Расчет гидравлического демпфера

[Gaidn 11]

Здравствуйте! У нас есть гидравлический демпфер в гидроцилиндре, который представляет собой некий объём, который запирается двигающимся штоком. И в этом объеме при запирании создается зона повышенного давления, которая тормозит движение штока. Средствами FlowSimulation возможно посчитать это давление в запертом объеме хотя бы приблизительно? Всем заранее спасибо! )

[Degen1103 25]

Если шток движется с постоянной скоростью, то расход через отверстия известен. Можно найти и среднерасходную скорость в отверстии. По любому справочнику находим коэффициент сопротивления отверстия в зависимости от L/D и вида входной кромки, считаем местные потери, добавляем полные потери скоростного напора на выходе из отверстия (т.е. берём коэф-т = 1), суммируем. По идее, давления по разные стороны поршня будут различаться на суммарную величину потерь.

 

 

Если, конечно, речь об этом:

Изменено 6 мая 2015 пользователем Degen1103

[Degen1103 25]

...ну, а если  надо переходный процесс толчка изучить - то да, конечно, лучше моделировать, т.к. там присоединённая масса всё путает.

Думаю, SWFS вполне должен справиться с подобным нестационаром, если не возникнет сложностей с задачей - то ли внутреннее течение, то ли наружное обтекание ;)

Изменено 6 мая 2015 пользователем Degen1103

[Gaidn 11]

Да, Вы всё правильно поняли. Именно это мне и нужно.) Но всё же нужен как раз переходный процесс в момент удара, так сказать, движение совсем неустановившееся получается.. Если есть возможность, подскажите пожалуйста, с какой стороны хотя бы копать для подобного рода расчета в SWFS? Пока совсем никак не соображу с чего начать. И также не могу понять, то ли наружное, то ли внутреннее. )))

[a_schelyaev 367]

Если переходный процесс, то FlowVision с Подвижным телом.

[danzas 104]

Здравствуйте! У нас есть гидравлический демпфер в гидроцилиндре, который представляет собой некий объём, который запирается двигающимся штоком. И в этом объеме при запирании создается зона повышенного давления, которая тормозит движение штока. Средствами FlowSimulation возможно посчитать это давление в запертом объеме хотя бы приблизительно? Всем заранее спасибо! )

Смоделировать задачу с перемещением поршня в SWFS невозможно, движение тел SWFS не моделирует.

Возможно моделирование перепада гидростатического давления при протекании потока через перфорированный поршень.

[Degen1103 25]

Вы всё же оцените для начала на коленке в стационаре, м.б., вполне реальные получатся цифры.

 

Фактический заброс давления, вероятно, будет зависеть от инерционных масс, вязкости, сжимаемости жидкости, упругости стенок, зазоров, трения... Вряд ли это всё надо моделировать. И литературу хорошо бы посмотреть - так ли сильно всё это влияет. Всё-таки скорость поршня много меньше скорости звука в жидкости, и стационар, наверное, очень быстро устанавливается. М.б., вообще нет никакого пика, а разница давлений быстро нарастает до стационарных потерь?...

Изменено 13 мая 2015 пользователем Degen1103

[eatokar 7]

Degen1103, опять к Вам вынужден обратиться.) У меня схожая задача: необходимо изучить физику торможения шарового поршня в трубе. Буду Вам очень признателен если подскажите пару идей или полезную литературу. Спасибо!

Gaidn, вопрос решили?

[Degen1103 25]

Кхм... Если речь идёт о движении шара с малым зазором в трубе, заполненной вязкой жидкостью, то вспоминаются ротаметры и вискозиметр Стокса. Но у ротаметров - коническая трубка, т.е. зазор и сопротивление меняются в зависимости от расхода (на чём и основано его измерение). А в вискозиметре зазор велик, в идеале вообще шарик должен падать в неограниченном объёме.

Как смоделировать в FS торможение - не знаю. М.б., стоит, зная характерный диапазон скоростей движения шара и геометрию, взять несколько расходов через зазор. И для данных расходов найти силу, действующую на шар. Оцениваем скорости в цилиндре и в зазоре и определяем Re по Dцил и по дельте, чтоб знать, какой флажок включить для режима течения. Потом задаём расход на торцовых заглушках цилиндра, в середине которого с зазором висит неподвижный поршень. Сеточку строим со сгущением в районе зазора. И для данного расхода находим силу, действующую на поршень при данной скорости движения.Потом строим зависимость силы от скорости и думаем.

 

М.б., можно и нестационар смоделировать, задавая закон нарастания расхода от нуля до заданного значения за заданное время. И сравнить, будет ли конечное значение силы отличаться от найденного в стационарной задаче.

 

А для ламинарного случая наверняка должно быть строгое решение, как мне кажется.

[eatokar 7]

Может подскажете достойную литературу? Нужно разобраться в физике этого явления.

[Degen1103 25]

В любом курсе технической гидравлики см. местные сопротивления и обтекание тел. При движении среды скорость достигает максимума в зазоре, а за ним кинетическая энергия полностью теряется, рассеивается в результате вязкого трения. Потенциальная энергия переходит  в кинетическую, а потом диссипирует в тепловую - вот и вся физика. По разные стороны цилиндра давление будет различаться как раз на величину потерь, отсюда и сила.

 

НО!!! Это - в стационаре. При ускорении/торможении тела могут заметно сказаться силы инерции жидкости, выражаемые через присоединённую массу. У корабельщиков это учитывается. Я этим не занимался, и насколько это существенно в данной задаче - сказать не могу. Интуитивно представляется, что очень слабо скажется, но могу и ошибаться.

 

Наверное, Вам лучше глянуть что-нибудь по гидравлике и гидроприводу. Думаю, там все эти демпфера-плунжера хорошо расписаны.

[Degen1103 25]

Полистал Чугаева.

Да, похоже, неправильно насоветовал сводить задачку к стационару. При торможении течение явно неустановившееся.

См. параграф 9-5 - "...Энергетический смысл инерционного напора".

[Degen1103 25]

Скачал книжку Башты "Машиностроительная гидравлика".

Штуковина, показанная на рисунке выше, оказывается, называется "жидкостная прижина", и при её расчёте обязательно надо учитывать сжимаемость жидкости. А вот инерционные члены в уравнениях для жидкостных демпферов там не вводятся.

 

Так что, как говорится, каждая задача имеет простое и понятное неправильное решение. Надо чаще заглядывать в справочники, приношу извинения за поспешные суждения.

[eatokar 7]

Огромное спасибо! Сажусь за изучение! Время пока позволяет - каникулы на носу)