介绍气动传送管线的动态特性的目的,是通过它导出动态自动调节系统的滞后。
考虑到控制信号传送管线(往往距离非常远)的作用,常常要问:什么是干扰因素和怎样改变这些管线的特性。最后要确定气动信号对调节回路动态特性的影响。这一影响可用响应时间来说明。这样的计算方法己建立数学模型,并被实践验证。
气动传送管线代表一个分布参数系统,动态数学方程式为
式中w一速度;p一压力;P——密度;D一直径;u一运动粘度;c——声速;t一时间;t一长度。
求解式(9一1)必须知道初始条件。实际上用式(9一1)来求传送管线的动态特性是非常困难的。由于这一原因,要求助于其他数学方程。其他数学方程比较简单,但是足以反映真实的动态特性,在实践中有足够的近似程度。建立一个这样的数学模型,可以通过传递函数pm(s)/Pc(s),并经线性化,最后得
式中pm(s)——对于传送管线终端压力的拉普拉斯变换,它被认为等于在执
行机构隔膜上的压力;
PC(s)——传送管线入口处压力的拉普拉斯变换;
a——时间常数;
ζ——阻尼系数。
传递函数结构式((9 -2)是在理论研究和实验的基础上建立的。图9一1介绍了对立于管线入口处压力阶跃变化△Pc的Pm响应特性。
式((9 -2)中的a和 ζ可表达成传递管线参数的函数:
式中L—管线长度;
V—终端的体积;
A—传送管线的截面积。
上述公式可说明参数对于传送管线响应的不同影响。如:管线长度L通过系 数 ζ影响响应时间,过渡时间随L的增长而增长。这个结论也适用于终端体积的影响。图9一2示出过渡区长度受传送管线长度和终端体积影响的情况。
关于气动传送管线直径的影响,从式((9一3)和式(8 - 60)可以看出,a, ζ和过渡时间随传送管线直径的增大而减小。图9一3示出导管直径对传递管线动态特性的影响。假设为理想气体和绝热膨胀,则
式中K——等嫡指数;
P——介质压力;
p——密度;
C——声速。
将式(9一5)代入式(9一3)和式((9 -4)中,可知传输管线响应时间随压力的增加而降低。
(来源:中国泵阀第一网)
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