Ізденістер, №2 исследования, НӘтижелер 2013 результаты



жүктеу 5.37 Mb.
бет15/26
Дата31.03.2016
өлшемі5.37 Mb.
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   26
: material
material -> Сабақтың тақырыбы : Допты алып жүрудің түрлері. Сабақтың мақсаты : Допты алып жүруді үйрету, әдісін-тәсілін үйрету
material -> Маңғыстау облысы Қарақия ауданы Жетібай ауылы №3 орта мектептің бастауыш сынып мұғалімі Самамбетова Қарлығаш Ашық тәрбие сағаты 2-сынып Тақырыбы
material -> Сабақ тақырыбы: М.Әуезов
material -> ТӨлеби ауданы №7 жалпы орта білім беретін мектебі коммуналдық мемлекеттік мекемесі
material -> Сабақтың тақырыбы: Жамбыл өмірі мен шығармашылығы. Сабақтың мақсаты
material -> Абай Құнанбаевтың табиғат лирикасындағы қазақ ауылының көрінісі
material -> «Қарағайдың қарсы біткен бұтағы» атты қайсар ақын
material -> Сабақтың тақырыбы : Сыр сүлейі Нұртуған Сабақтың мақсаты: Сыр сүлейі Нұртуғанның шығармаларымен таныстыру
material -> Сабақтың мақсаты: Оқушыларға ұлы А. Құнанбаевтың шығармашылығымен
material -> Сабақтың тақырыбы: Қазақстан халқының XVIII-XIX ғасырлар аралығында рухани мәдениетінің дамуы

Рисунок 5 – Схема течения жидкости или газа через элементарную ячейку: а — общий вид элементарной ячейки; б — деление ячейки на области; в — сечение области I – А-А; г — сечение области II – Б-Б; д — сечение области III – В-В
Для определения значений Кz и Кz, необходимо рассчитать ряд вспомогательных величин.

Площади поперечных сечений области IS1z, IIS2z и области IIIS3z:



, , .

Периметры сечений области IN1z, IIN2z и области III – N3z:



, , .

Длины области Il1z, IIl2z и области IIIl3z определяются как



, , . (6)

Из условия непрерывности потока, , находим скорости жидкости V1z, V2z, V3z соответственно в областях I, II и III



, , . (7)

Гидравлические радиусы сечений области IR1z, области II – R2z и области IIIR3z равны



, ,

. (8)
Критерии Рейнольдса Rе1z, Rе2z, Rе3z для потока в областях I, II и III равны

, ,

. (9)

Потеря давления на вязкое трение в пределах элементарной ячейки определяем по формуле Дарси-Вейсбаха [5]:



. (10)

Тогда, подставляя в (10) выражения (6) – (9), получим



. (11)

С учетом этого, потери давления на вязкое трение в пористом теле толщиной Н возрастают в H/h раз, выражение (11) примет следующий вид:



. (12)

Инерционные потери давления при прохождении жидкости сквозь элементарную ячейку можно оценить по формуле Вейсбаха [4]



, (13)

где w1, w2, w3 — коэффициенты потери напора. При этом полагаем, что w1=w2=w3=w.

Тогда, подставляя в (13) выражения (7), получим

. (14)

Аналогично с потерями давления на вязкое трение инерционные потери в пористом теле толщиной Н также возрастут в Н/h раз. С учетом этого выражение (14) примет следующий вид:



. (15)

Тогда общие потери давления в пористом теле составят



. (16)

Подставим (12) и (15) в выражение (16) и определим Кz и Кz в виде



, (17)



. (18)

Аналогичным образом рассчитаны гидродинамические свойства ПВМ, когда поток жидкости направлен вдоль оси OY. Для этого случая схема течения жидкости через элементарную ячейку представлена на рисунке 6, а расчет вязкостного Кy и инерционного Кy коэффициентов проницаемости приведены в формулах (19) и (20):




Рисунок 6 – Схема течения жидкости или газа через элементарную ячейку модели: а — общий вид элементарной ячейки; б — деление ячейки на области; в – сечение области I – А-А; г — сечение области II – Б-Б; д — сечение области III – В-В
, (19)

. (20)

Основываясь на аналогичном подходе, были определены структурные и гидродинамические свойства для ОСМ и ДВПЯМ [2].

Анализ структурных и гидродинамических свойств различных классов АФМ показывает, что:


    • ПВМ характеризуется пористостью 30–80 %, размерами пор 20–300 мкм, коэффициентом проницаемости K~10-12…10-9 м2;

    • ОСМ характеризуется пористостью 20–75 %, размерами пор 20–200 мкм, коэффициентом проницаемости K~10-16…10-10 м2;

    • ДВПЯМ – пористостью 75–98 %, размерами пор 200–5000 мкм, коэффициентом проницаемости K~10-8 м2.

Как отмечено в работе [5], еще одной важной характеристикой является критическое число Рейнольдса, величина которого определяет режим течения жидкости или газа в пористых проницаемых материалах (при Re<Reкр1 реализуется ламинарный режим течения; при Reкр1<Re<Reкр2 – переходный; при Re>Reкр2 – турбулентный режим течения). На рисунке 7 показаны интервалы изменения чисел Рейнольдса для различных классов АФМ.



Рисунок 7 – Зависимость числа Рейнольдса вдоль оси ОХ от пористости для различных классов АМФ: 1 – ДВПЯМ; 2 – ПВМ; 3 – ОСМ
При этом параметр Reкр связан со структурными факторами пористого материала и уменьшается по мере искажения геометрии пор относительно гладкого цилиндра. Как видно из рисунка 7 более высокие значения Reкр характерны для ДВПЯМ. В то же время, на практике при очистке жидкостей и газов через пористые материалы числа Рейнольдса лежат в диапазоне 100–500 [5], поэтому в структурах АФМ как правило реализуется турбулентный режим течения.

На основании полученных выражений для определения структурных и гидродинамических свойств различных классов АМФ построены зависимости вязкостных коэффициентов проницаемости вдоль оси ОХ от пористости и параметра от пористости в различных направлениях течения жидкости. На рисунках 8, 9 представлены результаты проведенных расчетов.


а б


Рисунок 8 – Зависимость вязкостных коэффициентов проницаемости Кη от пористости П для различных классов АФМ: а – вдоль оси ОХ; б – вдоль оси ОY; 1 – ПВМ; 2 – ОСМ; 3 – ДВПЯМ

а б


Рисунок 9 – Зависимость величины от пористости П:

а – вдоль оси ОХ; б – вдоль оси ОY для различных классов АФМ:

1 – ДВПЯМ; 2 – ПВМ; 3 – ОСМ
Выводы

Разработаны модели АФМ, учитывающие анизотропную структуру пор и позволяющие устанавливать взаимосвязь структурных и гидродинамических свойств в различных направлениях течения жидкости.


Литература




  1. Витязь П.А. Формирование структуры и свойств пористых порошковых материалов / П.А. Витязь, В.М. Капцевич, А.Г. Косторнов и др. – М.: Металлургия, 1993. – 240 с.

  2. Очистка и регенерация смазочных материалов в условиях сельскохозяйственного производства / В. М. Капцевич [и др.]. – Минск, БГАТУ, 2007. – 232 с.

  3. Капцевич В.М. Новые конструкции фильтров для очистки рабочих жидкостей гидравлических систем / В.М. Капцевич и [и др.] // Инженерный вестник. – № 1. – 2007. – С. 67–71.

  4. Моделирование структурных и гидродинамических свойств пористых фильтрующих материалов с анизотропной структурой пор. Сообщение 1. Объемно-сетчатые материалы / В.М. Капцевич [и др.] // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов: Вып. 30 – Минск, 2007. – С. 110–113.

  5. Леонов А.Н. Пористые проницаемые материалы: теория проектирования изделий и технологий / А.Н. Леонов, М.М. Дечко, В.К. Шелег. – Мн.: Тонпик, 2003. – 220с.

  6. Капцевич В.М. Прогнозирование структурных и гидродинамических и свойств высокопористых ячеистых материалов / Капцевич В.М., Кривальцевич Д.И., Леонов А.Н. // Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия, сварка: Материалы докладов 8-й международной научно-технической конференции: г. Минск, 27-28 мая 2008 г.; Институт порошковой металлургии, 2008. – С. 89-91.



    V.M. Kaptsevich, V.K. Korneeva, D.I. Kryvaltsevich,
    I.V. Zakrevskii, P.S. Chugaev, M.E. Petrikevich

THE HIGHLY POROUS FILTERING MATERIALS

In article modelling structural and hydrodynamical properties of anisotropic filtering materials is described. This materials can find application in productions of processing of agricultural production.

Key words: the by ply molded, vibromolded, precipitation, fluidization and plastic, deformation, pentagondodekaeder.

УДК 621.01.


Р.К. Наурызбаев, И.Ж. Жанашев, Ж.Е. Дулатова
Казахский национальный аграрный университет
СТРУКТУРНАЯ ГРУППА НРК – НЕАССУРОВАЯ ГРУППА В СОСТАВЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ЦЕПИ САМОУСТАНАВЛИВАЮЩИХСЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ТРЕХЗВЕННЫХ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
Аннотация. Кулачковые самоустанавливающиеся пространственные механизмы неассурового типа до настоящего времени даже не получили научного обоснования, не были они известны и в рамках классической теории механизмов.
Ключевые слова: кулачковый, неассуровая, цепь.

Теоретическая разработка рационального проектирования самоустанавливающихся пространственных трехзвенных кулачковых механизмов базируется на дальнейшем развитии классических походов теории механизмов – фундаментальных основ структурной теории механизмов и машин. Развитие предлагаемых универсальных инженерных методов рационального проектирования самоустанавливающихся пространственных трехзвенных кулачковых механизмов весьма важны не только с научной точки зрения, но и имеют большое практическое значение – открывают новое научное направление исследовательской работы, дают широкие перспективы для конструкторской и научной разработки их единой теории структуры, кинематики и динамики.

Идея разработки предлагаемой инженерной методики исключительно важно в теоретико-практической-конструкторской деятельности инженера бакалавра, магистра, доктора (PhD) в вопросах создания наиболее общих методов структурного, кинематического и динамического исследования неассуровых самоустанавливающихся пространственных трехзвенных кулачковых механизмов. Новый структурный признак – структурная группа НРК и будет служит основанием развития теории кинематических цепей самоустанавливающихся пространственных трехзвенных кулачковых механизмов неассуровой структуры конструкции. В деле создания стройной теории синтеза цепей самоустанавливающихся пространственных неассуровых групп НРК будет служить в качестве математического аппарата – единая ключевая структурная формула современной теории механизмов и машин профессорa Наурызбаевa Р.К..

Эта формула имеет следующий вид записи:


(1)
«Группа НРК – неассуровая структурная группа – такая однозвенная кинематическая цепь, которая после присоединения крайними свободными элементами пар к стойке будет обладать нулевой степенью подвижности, т.е. превратится в жесткую самоустанавливающуюся (статически определимую) пространственную неподвижную механическую систему». /д.н.т., профессор Наурызбаев Р.К., 2001 г./.

Элементарная группа НРК – неассуровая группа (рис. 1) однозвенная с числом подвижных звеньев . Её степень свободы равна нулю. Условие структурного синтеза группы определяется системой алгоритмов следующего вида:


(2)
Формула строения группы НРК – неассуровой структурной группы определяется записью следующего вида:
(3)

Класс группы НРК – неассуровой структурной группы определяется по числу кинематических пар, которыми группа присоединяется к стойке.



Порядок группы НРК – неассуровой структурной группы определяется по числу кинематических пар, которыми группа присоединяется к стойке. Например, пространственная группа НРК – неассуровая группа из одного звена (рис. 1) относится к нулевому семейству по общей классификации кинематических цепей нулевой подвижности, по рангу признанных структурной группой, по семействам академика АН СССР, доктора технических наук, профессора машиноведения И.И.Артоболевского, (). Новое понятие структурная группа НРК – неассуровая группа в составе кинематической цепи самоустанавливающегося пространственного трехзвенного кулачкового механизма класса нулевого семейства (рис. 1) это весьма важный структурный признак с позиции современной теории механизмов и машин. Таким образом, пространственная группа НРК – неассуровая структурная группа, в составе цепи кулачкового механизма (рис. 1), это однозвенная кинематическая цепь, которая после присоединения крайними свободными элементами пар к стойке будет обладать нулевой степенью подвижности, т.е. превратится в жесткую статически определимую пространственную механическую систему (рис. 2). В многочисленных конструктивных разновидностях однозвенной кинематической цепи (рис. 1) могут присутствовать практически все виды кинематических пар по классификации доктора технических наук, профессора Малышева А.П.
Таблица 1 – Фундаментальная классификация кинематических пар А.П. Малышева 1923 года.

№ класса кинематической пары.

I

II

III

IV

V

– число наложенных связей кинематической парой.

1.

2.

3.

4.

5.

– число степеней свободы кинематической пары.

5

4

3

2

1

Фундаментальная классификация кинематических пар в форме таблицы 1 впервые разработана А.П. Малышевым в 1923 году. В системе алгоритмов (2) – условие структурного синтеза группы НРК индексы кинематических пар соответствуют степеням свободы данной конструкции пары. В соответствии с таблицей в системе алгоритмов (2) число наложенных связей – (S) соответствует – (№) класса каждой кинематической пары. Кинематические пары бывают – I, II, III, IV, V-го классов.

Рисунок 1. Однозвенная структурная группа НРК – неассуровая структурная группа II-го класса и 0-го семейства, 2-го порядка.


Рисунок 2. Нулевой степени подвижности жесткая

самоустанавливающаяся (статически определимая) неподвижная пространственная механическая система.
Кулачковый механизм, основа цепи которой есть однозвенная группа НРК – неассуровая структурная группа, называется самоустанавливающимся (статически определимым) пространственным трехзвенным кулачковым механизмом неассуровой структуры конструкции – Рис. 3.

Рисунок 3. Самоустанавливающийся (статически определимый), пространственный, трехзвенный кулачковый механизм неассуровой структуры II-го класса и 0-го семейства.



Самоустанавливающийся т.е. статически определимый. 1-ведущее звено (кулачок), моделируется параметром – 2-ведомое звено (коромысло) моделируется параметром – 3-стойка (станина).

Новый принцип образования (закономерного формирования) самоустанав-ливающихся (статически определимых), пространственных трёхзвенных кулачковых механизмов неассуровой структуры состоит в присоединении к ведущему звену – механизму I-го класса и стойке групп НРК – неассуровых структурных групп. Формулу строения механизма (рис. 3) запишем записью вида:

. (4)

Из формулы (4) строения пространственного трёхзвенного кулачкового механизма очевидно следующее:

есть формула строения конструкции механизма I-го класса – кулачок 1 с парой Р1 со стойкой 3. – есть пространственная группа НРК – неассуровая однозвенная, самоустанавливающаяся (статически определимая) группа класса, 0-го семейства, 2-го порядка – звено 2 модели – с парами . (рис. 1).

Рисунок 4 - Образование ТСКМНС.

СМ1-самоустанавливающийся двухзвенный, ведущий кулачковый механизм I-го класса с числом степеней свободы W=1. Этот механизм состоит из ведущего звена 1-(n1) и стойки 3. Число степеней свободы механизма I-го класса определяется по формуле:

(5)

НРК – НГ – пространственная группа НРК – неассуровая структурная группа, звено 2-кинематическая цепь из одного звена (n=1). Число степеней свободы пространственной группы НРК – НГ – неассуровой структурной группы определяется, например по формуле:


(6)

ТСКМНС – трёхзвенный самоустанавливающийся кулачковый механизм неассуровой структуры. Заметим, что в развитии классическая структурная формула (6) П.О. Сомова – А.П. Малышева имеет следующий вид записи [1,2,3,4,…13]:



(7)

П.О. Сомова (1887г.) – А.П. Малышева (1923г.) – Р.К. Наурызбаева (1991г.).

Осветим некоторые принципиальные отличия классической-элементарной группы Ассура и группы НРК – неассуровой новой – однозвенной структурной группы.
Отличия группы Ассура от неассуровой группы:

1. Элементарная группа Ассура двухзвенная с числом подвижных звеньев (n+n1)=2.

2. Группа Ассура не может быть расчленена на более простые самостоятельные кинематические цепи нулевой подвижности.

3. Классический принцип образования самоустанавливающихся четырёхзвенных кулачковых механизмов состоит в присоединении к ведущему звену и стойке ассуровых групп из двух подвижных звеньев.

4. Элементарные механизмы Ассура – четырёхзвенные кулачковые механизмы, самоустанавливающиеся плоские и пространственные.



1. Элементарная неассуровая группа однозвенная с числом подвижных звеньев n=1 (см. рис. 1).

2. При присоединении к ведущему звену и стойке неассуровой группы формируются трёхзвенные кулачковые механизмы не укладывающиеся в рамки классической структурной теории Ассура.

3. Новый принцип формирования на основе неассуровых групп позволяет синтезировать неассуровые механизмы с разными конструктивными и функциональными возможностями, в частности трёхзвенные кулачковые механизмы с самоустана-вливающимися свойствами структуры (рис. 3).



Структурная группа


Ассура


Неассуровая




Классический структурный признак в кинематической цепи самоустанавливаю-щихся кулачковых механизмов.

Новый структурный признак в кине-матической цепи самоустанавливающихся кулачковых механизмов.



1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   26


©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет