Математическая модель, реализующая прорыв герметизирующей мембраны бака

 

Переходный процесс изменения давлений с учётом реализации прорыва мембраны бака

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭНЕРГОМАССОВОГО

ПОКАЗАТЕЛЯ ГГРП С АПМНА И ВИП

На рис. 13.1. представлена обобщённая схема моделирования процессов, протекающих в сравниваемых приводах с АПМНА и ВИП, построенная в результате соединения в единую структуру системы дифференциальных уравнений из разделов 2.6.5, 4 и 5.

 

 

Рис. 8.1. Обобщённая математическая модель ГГРП с АПМНА и ВИП

 

Процедура моделирования строилась таким образом, чтобы варьируя параметр поверхности горения S, получить близкие переходные процессы изменения давления жидкости Р_н на ступенчатое потребление расхода, характеризующее максимальную скорость перемещения штоков 2-х РМ, и ступенчатое прекращение потребления рабочей жидкости, характеризующее остановку РМ. При этом добивались того, чтобы по окончании переходного процесса на ступеньку потребления расхода в давлении Р_н устанавливались одинаковые давления, без нарушения нижней допустимой границы (рис. 8.2 с переходными процессами)

Рис. 8.2. Переходные процессы в ГГРП на импульсное потребление

Рабочей жидкости в РМ

 

Как следует из графиков и полученных параметров поверхность горения ТГ для привода с АПМНА превышает поверхность горения ТГ для привода с вытеснительным преобразователем более чем в два раза (S_АПМНА=75см², S_ВЫТ= 30см²).

Поставим задачу оценки эффективности использования сравниваемых приводов по критерию энергомассового показателя.

Так как значения выходных параметров одинаковы для рассматриваемых вариантов приводов, то сравнение проведём применительно к массе ТГ, принимая массы преобразователей и рулевых машин равными.

Относительная величина разности масс ТГ определяется соотношением:

 

 

Масса ТГ для АПМНА m_М находится из произведения:

 

,

где S_M – поверхность горения, L_M – длина заряда, γ – удельный вес топлива.

Поверхность горения и длина заряда с учётом уравнения Бори записываются в виде:

 

 

где Q_PM – максимальный расход рабочей жидкости в РМ, K_YT – коэффициент непроизводительного расхода рабочей жидкости в 2-х РМ, Р₀ – минимальное давление в гидросистеме, Р_Г - давление газа в ТГ , K_YTM – коэффициент непроизводительного расхода газа в газовом моторе, χ – коэффициент тепловых потерь газа, R – универсальная газовая постоянная топлива, Т - температура газа, τ_РП – время работы привода.

Подставляя S_M и L_M в m_M, получим для вычисления выражение:

 

Масса ТГ для ВИП m_В находится из произведения:

 

,

 

где S_В – поверхность горения, L_В – длина заряда, γ – уд. вес топлива.

Поверхность горения и длина заряда с учётом уравнения Бори записываются в виде:

 

 

где Q_PM – максимальный расход рабочей жидкости в РМ, K_YT – коэффициент непроизводительного расхода рабочей жидкости в 2-х РМ, Р_* – минимальное давление в гидросистеме для случая одновременного движения 2-х РМ, χ – коэффициент тепловых потерь газа, R – универсальная газовая постоянная топлива, Т - температура газа, τ_РП – время работы привода.

Подставляя S_В и L_В в m_В, получим для вычисления выражение:

 

После подстановки m_M и m_B и проведения преобразования выражение для расчёта примет вид:

 

Подставляя значения параметров, полученных в процессе проектирования и математического моделирования, получим величину относительного массового показателя для следующих параметров приводов:

 

Экономия массы ТГ для привода с ВИП составляет 20.2%, что для привода с вытеснительным источником питания обеспечивает снижение массы в целом на 10…12%.

Таким образом, граница, разделяющая области применения приводов с ВИП и АПМНА в плоскости параметров “N – t”, эквидистантно сдвигается вправо (рис. 8.3) для привода с ВИП в сторону больших значений мощности и времени работы, которую ранее занимал привод с АПМНА.

 

Kl=1

t, мин

Откорректированная граница

Kl=0.15

Kl=0.5

Область минимальной массы АПМНА

Область минимальой массы ВИП

N,Вт

 

Рис. 8.3. Зависимость мощности от времени при различных значениях интегрального хода штока с учётом корректировки границы:

ВИП – вытеснительный источник питания, АПМНА - аксиально-поршневой моторнасосни допоый агрегат, t- время работы, N- мощность привода.

 

Результаты проведённого сравнительного анализа приводов с ВИП и АПМНА для исходных данных заданных в техническом задании подтвердил целесообразность использования в составе привода вытеснительного источника питания с ТГ, имеющего лучшие энергомассовые показатели, более простое конструктивное исполнение, меньшие стоимость и сроки создания.

 

⇐ Предыдущая17181920212223242526Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: