|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы fa А 10000 то -  100 - Рис. 5.6. Номограмма для определения собственной частоты трубопровода: кривая 1 - для канала с жидкостным заполнением; кривая 2 - для канала с газовым заполнением  Рис. 5.7. Вариант крепления датчика на объекте с помощью резьбового соединения: I - подсоединительпый штуцер; 2 - прокладка; 3 - датчик где /ос - собственная частота канала с полостью и смешанным заполнением; Р - среднее давление в трубопроводе; /ж - длина участка трубопровода, заполненного жидкостью. Длина участка трубопровода, заполненного жидкостью, может быть в реальных условиях эксперимента легко определена по изменению акустических или тепловых свойств трубопровода в месте раздела жидкостной и газовой сред. В случае применения гибких и прозрачных трубопроводов из полимерных материалов возможно также визуальное определение искомой точки. Если до начала эксперимента канал был заполнен воздухом при нормальном атмосферном давлении, а в процессе эксперимента из контролируемой магистрали объекта поступает жидкость под средним давлением Р<,р> собственная частота канала может быть определена графоаналитическим методом с помощью номограммы, построенной в координатах «частота-приведенная длина» (рис. 5.6). Приведенная длина трубопровода, т. е. длина такого трубопровода постоянного сечения, у которого поперечное сечение и объем равны соответственно поперечному сечению и суммарному объему рассчитываемого канала, определяется по формуле Выполнение второго требования, предъявляемого к подсоеди-нительным элементам, - обеспечение неискаженных условий функционирования - связано с соблюдением следующих условий: 1) изменение объема внутренней полости контролируемого объекта должно быть минимальным; 2) подсоединительные элементы не должны существенно менять аэродинамические или гидродинамические характеристики полости объекта, если в ней имеет место перемещение масс газа или жидкости; 3) соединение датчика с объектом должно быть герметично и не должно разрушаться при перегрузках. Первые два условия легче всего выполнить, заменяя часть поверхности стенки контролируемого объекта непосредственно преобразователем давления в силу или деформацию (ввертные датчики). Что касается третьего условия, то око может быть выполнено при правильном конструировании и расчете крепежных и герметизирующих узлов датчиков давлений или их присоединительных элементов. В подавляющем большинстве случаев крепление и уплотнение датчиков на объекте осуществляются с использованием резьбовых соединений (рис. 5.7). При их расчете необходимо учитывать как усилие среза от воздействия давления, так и усилие среза, возникающее от момента затяжки. При расчете резьбового соединения кроме перечисленных факторов необходимо учитывать деформацию посадочного места при воздействии измеряемого давления, вследствие чего может произойти разгерметизация соединения, а также усилия, возникающие при температурной деформации резьбового соединения во время эксплуатации. Таким образом, в связи с тем, что задача расчета резьбового соединения оказывается статически неопределимой задачей со многими неизвестными, проектный расчет резьбового соединения провести сразу не представляется возможным. Поэтому обычно расчет ведут в два этапа: предварительный расчет по выбору допустимых параметров резьбового соединения, проверочный прочностной расчет. После проведения второго этапа расчета, если резьбовое соединение не удовлетворяет хотя бы одному из требований по прочности, необходимо скорректировать параметры соединения и вновь произвести проверочный прочностной расчет. Предварительный расчет. Задачей первого этапа расчета является предварительный выбор параметров резьбового соединения: диаметра резьбы d; длины резьбовой части и профиля резьбового соединения. Усилие среза в резьбе, развиваемое измеряемым давлением, Q = /„omS/, (5.9) где К - коэффициент запаса; Р„о„ - измеряемое давление; s - площадь, на которую воздействует измеряемое давление в резьбовом соединении. Предварительный расчет Q производится исходя из значения давления, равного 2Р„ом. в связи с тем, что усилие затяжки для герметизации резьбового соединения обычно близко к усилию, развиваемому измеряемым давлением. Площадь же, на которую воздействует измеряемое давление, для вида соединения, показанного на рис. 5.7, рассчитывают через средний диаметр прокладки, но так как еще не известны параметры резьбового соедине- ния, то для предварительного расчета площадь, на которую воздействует измеряемое давление, определяют по формуле S = 0,865(Р, (5.10) где d - предварительный диаметр резьбы. В зависимости от условий эксплуатации и соображений технологичности выбирают материалы резьбового соединения и прокладки, а также параметры прокладки (ее высоту и ширину, а внутренний диаметр ее равен наружному диаметру резьбы d), профиль резьбового соединения, шаг резьбы s и принимают число витков резьбы z = 8 ввиду того, что основную нагрузку в резьбовом соединении несут только эти витки. Затем определяют предварительный диаметр резьбы через допустимое усилие среза в резьбе [33] где Н = ZS - длина резьбовой части; К - коэффициент заполнения (для треугольных резьб К 1); [тр ] = (0,1-=-0,15) с,.- допустимое напряжение среза; 0. - предел текучести материала резьбы. Решая совместно уравнения (5.9) и (5.10), приравнивая Q = = Сдоп, определяем предварительный диаметр резьбы по формуле (5.1.) Для выбранных параметров резьбового соединения проводится прочностной расчет. Проверочный прочностной расчет. Напряжение среза в резьбе определяется [64] по формуле где di - внутренний диаметр резьбы; - осевое усилие среза резьбы. Осевое усилие среза резьбы Со = С1 + Суп + Сд + С/, (5-12) где Qi - усилие, развиваемое в резьбе номинальным давлением; Qyn - усилие, необходимое для создания герметичного уплотнения; Сд - дополнительное уплотняющее усилие, обусловленное деформацией посадочного места при воздействии измеряемого давления; Qt - дополнительное уплотняющее усилие, обусловленное температурными деформациями посадочного места; х - коэффициент основной нагрузки резьбового соединения. Усилие, развиваемое в резьбе номинальным давлением, Ql =-4-РномЛ(ср. где dcp - средний диаметр прокладки. 112 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [ 35 ] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 |