Торможение колеса

[Борман 2 397]

Нужна инженерная оценка, если это возможно.

 

Компрессор перекачивает газ из бесконечной емкости с давлением P1 в бесконечную ёмкость с давлением P2>P1.

В один прекрасный момент колесо отключается от привода и оказывается под перепадом давления, который его тормозит.

Через сколько времени колесо остановится (ну и начнет раскручиваться в другую сторону) ?

 

Есть только макропараметры.. Обороты, момент инерции, мощность, КПД и проч...

 

Можно ли сделать какую нибудь оценку ?

[soklakov 1 485]

В 19.11.2019 в 16:54, Борман сказал:

Можно ли сделать какую нибудь оценку ?

столько же, сколько на разгон.

при постоянной мощности движка, если что.

[Борман 2 397]

Новый старый вопрос.

 

Есть труба, в ней посередине стоит вентилятор. Вентилятор крутиться, но него P1, после него Р2>P1. Все хорошо. Но в один прекрасный момент случилось так, что до него Р1=const, после него Р2=const>Р1 и вентилятор не крутится. В первый момент на него действует некий момент_сил Мо, такой что J*dw/dt=Mo.

Раскрутилось оно немного до какой-то угловой скорости w1, 0<abs(w1)<w(t=infinity)... 

Вопрос: Чему равно в этот момент_времени значение Ј*dw/dt ? Как это вообще прикинуть на пальцах ?

[MotorManiac 130]

1 час назад, Борман сказал:

Вопрос: Чему равно в этот момент_времени значение Ј*dw/dt ? Как это вообще прикинуть на пальцах ?

То есть другими словами как быстро остановится колесо вентилятора ?

[karachun 2 038]

Если не на пальцах то можно посчитать задачу при разных скоростях вентилятора, нужная точка будет в месте перехода момента на колесе вентилятора через нуль. На неподвижном колесе поток создает некоторый момент, по мере раскрутки этот момент падает а при определенной скорости вентилятор уже сам начинает качать поток.

Понял, все не то, нужны результаты для неустановившегося режима, на установившемся момент инерции вообще не будет играть роли.

[MotorManiac 130]

25 минут назад, karachun сказал:

Понял, все не то, нужны результаты для неустановившегося режима, на установившемся момент инерции вообще не будет играть роли.

Данные то известны на самом деле. Мощность на валу будет падать в кубической зависимости от числа оборотов. Интегрируем по времени и находим с какой скоростью будут падать обороты ротора.

[AlexKaz 1 850]

7 часов назад, Борман сказал:

В первый момент на него действует некий момент_сил Мо, такой что J*dw/dt=Mo.

Справа вообще не одно слагаемое. В искомый момент, когда всё крутится, 

J*dw/dt=0=summa(M). => ускорение ноль.

Отсюда видно, что внешний момент силы сопротивления уравновешивает все потуги.

[Борман 2 397]

4 часа назад, MotorManiac сказал:

То есть другими словами как быстро остановится колесо вентилятора ?

В начальнй момент колесо покоится. Раскручивается под действием перепада.

 

3 минуты назад, AlexKaz сказал:

В искомый момент, когда всё крутится, 

J*dw/dt=0=summa(M). => ускорение ноль

Искомый момент - промежуточный.

[AlexKaz 1 850]

2 часа назад, Борман сказал:

Искомый момент - промежуточный.

Ну ок. Разница давлений "Давление за минус давление до" давит на лопасти, можно прикинуть момент. В это время на движок прилетает такая-то мощность от питалова и по магическим формулам силовых машин для данного типа движка можно прикинуть текущий стартовый момент. Какие-то сопротивления скорее всего здесь учитывать не надо. Разница этих двух моментов должна дать ноль.

Изменено 2 марта 2020 пользователем AlexKaz

[MotorManiac 130]

13 минуты назад, Борман сказал:

В начальнй момент колесо покоится. Раскручивается под действием перепада.

Тогда единственное что в голову приходит это какая нибудь мего-кае решалка )

18 минут назад, AlexKaz сказал:

текущий стартовый момент

Или как вариант, определить скорость ротора, индуцированную газовым потоком, а затем посмотреть моментную характеристику двигателя. Сколько он может выдать момента в зависимости от числа оборотов.

[karachun 2 038]

1 час назад, MotorManiac сказал:

приходит это какая нибудь мего-кае решалка )

Много-много нестационарных шагов по времени в CFD.

[Борман 2 397]

8 часов назад, MotorManiac сказал:

Тогда единственное что в голову приходит это какая нибудь мего-кае решалка )

 

Вы все просто команда мечты.

[AlexKaz 1 850]

51 минуту назад, Борман сказал:

 

Вы все просто команда мечты.

А чего хотеть от ответов, когда ГУ толком не известны? Перепад давлений будет функцией от времени. Перепад надо перекинуть в крутящий момент вентилятора. Далее численно решить J*dw/dt=M(t). Всего-то дело, если известна эта самая M(t).

[Борман 2 397]

45 минут назад, AlexKaz сказал:

А чего хотеть от ответов, когда ГУ толком не известны?

Спокойно. Для полного ответа на вопрос, в данном конкретном случае, знания ЛСдайны недостаточно.

[Fedor 1 628]

Сначала есть смысл рассмотреть более простую. Пусть тело массой м движется со скоростью  v  и на него начинает действовать сила f препятствующая движению. Вопрос - за какое время тело остановится ?   Ну а потом перенести на вращение. Подсказка - второй закон Ньютона :)

[AlexKaz 1 850]

37 минут назад, Борман сказал:

знания ЛСдайны недостаточно.

А где я предлагал использовать численную МКЭ-решалку? 

Дела не в дайне, а в численном решении уравнения выше, которое можно проинтегрировать в лоб без МКЭ при наличии известных ГУ.

ГУ, ессно, зависят от времени.

Изменено 3 марта 2020 пользователем AlexKaz

[MotorManiac 130]

А собственно говоря.

 

17 часов назад, Борман сказал:

Вентилятор крутиться, но него P1, после него Р2>P1.

С этим согласен, колесо повышает давление

 

17 часов назад, Борман сказал:

случилось так, что до него Р1=const, после него Р2=const>Р1

 

Это как возможно ? если колесо остановилось, то оно начинает выполнять роль местного сопротивления. Если в сети есть местное сопротивление, то почему давление до него должно быть меньше чем давление после него ?

[AlexKaz 1 850]

25 минут назад, MotorManiac сказал:

Если в сети есть местное сопротивление, то почему давление до него должно быть меньше чем давление после него ?

Видимо, надо учитывать специфику Бормана. До вентилятора и после вентилятора длиннющие колбасы газопровода, а вент - какая-то хитрая лопастная машина. И, пока газ перетечёт из одной колбасы в другую через вент до уравновешивания давления, пройдёт немало времени. И немало оборотов этого вентилятора.

Кстати, в этот момент перетока кроме статического давления как бы возникает добавка от динамического давления за счёт движения потока. Или не возникает. Надо подумать.

Изменено 3 марта 2020 пользователем AlexKaz

[Борман 2 397]

41 минуту назад, AlexKaz сказал:

Видимо, надо учитывать специфику Бормана.

Да ничего военного. Вентилятор перекачивает газ. В один прекрасный момент происходит аварийный останов, выключается привод вентилятора и начинается выравнивание давление по и после через отдельную линию. На вентиляторе возникает отрицательный перепад давлений и он начинает тормозиться.

Если к моменту остановки вентилятора давление не будет выравнено, то будет раскрутка вентилятора в обратную сторону, и масштабы трагедии будут зависеть от масштабов вентилятора.

 

Если это сразу написать, то вы же сразу броситесь решать именно эту задачу. По этому сформулировал максимально узкую.

[MotorManiac 130]

То есть упрощенно. Вентилятор работает в сети, отключается двигатель, колесо начинает останавливаться. Если к моменту остановки колеса, давление не будет выравнено, то произойдет раскручивание колеса в обратную сторону, что в свою очередь вызовет поломку вентилятора. Задача - определить время за которое колесо вентилятора остановится при отключении привода ?