1.不穩(wěn)定流動(dòng)伯努利方程
機(jī)動(dòng)往復(fù)空壓機(jī)工作時(shí),活塞運(yùn)動(dòng)速度和加速度均是不斷變化的,導(dǎo)致吸入管路、液缸內(nèi)、排出管路液流 的速度和加速度也是變化的,屬于不穩(wěn)定流動(dòng)。
此時(shí),液流速度c 和壓力p不僅是位置的函數(shù),同時(shí)還是時(shí)間的函數(shù)。
在理想流體的不穩(wěn)定液流的微小流束中取一微元段,長為ds,面積為dA。由于是理想 流體,所以,液體間無摩擦力,只有重力和壓力的作用。
將作用在這一微元段液體上的全部外力投影到流動(dòng)方向上,根據(jù)牛頓第二定律可得 式,即理想液體不穩(wěn)定流動(dòng)伯努利萬程,它牧穩(wěn)足凱動(dòng)舊勞利力程多一項(xiàng),這一 項(xiàng)是由液體作變速運(yùn)動(dòng)所引起,稱為慣性水頭。
不穩(wěn)定流動(dòng)伯努利方程,可用來分析機(jī)動(dòng)往復(fù)空壓機(jī)在吸入和排出過程中液缸內(nèi)壓力的變化。
2.吸入過程中活塞表面壓力的變化
無空氣室單作用往復(fù)空壓機(jī)裝置中,以吸入液面為基準(zhǔn),列出I-1和II- I截面間的不穩(wěn)定流動(dòng),伯努利方程為吸入過程中活塞表面。
當(dāng)吸入液面為大氣壓力時(shí),pi=pa; p1=0; z1 =0; 的壓力; cn=u,為活塞運(yùn)動(dòng)速度; zn=z為幾何吸入高度。
吸入系統(tǒng)的水力損失,由兩部分組成,一部分是吸入管路中的水力損失,另 一部分是吸入閥的水力損失。
吸入管路的水力損失(包括沿程與局部損失) 與管中流速的平方成正比, 由連續(xù)性方程知,也與活塞速度的平方成正比。
所以可將其表示為吸人閥的水力損失在整個(gè)工作過程中幾乎是保持不變的, 僅在進(jìn)氣閥開啟時(shí),由于慣將以上各項(xiàng)代人式中,合并整理后則得性,需要克服較大的阻力。
可用Pe-8曲線表示活塞表面揚(yáng)程隨曲柄轉(zhuǎn)角日變化的規(guī)律,如圖所示,因此,該圖上:
1) z與曲柄轉(zhuǎn)角0無關(guān),為一水平線。
2) 速度水頭和吸入管路的水力損失為日角的一階和二階簡諧合成運(yùn)動(dòng)的二次函數(shù),在OP處為最大值。
3) 吸入閥的阻力損失Oh,在工作過程中基本不 變,為一水平線,只是因慣性的原因,在開啟時(shí)有 一最大阻力值并有脈動(dòng)。
4) 吸入管路的慣性水頭
與活塞運(yùn)動(dòng)的加速度成正比,與吸入管路長度成正比,與吸入管面積成反比。
將式中各項(xiàng)隨曲柄轉(zhuǎn)角0變化的曲線疊加后,即可得到吸人過程中活塞表面壓力水頭PmB 由于以上幾項(xiàng)因素的影響,所以,在吸入過程的變化曲線,活塞表面的壓力是變化的。
其中慣性水頭的變化最大,并且在吸人開始時(shí)達(dá)到最大值,致 使此時(shí)活塞表面的壓力降為最低值。
因此,慣性水頭是影響吸人過程中活塞表面壓力變化最 主要的因素。