверстий, например посредством винтов. Чтобы определить параметры выбранного типа успокоителя, необходимо найти связь между ними и заданной степенью успокоения.

8.4.3.3  Определение параметров жидкостного поршневого успокоителя

При движении поршня на него действует перепад давлений ∆p, что приводит к возникновению силы сопротивления:

.

(8.4.61)

Отсюда

.

(8.4.62)

Из теории гидравлики (закон Пуазейля) известно, что объемный расход жидкости через кольцевую щель (зазор)

,

(8.4.63)

где     η - динамическая вязкость рабочей жидкости.

Объемный расход жидкости через капилляр

,

(8.4.64)

где     l_к - длина капилляра;

r – радиус капилляра.

Общий объемный расход жидкости, проталкиваемой поршнем:

.

(8.4.65)

Из выражений (8.4.62) - (8.4.64) находим

.

(8.4.66)

Подставляем найденное значение ∆p в формулу (8.4.61):

.

(8.4.67)

При закрытом капилляре (r=0) получим максимальное значение степени успокоения. Наименьшее значение D_min получается при полностью открытом капилляре. Таким образом, путем регулирования проходного сечения капилляра можно получить заданное значение степени успокоения, если будет соблюдено неравенство:

Dmin < D < Dmax.

(8.4.68)

Обычно, определяя параметры жидкостного успокоителя при заданной степени успокоения, из конструктивных соображений выбирают размеры цилиндра и поршня, назначают посадку (H7/f7 или H9/d9), определяющую зазор, длину капилляра и вязкость жидкости. Таким образом, остается найти только диаметр капилляра. В табл. 8.1 приведены характеристики некоторых жидкостей, применяемых в успокоителях.

Таблица 8.1          Характеристики некоторых жидкостей

Жидкость	Динамическая вязкость, Нс/м²	Диапазон рабочих температур, ºС
Лигроин	0,001	-50…+60
Спирт	0,00121	-50…+60
Масло:
вазелиновое	0,03…0,04	10…80
трансформаторное	0,03…0,04	0…120
турбинное	0,09…0,1	0…120
касторовое	0,08	-
Глицерин	0,1…0,7	10…50
Кремнийорганические жидкости	0,005…0,1	-70…+120

При разработке газовых успокоителей можно исключить расход воздуха через кольцевую щель (зазор) между поршнем и цилиндром. Для этого на поверхности поршня делают проточки, благодаря чему получается так называемый воздушный сальник. Завихрения воздуха в этом сальнике препятствуют его прохождению через зазор. Следовательно, расход воздуха идет только через капилляр. Размер проходного сечения капилляра получают применением вставок с калиброванными отверстиями либо регулируют посредством винта с коническим концом.

При расчете воздушных успокоителей часто принимают, что воздух несжимаем и его вязкость не зависит от изменения температуры. При этих условиях расчетные формулы, выведенные для жидкостных успокоителей, могут быть применены и для приближенного расчета воздушных успокоителей. Вязкость воздуха 1,8×10^-5 Нс/м².