Тәжірибелік конференциясының ЕҢбектері



Pdf көрінісі
бет6/40
Дата03.03.2017
өлшемі9,36 Mb.
#6705
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   40

Литература 
1.
 
Сугробов Л.М.,  Таланов  Л.Л.,  Тыричев  П.А.  Генераторные  установки  для  ветроэнергетики  //VI 
научно-практический  семинар  "Вентильные электромеханические  системы.  Рынок.  Наука. 
Производство". М.: МЭИ. 1996. С.57-61. 
2.
 
Фатеев Е.М. Ветродвигатели и ветроустановки. М.: Сельхозиздат. 1956. 536с. 
3.
 
Доброхотов В.И. Состояние и проблемы использования нетрадиционных             
          возобновляемых источников энергии в народном хозяйстве //Теплоэнергетика. 1989. №4.  
         С.2-6. 
4.       Вашкевич К.П. Аэродинамические характеристики ветродвигателей ветроэлектрических   
          установок 
//Известия 
АН. 
Энергетика. 
1997. 
№3. 
С.4-17. 
5.       Данилевич Я.Б. Синхронный генератор небольшой мощности с постоянными магнитами   
           //Электротехника. 1994. №9. С.2-3. 
 
 
 

50 
 
УДК 537.214 
                                                                                         
НЕТРАДИЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА:  ЭНЕРГИЯ 
 
Қуатова С.Ш., Оикбаева Ж.М. 
 
Түйін 
    Дәстүрлi емес энергетика жаңа шешiмдерді заман  талабына сай кӛп  талап етедi. Яғни электр 
энергиясын алу үшiн, қара энергияны қолдану XXI ғасырдың парадоксы болып табылады. 
 
                                                                                    Summary 
The power of nonconventional character demands new decisions. Paradox of the XXI century is black energy 
which energy can also use for receiving electric 
 
 
Чѐр
 (
англ.
 dark  energy)  в 
космологии
 —  феномен,  объясняющий  факт, 
что 
Вселенная расширяется
 с ускорением
Мы живем в очень странном мире. Астрономы выяснили, что он состоит только на 5% из 
обычной  материи,  еще  на  23%  из  темной  материи,  а  оставшиеся  72%  -  это  таинственная  и 
загадочная  Черная  энергия,  которая  ускоряет  расширение  Вселенной.  Ученые  плохо  понимают, 
что такое  материя и  энергия. Но недавно они научились использовать одно для изучения другого. 
материя организует структуру космоса. Космическое пространство пронизано «космической 
сетью»  из  нитей  и  сгустков  черной  материи,  эта  сеть  разрастается  со  времен  Большого  Взрыва. 
Под действием гравитации такая сеть прорисовывает обычную материю, формируются галактики. 
Под  действием  собственной  гравитации,  нити  и  сгустки  становятся  более  плотными.  В  то  же 
время,    энергия  натягивает  ткань  космического  пространства.  Если  ученые  смогут  изучать 
эволюцию космической сети, они смогут увидеть эффект черной энергии по замедлению роста и 
объединению сгустков черной материи. 
Астрофизик Тим Шраббак из Университета Лейдена и его коллеги попытались это сделать.  
Они  использовали  данные  из  космического  обозрения  Cosmic  Evolution  Survey  (COSMOS), 
сделанного  агентством  НАСА   в  рамках  проекта  при  телескопе  Хаббл.  Используя  улучшенный 
алгоритм  анализа,  Шраббак  и  его  коллеги  смогли  изучить  примерно  446  тысяч  галактик  в 
пределах 1.64 квадратного градуса неба. 
Двигаясь  к  Земле  от  галактик,  свет  должен  проходить  и  через  космическую  сеть  черной 
материи.  Гравитации,  исходящая  из  сгустков,  будет  влиять  на  свет,  свет  будет  немного 
отклоняться,  и  это  будет  искажать  картинку.  Эффект  очень  невелик,  но,  работая  с  2000-го  года, 
астрономы  смгли  зафиксировать  этот  эффект,  известный  как  слабое  астрономическое 
линзирование, и теперь они воссоздают трехмерную модель космической сети. 
Шраббак  и  его  коллеги  смогли  обнаружить  влияние  темной  энерги  и  на  эволюцию 
космической  сети.  Это  стало  возможно  после  того,  как,  используя  дополнительные  данные,  они 
смогли  оценить  расстояние  по  примерно  половины  изучаемых  галактик.   Ученые  составили 
трехмерную  модель  космической  сети.  Созданная  модель  показывает,  насколько  далеки  от  нас 
сгустки и насколько велики они. Из анализа полученных данных ученые  заключили, что Черная 
энергия ускоряет расширение Веленной. 

51 
 
Черная энергия— гораздо более странная субстанция, чем Черная материя. Начать с того, 
что она не собирается в сгустки, а равномерно «разлита» во Вселенной. В галактиках и скоплениях 
галактик еѐ столько же, сколько вне их. Самое необычное то, что Черная энергия в определенном 
смысле  испытывает антигравитацию.  Мы  уже  говорили,  что  современными  астрономическими 
методами можно не только измерить нынешний темп расширения Вселенной, но и определить, как 
он  изменялся  со  временем.  Так  вот,  астрономические  наблюдения
6
 свидетельствуют  о  том,  что 
сегодня (и в недалеком прошлом) Вселенная расширяется с ускорением: темп расширения растет 
со  временем.  В  этом  смысле  и  можно  говорить  об  антигравитации:  обычное  гравитационное 
притяжение замедляло бы разбегание галактик, а в нашей Вселенной, получается, всѐ наоборот. 
Такая картина, вообще говоря, не противоречит общей теории относительности, однако для 
этого Черная энергия должна обладать специальным свойством — отрицательным давлением. Это 
резко  отличает  еѐ  от  обычных  форм  материи.  Не  будет  преувеличением  сказать,  что природа 
темной энергии — это главная загадка фундаментальной физики XXI века
Один  из  кандидатов  на  роль  темной  энергии —  вакуум.  Плотность  энергиии  вакуума  не 
изменяется  при  расширении  Вселенной,  а  это  и  означает  отрицательное  давление  вакуума
7

Другой  кандидат —  новое  сверхслабое  поле,  пронизывающее  всю  Вселенную;  для  него 
употребляют  термин  «квинтэссенция».  Есть  и  другие  кандидаты,  но  в  любом  случае  Черная 
энергия представляет собой что-то совершенно необычное. 
Другой  путь  объяснения  ускоренного  расширения  Вселенной  состоит  в  том,  чтобы 
предположить,  что  сами  законы  гравитации  видоизменяются  на  космологических  расстояниях  и 
космологических  временах.  Такая  гипотеза  далеко  не  безобидна:  попытки  обобщения  общей 
теории относительности в этом направлении сталкиваются с серьезными трудностями. 
По-видимому,  если  такое  обобщение  вообще  возможно,  то  оно  будет  связано  с 
представлением  о  существовании  дополнительных  размерностей  пространства,  помимо  тех  трех 
измерений, которые мы воспринимаем в повседневном опыте. 
К  сожалению,  сейчас  не  видно  путей  прямого  экспериментального  исследования  темной 
энергии в земных условиях. Это, конечно, не означает, что в будущем не может появиться новых 
блестящих идей в этом направлении, но сегодня надежды на прояснение природы темной энергии 
(или,  более  широко,  причины  ускоренного  расширения  Вселенной)  связаны  исключительно  с 
астрономическими наблюдениями и с получением новых, более точных космологических данных. 
Нам  предстоит  узнать  в  деталях,  как  именно  расширялась  Вселенная  на  относительно  позднем 
этапе еѐ эволюции, и это, надо надеяться, позволит сделать выбор между различными гипотезами. 
Существует два варианта объяснения сущности тѐмной энергии: 
1)
 
тѐмная энергия есть космологическая константа — неизменная энергетическая 
плотность, равномерно заполняющая пространствоВселенной (другими словами, постулируется 
ненулевая энергия и давление вакуума)
[2]

2)
 
тѐмная  энергия  есть  некая квинтэссенция —  динамическое  поле, энергетическая 
плотность которого может меняться в пространстве ивремени. 
К  настоящему  времени  (2012  год)  все  известные  надѐжные  наблюдательные  данные  не 
противоречат  первой  гипотезе,  так  что  она  принимается  в космологии  как  стандартная. 
Окончательный  выбор  между  двумя  вариантами  требует  высокоточных  измерений  скорости 
расширения  Вселенной,  чтобы  понять,  как  эта  скорость  изменяется  со  временем.  Темпы 
расширения  Вселенной  описываютсякосмологическим  уравнением  состояния.  Разрешение 
уравнения состояния для тѐмной энергии является одной из самых насущных задач современной 
наблюдательной космологии. 
Тѐмная  энергия  также  должна  составлять  значительную  часть  так  называемой скрытой 
массы Вселенной. 
Открытие чѐрной энергии 
На основании проведѐнных в конце 1990-х годов наблюдений сверхновых звѐзд типа Ia был 
сделан  вывод,  что  расширение  Вселенной  ускоряется  со  временем.  Затем  эти  наблюдения  были 
подкреплены  другими  источниками:  измерениями реликтового  излучения,гравитационного 
линзирования, нуклеосинтеза Большого  Взрыва.  Все  полученные  данные  хорошо  вписываются 
в лямбда-CDM модель. 

52 
 
Сверхновые звѐзды и ускоряющаяся Вселенная 
Расстояния до других галактик определяются измерением их красного смещения. По закону 
Хаббла,  величина  красного  смещения  света  удалѐнных галактик прямо  пропорциональна 
расстоянию до этих галактик. Соотношение между расстоянием и величиной красного смещения 
называется параметром Хаббла (или, не совсем точно, постоянной Хаббла). 
Однако  само  значение  параметра  Хаббла  требуется  сначала  каким-нибудь  способом 
установить, а для этого нужно измерить значения красного смещения для галактик, расстояния до 
которых уже вычислены другими методами. Для этого в астрономии применяются «стандартные 
свечи»,  то  есть  объекты, светимость которых  известна.  Лучшим  типом  «стандартной свечи»  для 
космологических наблюдений являются сверхновые звѐзды типа Ia. Они обладают очень высокой 
яркостью  и  вспыхивают  только  тогда,  когда  масса  старой  звезды  типа  «белый  карлик» 
достигает предела  Чандрасекара,  значение  которого  известно  с  высокой  точностью. 
Следовательно, все вспыхивающие сверхновые типа Ia, находящиеся на одинаковом расстоянии, 
должны иметь почти одинаковую наблюдаемую яркость; при этом желательно делать поправки на 
вращение  и  состав  исходной  звезды.  Сравнивая  наблюдаемую  яркость  сверхновых  в  разных 
галактиках, можно определить расстояния до этих галактик. 
В конце 1990-х годов было обнаружено, что в удалѐнных галактиках, расстояние до которых 
было  определено  по  закону  Хаббла,  сверхновые  типа  Ia  имеют  яркость  ниже  той,  которая  им 
полагается. Иными словами, расстояние до этих галактик, вычисленное по методу «стандартных 
свеч»  (сверхновых Ia),  оказывается  больше  расстояния,  вычисленного  на  основании  ранее 
установленного  значения  параметра  Хаббла.  Был  сделан  вывод,  что  Вселенная  не  просто 
расширяется, она расширяется с ускорением. 
Ранее  существовавшие  космологические  модели предполагали,  что  расширение  Вселенной 
замедляется. Они исходили из предположения, что основную часть массы Вселенной составляет 
материя  —  как  видимая,  так  и  невидимая  (тѐмная  материя).  На  основании  новых  наблюдений, 
свидетельствующих об ускорении расширения, было постулировано существование неизвестного 
вида  энергии  с  отрицательным  давлением  (см. уравнения  состояния).  Еѐ  назвали  «тѐмной 
энергией». 
Тѐмная энергия и скрытая масса 
Гипотеза  о  существовании  тѐмной  энергии  (чем  бы  она  ни  являлась)  решает  и  так 
называемую  «проблему  невидимой  массы».  Теория  нуклеосинтеза  Большого  Взрыва  объясняет 
формирование в молодой Вселенной лѐгких химических элементов, таких как гелий, дейтерий и 
литий.  Теория  крупномасштабной  структуры  Вселенной  объясняет  формирование  структуры 
Вселенной:  образование  звѐзд,  квазаров,  галактик  и  галактических  скоплений.  Обе  эти  теории 
предполагают,  что  плотность  барионной  материи  и  тѐмной  материи  составляет  около  30  %  от 
критической  плотности,  требуемой  для  образования  «закрытой»  Вселенной,  то  есть  плотности, 
необходимой,  чтобы  форма  Вселенной  была  плоской.  Измерения  реликтового  излучения 
Вселенной,  недавно  проведѐнные  спутником  WMAP,  показывают,  что  форма  Вселенной 
действительно очень близка к плоской. Следовательно, некая ранее неизвестная форма невидимой 
энергии должна давать отсутствующие 70 % плотности Вселенной. 
Тѐмная энергия и наблюдаемая (барионная) материя 
Природа тѐмной энергии 
 
Сущность тѐмной энергии является предметом споров. Известно, что она очень равномерно 
распределена, имеет низкую плотность, и не взаимодействует сколько-нибудь заметно с обычной 
материей  посредством  известных  фундаментальных  типов  взаимодействия  —  за  исключением 
гравитации. Поскольку гипотетическая плотность тѐмной энергии невелика (порядка 10−29 г/см³), 
еѐ  вряд  ли  удастся  обнаружить  лабораторным  экспериментом.  Тѐмная  энергия  может  оказывать 
такое  глубокое  влияние  на  Вселенную  (составляя  70  %  всей  энергии)  только  потому,  что  она 
однородно наполняет пустое (в иных отношениях) пространство. 
Космологическая постоянная 
Самое простое объяснение заключается в том, что тѐмная энергия — это просто «стоимость 
существования  пространства»:  то  есть,  любой  объѐм  пространства  имеет  некую 
фундаментальную,  неотъемлемо  присущую  ему  энергию.  Еѐ  ещѐ  иногда  называют  энергией 
вакуума,  поскольку  она  является  энергетической  плотностью  чистого  вакуума.  Это  и 
естькосмологическая  постоянная,  иногда  называемая  «лямбда-член»  (по  имени  греческой  буквы 

53 
 
Λ,  используемой  для  еѐ  обозначения  в  уравнениях  общей  теории  относительности).  Введение 
космологической  константы  в  стандартную  космологическую  модель,  основанную  на  метрике 
Фридмана  —  Лемэтра  —  Робертсона  —  Уокера,  привело  к  появлению  современной  модели 
космологии,  известной  как  лямбда-CDM  модель.  Эта  модель  хорошо  соответствует  имеющимся 
космологическим наблюдениям. 
Многие физические теории элементарных частиц предсказывают существование вакуумных 
флуктуаций,  то  есть  наделяют  вакуум  именно  таким  видом  энергии.  Значение  космологической 
константы  оценивается  в  порядке  10−29  г/см³,  или  около  1.03  кэВ/см³  (около  10−123  в 
Планковских единицах). 
Космологическая  константа  имеет  отрицательное  давление,  равное  еѐ  энергетической 
плотности.  Причины,  по  которым  космологическая  константа  имеет  отрицательное  давление, 
вытекают  из  классической  термодинамики.  Количество  энергии,  заключѐнное  в  «коробке  с 
вакуумом»  объѐма  V,  равняется  ρV,  где  ρ  —  энергетическая  плотность  космологической 
константы.  Увеличение  объѐма  «коробки»  (dV  положительно)  приводит  к  возрастанию  еѐ 
внутренней  энергии,  а  это  означает  выполнение  ею  отрицательной  работы.  Так  как  работа, 
выполняемая  изменением  объѐма  dV,  равняется  pdV,  где  p  —  давление,  то  p  отрицательно  и, 
фактически, p = −ρ (коэффициент с², связывающий массу и энергию, приравнен 1).[2] 
Согласно  общей  теории  относительности,  гравитация  зависит  не  только  от  массы 
(плотн
,  чем  плотность. 
Отрицательное  давление должно  порождать  отталкивание,  антигравитацию,  и  поэтому  вызывает 
ускорение расширения Вселенной.[4] 
Важнейшая  нерешѐнная  проблема  современной  физики  состоит  в  том,  что  большинство 
квантовых  теорий  поля,  основываясь  на  энергии  квантового  вакуума,  предсказывают  громадное 
значение  космологической  константы  —  на  многие  порядки  превосходящее  допустимое  по 
космологическим  представлениям.  Обычная  формула  квантовой  теории  поля  для  суммирования 
вакуумных  нулевых  колебаний  поля  (с  обрезанием  по  волновому  числу  колебательных  мод, 
соответствующему  планковской  длине),  даѐт  огромную  плотность  энергии  вакуума.[5][6]  Это 
значение,  следовательно,  должно  быть  скомпенсировано  неким  действием,  почти  равным  (но  не 
точно  равным)  по  модулю,  но  имеющим  противоположный  знак.  Некоторые  теории 
суперсимметрии  (SATHISH)  требуют,  чтобы  космологическая  константа  в  точности  равнялась 
нулю,  что  также  не  способствует  разрешению  проблемы.  Такова  сущность  «проблемы 
космологической константы», труднейшей проблемы «тонкой настройки» в современной физике: 
не  найдено  ни  одного  способа  вывести  из  физики  элементарных  частиц  чрезвычайно  малое 
значение  космологической  константы,  определѐнное  в  космологии.  Некоторые  физики,  включая 
Стивена Вайнберга, считают т. н. «антропный принцип» наилучшим объяснением наблюдаемого 
тонкого баланса энергии квантового вакуума. 
Несмотря на эти проблемы, космологическая константа — это во многих отношениях самое 
экономное  решение  проблемы  ускоряющейся  Вселенной.  Единственное  числовое  значение 
объясняет  множество  наблюдений.  Поэтому  нынешняя  общепринятая  космологическая  модель 
(лямбда-CDM модель) включает в себя космологическую константу как существенный элемент. 
Квинтэссенция 
Альтернативный  подход  был  предложен  в  1987  году  немецким  физиком-теоретиком 
Кристофом  Веттерихом[7][8].  Веттерих  исходил  из  предположения,  что  тѐмная  энергия  —  это 
своего рода частицеподобные возбуждения некоего динамического скалярного поля, называемого 
квинтэссенцией[9].  Отличие  от  космологической константы  в  том,  что  плотность  квинтэссенции 
может  варьироваться  в  пространстве  и  времени.  Чтобы  квинтэссенция  не  могла  «собираться»  и 
формировать  крупномасштабные  структуры  по  примеру  обычной  материи  (звѐзды  и  т.  п.),  она 
должна быть очень лѐгкой, то есть иметь большую комптоновскую длину волны. 
Никаких  свидетельств  существования  квинтэссенции  пока  не  обнаружено,  но  исключить 
такое  существование  нельзя.  Гипотеза  квинтэссенции  предсказывает  чуть  более  медленное 
ускорение  Вселенной,  в  сравнении  с  гипотезой  космологической  константы.  Некоторые  учѐные 
полагают,  что  наилучшим  свидетельством  в  пользу  квинтэссенции  явились  бы  нарушения 
принципа эквивалентности Эйнштейна и вариации фундаментальных констант в пространстве или 
времени.  Существование  скалярных  полей  предсказывается  стандартной  моделью  и  теорией 
струн,  но  при  этом  возникает  проблема,  аналогичная  варианту  с  космологической  константой: 

54 
 
теория  ренормализации  предсказывает,  что  скалярные  поля  должны  приобретать  значительную 
массу. 
Проблема  космического  совпадения  ставит  вопрос,  почему  ускорение  Вселенной  началось 
именно в определенный момент времени. Если бы ускорение во Вселенной началось раньше этого 
момента, звѐзды и галактики просто не успели бы сформироваться, и у жизни не было бы никаких 
шансов  на  возникновение,  по  крайней  мере,  в  известной  нам  форме.  Сторонники  «антропного 
принципа»  считают  этот  факт  наилучшим  аргументом  в  пользу  своих  построений.  Впрочем, 
многие  модели квинтэссенции  предусматривают  так  называемое  «следящее  поведение»,  которое 
решает  эту  проблему.  В  этих  моделях  поле  квинтэссенции  имеет  плотность,  которая 
подстраивается  к  плотности  излучения  (не  достигая  еѐ)  до  того  момента  развития  Большого 
Взрыва,  когда  складывается  равновесие  вещества  и  излучения.  После  этого  момента 
квинтэссенция начинает вести себя как искомая «тѐмная энергия» и в конце концов господствует 
во  Вселенной.  Такое  развитие  естественным  образом  устанавливает  низкое  значение  уровня 
тѐмной энергии. 
Уравнение состояния (зависимость давления от плотности энергии) для квинтэссенции:   где   
(для вакуума  ). 
Были  предложены  и  другие  возможные  виды  тѐмной  энергии:  фантомная  энергия,  для 
которой  энергетическая  плотность  возрастает  со  временем  (в  уравнении  состояния  этого  типа 
тѐмной  энергии    ),  и  так  называемая  «кинетическая  квинтэссенция»,  имеющая  форму 
нестандартной  кинетической  энергии.  Они  имеют  необычные  свойства:  например,  фантомная 
энергия может привести к Большому Разрыву Вселенной. 
 
 
УДК 66.047.775 
 
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ СОПРОТИВЛЕНИЯ КЛАПАННЫХ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕЙ 
 
Нурумбетов А.К., Меирбекова О.Д. 
Международный казахско-турецский университет им .Х.А.Ясави, Туркестан, Казахстан 
 
Түйін 
Бұл  мақалада  үш  бағытқа  арналған  «клапан-қайта  қосқыштың»  жетегіне  тигізетін  иін-күш 
кедергісінің нақты мәндерін анықтау үшін жүргізілген есептеулер берілген. 
 
Summary 
Calculations for determination of concrete values of the moment resistance to a drive of valves - switches on 
three directions were carried out. 
 
Клапаны К-1 и К-3 (рис 1) представляют собой переключатели на три направления, а клапан  
К-2 имеет четыре направления. 
Условия  работы  этих  устройств  аналогичные  с  точки  зрения  распределения  сил 
сопротивления  при  переключении.  Разница  заключается    в  угле  перемещения.  Если  для  первых 
двух клапанов (К-1 иК-3) угол поворота составляет 60
0
, то клапан К-2 – угол поворота имеет 90
0

Что  касается  расхода  и  напора  теплоносителя  и  холодного    воздуха,  то  разность    их  из-за 
установки  в  разных  местах  воздуховодов  можно  пренебречь.  Вследствие  этого  ниже 
рассматривается  лишь  один  случай  работы  клапанного  устройства,  когда  привод, 
поворачивающий  клапан  испытывает  силы  сопротивления  от  давления  Н
9
  на  его  плоскость.  
Поскольку  поворот  клапана  изменяет  сечение  воздуховода,  то  величина  давления  и  расход  его, 
также  изменяется.  Вследствие  этого  момент  на  валу  исполнительного  механизма  (ИМ)  будет 
изменяться  от  максимального  положительного  значения  до  максимального  отрицательного 
значения (рис 2), при котором действие динамического напора не потребует приложения момента 
от исполнительного механизма. 
 

55 
 
 
Рис 1. Общий вид клапанов-переключателей на три направления. 
 
Для  определения  конкретных  значений  моментов  сопротивления  приводу  клапана  были 
проведены специальные экспериментальные исследования с учетом рекомендаций [1,2]. 
Результаты  этих  исследований  показали,  что  поток  теплоносителя  проходя  через  клапан 
изменяет свое направление, создавая давление на его плоскость. 
 
 
Рис 2. Изменение момента на валу приводов исполнительных механизмов для клапанов К-1 
и К-3 
 

56 
 
Положение клапана в переключателе, определяемое углом поворота α (рис 2) определяет потери 
давления  ΔН
g
,  скорость  V  расход  его  Q.  Изменение  положения  клапана  существенно  изменяет  поле 
скоростей и давлений, распределение которых по сечению носит весьма сложный характер. В то время 
как в средней части потока при переходе к месту сужения скорость его все возрастает, в периферийной 
части скорость снижается, что сопровождается в целом увеличением давления. При обтекании кромки 
клапана  наружные  слои  изгибаются  выпуклой  частью  к  оси  потока.  Развивающиеся  при  этом 
центробежные  силы  сжимают  струю,  сечение  ее  становятся  минимальными  и  практически  средняя 
скорость достигает максимального значения производя на верхнюю половину клапана основную часть 
давления. 
Процесс  сжатия  струи  заканчивается  на  некотором  расстоянии  за  клапаном.  Сечению  струи 
постепенно  увеличивается  до  полного  заполнения воздуховода.  Таким  образом возникают  некоторые 
потери давления, вызванные главным образом расширением струи и согласно [3,4] определяются: 
 
где  ξ  –  коэффициент  рассматриваемого  местного  сопротивления,  приведенный  к  средней 
скорости на входе регулирующего клапана; 
 – скорость движения теплоносителя, м/с; 
g – ускорение силы тяжести, м/с
2

 – объемный вес воздуха, кг/м
3

Сложность  рассмотренного  явления  усугубляется    наложением  действия  сил  от  воздушного 
потока, эжектируемого из смежной камеры и разделенного клапаном переключателя.  
При изучении рассматриваемого вопроса не ставилась цель изучения полей скорости, давлений 
потока  теплоносителя  при  переключении  его  от  одного  положения  в  другое  в  зависимости  от  угла 
поворота α , поскольку поведение этих параметров могло послужить специальной темой исследований 
процессов, происходящих во всасывающих и нагнетательных системах. 
Кроме  этого  учитывалось,  что  помимо  указанных  давлений  силами  сопротивлений  явится 
момент  от  силы  трения  в      подшипниках  М
п
  и  поэтому  полный  момент  сопротивления  М  на  валу 
привода составит: 
 
М=М
Т

П
     
    М
Т
 – момент от действия динамического напора на поверхность клапана. 
Таким  образом,  сложность  определения  искомых  составных  величин  моментов  М
Т
  и  М
П 
 
привели  к  необходимости  использования  экспериментального  метода  определения  нагрузки  на 
рукоятке клапана обычным динамометром.  Этот метод позволил определить максимальные усилия, а 
также усилия, характерные для определенного угла поворота клапана: 
Р
30
0
≈55,0 Н;                  М
30
0
≈740 н.см 
Р
15
0
≈49,0 Н;                  М
15
0
≈590 н.см 
Р
0
0
≈18,0 Р;                    М
0
0
≈220 н.см 
Что касается данных при повороте клапана на отрицательный угол, то в этом случае привод 
нагрузки не несет.  
Более тщательного измерения не потребовалось, так как выявленный максимальный момент 
сопротивления позволил решить вопрос выбора привода клапана
По данным эксперимента и изучения процесса переключения были построены кривые изменения 
момента на валу привода в зависимости от угла поворота клапана. 
n
T
M
M
M
sin
 
где   - коэффициент, характеризующий искажение синусоиды из-за турбулентности потока при 
переключении клапана. 
 

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   40




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет