Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Трубы резонансные

08.04.2013 В мире моделей

В издании уже рассказывалось о методике подбора параметров резонансных труб («Моделист-конструктор» № 9 за 1995 г.) для высокофорсированных двигателей. Делая пожелания моделистов, редакция попросила продолжить эту тему мастера спорта В.Фонкича из г.Черкассы (Украина). Как мы знаем, в момент открытия выхлопного окна двигателя образуется ударная волна, воображающая собой процесс распространения импульса давления со скоростью V=20 sqr(T) (Т — температура выхлопных газов в oК).

При перемещении фронта таковой волны плотность, температура и давление скачкообразно изменяются. Волна сжатия формируется не сразу после открытия кромки окна, а в ходе суммирования нескольких плоских волн сжатия. Первая (фаворит) распространяется со скоростью звука, вторая — с еще большей скоростью.

В итоге фронт волны сжимается и образуется фактически ударная волна.

Как направляться из формулы,скорость ударной волны пропорциональна температуре выхлопных газов. На практике она образовывает примерно 260° С на незакапотированном моторе, а на выходе из резонансной трубы — 200°… 220° при 26 000 об/мин. Применение теплоизоляции для труб не воздействует на эти величины в зоне выхлопного патрубка.

В соответствии с выполненными замерами в предстоящих выкладках расчетную скорость примем равной 460 м/с.

направляться подчернуть, что в теплоизолированной трубе работа выхлопных газов кроме этого пропорциональна температуре. Помимо этого, волны разряжения в таковой трубе фактически не образуются, благодаря чего растет КПД волны сжатия.

Возможно уравнять собственную частоту колебаний волны газов в резонансной трубе с частотой импульсов выхлопных газов. Наряду с этим правильная температура выхлопных газов определяется по формуле:

Известно кроме этого, что выхлопной газ владеет энергией, складывающейся из внутренней (тепловой) и кинетической. Исходя из этого в теплоизолированной трубе происходит перераспределение этих энергий при неизменной их сумме. А так как в нашем случае газ создаёт работу, то КПД этого процесса в простой неизолированной трубе должен быть намного меньше.

Трубы резонансные
Рис.1.

Рис.2.

Рис.3.

Рис.4.

Рис.5.

Рис.6.

Моделисты, в большинстве случаев, знают, что цилиндрическая вставка трубы как бы раздвигает разряжения и волны сжатия, но мало кому известно о формировании газового потока, попадающего в диффузор трубы. Дело в том, что тут динамическое давление газа преобразовывается в статическое, обратное явление происходит в конфузоре. Наряду с этим восстановление энергии будетувеличиваться с уменьшением выходной скорости газа из диффузора и понижением утрат энергии.

Примечательно, что протяженность диффузора без ощутимых утрат возможно уменьшена до размеров, соответствующих удлинению

В некоторых источниках возможно отыскать такую серьёзную величину, воздействующую на все процессы работы резонансных труб, как аэродинамическое число Рейнольдса Ие. Оно определяет, какой темперамент имеет течение газа в трубе — ламинарный, турбулентный либо переходный. Для модельных труб Rе лежит в диапазоне 3×105…6×105. Наряду с этим коэффициент трения изменяется от 0,018 до 0,014.

Утраты расширения в диффузоре в значительной мере зависят от оборотов двигателя и угла расширения n.

Угол а диффузора ориентировочно равен 2…3o. Для цилиндрической части трубы Rе1 равняется 2300.

Любопытно, что газодинамические утраты в первых двух участках трубы при переходе истечения газов к ламинарному возможно снизить примерно втрое. Помимо этого, значительно снизить утраты на трение может и маленькое закручивание струи выхлопных газов.

Бытует вывод, что на входе в диффузор появляется сферическая волна с выпуклым полем скоростей, а на выходе из него волна получает форму трапециевидной кривой.

При равномерном же поле на входе выходное поле делается параболическим. В случае если высказать предположение, что подобным образом распределяется и поле давлений, то это может внести значительные трансформации в методику проектирования резонансных труб.

Увлекателен вопрос о соотношении геометрических параметров трубы.

Довольно часто спортсмены-моделисты пользуются приведенными в литературе данными, фактически не разбирая их и не обращая внимания на несоответствия в разных источниках. Представляется, что новая методика разрешит уточнить фактические характеристики любых резонансных выхлопных труб и совершить их сравнение.

Первый вариант — снятие с трубы резонансной кривой посредством генератора качающейся частоты (ГКЧ) при поменянных параметрах «пилы» 40…50 Гц и fср ГКЧ около 1500 Гц.

Тут употребляется усилитель мощности К 237 УНІ, выход микросхемы через наушник ТОН-1 подключается ко входу неотёсанны, а к выходу —ДЭМШ на осциллограф. Синхронизация — с «пилы». Стабилизация напряжения необходима. Включая ГКЧ и подбирая параметры экспериментальной установки, получают появления на экране осциллографа резонансной кривой. Примером конкретных опробований могут служить фото с экрана осциллографа (см. рис.

2, 3, 4).

Вторая методика разрешает по взятым экспериментальным методом итогам выяснить КПД трубы. Для ее реализации из пьезоэлектрического излучателя будильника изготавливают динамический датчик давления. Сбоку от излучателя сверлят отверстие диаметром 3 мм и с опаской впаивают бронзовую трубку внешним диаметром около 2,5 мм. Выводы датчика заливают эпоксидной смолой.

Корпуса датчиков заземляют, а центральный вывод подключают соответственно на первый и второй каналы осциллографа. На вход «X» подсоединяют микрофон типа ДЭМШ для запуска в режиме «одиночный импульс». Устанавливают трубу на древесную плашку, после этого на ее входе крепят микрофон и датчик давления (второй канал), и вход «X». На выходе трубы монтируют второй датчик давления, подключенный к первому каналу.

Сдвиг фаз должен быть равен нулю. Развертка — от 2 до 5 мс, первый канал — от 0,2 до 0,5 В, второй — 1 В.

После этого на входе трубы устанавливают петарду, которую возможно купить в свободной продаже в виде комплекта-связки элементов красного и зеленого цвета диаметром около 2 мм. Перед экраном осциллографа размещают фотоаппарат с тросиком и выставленной «нескончаемой» выдержкой, заряженный пленкой «Фото-100» либо «Фото-250».

Поджигают петарду и нажимают на спуск фотоаппарата. При взрыве образуется ударная волна, которая дает соответствующую картину на экране осциллографа. Время проявления пленки должно быть равняется 12…

16 мин, хорошие отпечатки выполняются простым образом.

Интересующий нас КПД трубы определяется по итогам обработки фотографий (см. рис.5) по формуле

где а1 амплитуда первого импульcа, а2 амплитуда второго импульса (независимо от масштаба фотоснимка).

Думается, будет весьма интересно выяснить, что КПД резонансной выхлопной трубы двигателя «Rssi.15Fi» равен 25…30 процентов. Пример обработки результатов по снимкам — на рис.5.

Третья методика разрешает составить необычный сертификат качества трубы. Для реализации данной методики датчик давления размещают на выходе трубы, а микрофон на ее входе, подключив в один момент его ко входу «Х1» осциллографа. Развертка 6Т — 2 мс. По окончании получения фотографий определяют отношение амплитуд, поделённых с учетом периода 5Т (другими словами учитывая время развертки). Остается отыскать чёрта затухания колебания по формуле

Чем меньше с, тем больше выясняется амплитуда колебаний при резонансе.


Случайные записи:

Чем Щель отличается от Трубы?


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,