Результаты исследования тороидального движителя
Определение зависимости силы тяги, необходимой для передвижения тора, от объема жидкости, давящего на тор. Влияние на параметры тороидального движителя изменяемого внутреннего давления воздуха внутри тора, формы и размера поперечного сечения гибкой тяги.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.04.2018 |
| Размер файла | 202,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Результаты исследования тороидального движителя
Д.В. Андриенко
Научный руководитель - профессор В.И. Емелин
Сибирский федеральный университет
Актуальность темы исследования обусловлена огромной протяженностью трубопроводов в России (более 2 млн. км.) и их значительным износом. Сложность ремонта обусловлена большим количеством отводов, сужений, смотровых колодцев, повышенной коррозионной агрессивностью среды, высокими санитарно-гигиеническими требованиями. В последние годы, спрос на бестраншейный ремонт трубопроводов продолжает расти. В связи с чем возникает потребность в создании новых, модификации ранее использующихся механизмов, способов ремонта и восстановления трубопроводов, с целью увеличения производительности и повышения технико-экономических показателей.
В настоящее время для выполнения ряда задач по ремонту трубопровода применяют эластичные торообразные рабочие элементы. Они делятся на внетрубные и внутритрубные. Для перемещения тора в трубопроводе применяется сжатый воздух. В трубопровод вводится торообразный эластичный элемент, а для его передвижения в трубу начинают подавать сжатый воздух. Под действием давления тор начинает выворачиваться и происходит его поступательное движение. Этот метод требует компрессора для создания необходимого давления с целью обеспечения движения тора и компенсации утечек воздуха, возникающих при проведении ремонтных работ. Это приводит к удорожанию работ и необходимости привлечения более квалифицированных специалистов.
Автором совместно с руководителем предлагается новое устройство (рис. 1), включающее тороидальную камеру 1, покрышку 2 и гибкую тягу 3. Техническим эффектом является исключение компрессора, повышение проходимости, снижение энергоемкости. Для определения параметров устройства проведено экспериментальное исследование.
Рис. 1. Устройство для очистки трубопровода от жидкости:
1 - камера, 2 - покрышка, 3 - гибкая тяга.
тороидальный движитель жидкость тяга
Цель работы заключается в определении зависимости силы тяги, необходимой для передвижения тора, от объема жидкости, давящего на тор, при изменяемых внутреннем давлении воздуха внутри тора, форме и размере поперечного сечения гибкой тяги.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
1) разработать методику исследования;
2) разработать стенд, для проведения исследования;
3) определить наименьшее давление воздуха внутри тора, при котором обеспечивается герметичность трубопровода и эффективное выворачивание рабочего органа;
4) подобрать наиболее эффективный материал, форму и размер поперечного сечения гибкой тяги;
Методика решения поставленных задач включает теоретические и экспериментальные методы с использованием элементов системного подхода.
Для проведения исследования разработаны: методика, обеспечивающая точность и воспроизводимость полученных результатов и стенд (рис. 2), который позволяет моделировать поведение тора в трубопроводе и изменять внешнее давление жидкости.
В вертикально установленную трубу 1 устанавливается тор 2 с внутренним давлением воздуха равным нулю. Через центральное осевое отверстие тора установленного в трубе протягивается гибкая тяга 3.
Рис. 2. Схема установки для исследования тяговых усилий:
1 - труба; 2 - тор; 3 - гибкая тяга; 4 - динамометр; 5 - насос; 6 - манометр; 7 - мерный сосуд для измерения утечек жидкости.
Отношение длины гибкой тяги к длине трубы равно 3:1. К верхнему концу гибкой тяги крепится динамометр 4. Нижний конец гибкой тяги не закрепляется. С помощью насоса 5 и манометра 6 в тор (рабочий орган) нагнетается воздух до заданного давления. Под нижнюю часть трубы устанавливается сосуд 7. В трубу заливается жидкость необходимого объема 8. Затем, потянув за динамометр, начинаем передвигать рабочий орган в трубопроводе. Показания динамометра заносятся в протокол испытаний. Для построения зависимостей необходимо провести серию опытов с различными давлениями воздуха внутри тора, высотой столба жидкости, формой и размером поперечного сечения гибкой тяги.
Для получения наиболее точных данных минимальное количество опытов в серии равно трем.
Полученные данные отображены в виде графиков на рис.3.
На графиках по оси обцисс указан объем жидкости заливаемый в трубу. Ось ординат показывает, какое тяговое усилие необходимо приложить для перемещения тора с заданным количеством жидкости. Для каждого задаваемого внутреннего давления воздуха в торе построен отдельный график.
Рис. 3. График изменения тяговых усилий, необходимых для передвижения тора в вертикальной трубе с применением различных материалов: а - хлопковая тесьма; б - льняной канат; в - хлопчатобумажный канат.
По результатам исследования сделаны следующие выводы.
1. Диаметр и форма гибкой тяги оказывают незначительное влияние на тяговое усилие, необходимое для передвижения рабочего органа внутри трубопровода.
2. Размер и форма гибкой тяги оказывают непосредственное влияние на герметичность контакта рабочего органа с трубой. Увеличение диаметра круглой гибкой тяги ведет к снижению герметичности за счет увеличения зазоров между витками тяги.
3. Плоская тяга менее эффективна из-за того, что постоянно смещается от центра внутреннего отверстия рабочего органа, что приводит к сбоям в работе и снижению силы трения в паре тор -- гибкая тяга.
4. Тяговое усилие возрастает прямо пропорционально внутреннему давлению воздуха в торе и перемещаемому объему жидкости.
5. Разработана методика экспериментального исследования. Спроектирован и изготовлен стенд для исследования привода торообразного движителя, с использованием гибкой тяги.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение предельного случайного разброса баллистических параметров двигателя (при начальной температуре -50 С): давления, тяги, единичного и полного импульса тяги. Расчет недостающих величин. Группировка и оформление полученных результатов в таблицу.
курсовая работа [76,1 K], добавлен 24.11.2010Расчёт сменных сопловых вкладышей. Зависимость давления в камере сгорания от температуры окружающей среды. Расчёт центрального тела. Определение площади критического сечения и тяги двигателя. Виды оптико-механических систем измерения перемещений.
контрольная работа [442,6 K], добавлен 07.08.2013Система нормирования отклонений формы поперечного сечения тел вращения. Технические характеристики и принципы работы кругломеров. Круглограмма с записью отклонений от круглости поперечного сечения вала. Средства измерений отклонений от круглости.
лабораторная работа [7,9 M], добавлен 21.01.2011Площадь поперечного сечения стержня. Изменение статических моментов площади сечения при параллельном переносе осей координат. Определение положения центра тяжести сечения, полукруга. Моменты инерции сечения. Свойства прямоугольного поперечного сечения.
презентация [1,7 M], добавлен 10.12.2013Нагрузки от веса моста, кабины и механизмов передвижения. Определение оптимальных размеров поперечного сечения пролетной балки. Компоновка механизма передвижения крана. Сопряжение пролетных балок с концевыми. Размещение ребер жесткости, прочность балки.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 18.12.2013Нахождение давлений в "характерных" точках и построение эпюры давления жидкости на стенку в выбранном масштабе. Определение силы давления жидкости на плоскую стенку и глубины ее приложения. Расчет необходимого количества болтов для крепления крышки лаза.
курсовая работа [641,4 K], добавлен 17.04.2016Компонование механизма передвижения мостового крана. Определение оптимальных размеров поперечного сечения пролетной балки. Размещение ребер жесткости. Расчет нагрузки от веса моста, механизмов передвижения, груза и тележки. Строительный подъем балок.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 11.03.2015Определение коэффициента устойчивости водоудерживающей стенки относительно ребра "О" при заданных переменных. Вычисление давления силы на участки стенки. Нахождение точек приложения сил, площади эпюр и силы давления. Определение опрокидывающих моментов.
контрольная работа [337,1 K], добавлен 13.10.2014Описание принципа работы дымовой трубы как устройства искусственной тяги в производственных котельных. Расчет условий естественной тяги и выбор высоты дымовой трубы. Определение высоты дымовой трубы и расчет условий рассеивания вредных примесей сгорания.
реферат [199,9 K], добавлен 14.08.2012Описание и назначение технических характеристик фюзеляжа самолета. Возможные формы поперечного сечения. Типовые эпюры нагрузок, действующих на фюзеляж. Расчет напряженно-деформированного состояния. Сравнительный весовой анализ различных форм сечений.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 13.10.2017Совместное действие изгиба с кручением. Определение внутренних усилий при кручении с изгибом. Расчет валов кругового (кольцевого) поперечного сечения на кручение с изгибом. Определение размера брусьев прямоугольного сечения на кручение с изгибом.
курсовая работа [592,6 K], добавлен 11.09.2014Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха. Определение углового коэффициента луча процесса в помещении. Выбор схем воздухораспределения. Определение допустимой, рабочей разности температур. Построение схемы процессов кондиционирования воздуха.
курсовая работа [39,6 K], добавлен 06.05.2009Горные породы внутри земной коры, формы сечения выработок и типы крепи. Действие сил гравитационного и тектонического характера. Гипотеза свода естественного равновесия. Величина горного давления в выработках, методы его определения и способы управления.
реферат [613,3 K], добавлен 10.04.2009Построение схемы базирования и установки для заданной детали при фрезеровании паза. Определение потребной силы тяги пневматического двигателя для закрепления детали при токарной обработке в патроне. Расчет длины поверхности контакта детали с втулкой.
практическая работа [593,0 K], добавлен 10.05.2011Возможность выработки обрезных и пиломатериалов заданного сечения из пиловочного сырья различных диаметров. Расчет зависимости площади поперечного сечения бруса, процентного выхода пиломатериала от диаметра бревна. Диапазон основных диаметров бревен.
лабораторная работа [1,2 M], добавлен 25.09.2014Определение размеров деталей или внешних нагрузок, при которых исключается возможность появления недопустимых с точки зрения нормальной работы конструкции деформаций. Напряжения в точках поперечного сечения при изгибе с кручением. Расчет на прочность.
курсовая работа [1017,9 K], добавлен 29.11.2013Анализ конструктивных особенностей стального стержня переменного поперечного сечения, способы постройки эпюры распределения нормальных и касательных напряжений в сечении балки. Определение напряжений при кручении стержней с круглым поперечным сечением.
контрольная работа [719,5 K], добавлен 16.04.2013Единицы измерения давления, основное уравнение гидростатики, параметры сжимаемости жидкости, уравнение Бернулли. Расход жидкости при истечении через отверстие или насадку, режимы движения жидкости. Гидравлические цилиндры, насосы, распределители, баки.
тест [525,3 K], добавлен 20.11.2009Форма и определение размеров поперечного сечения выработки. Расчет горного давления и определение необходимости крепления выработки. Буровое оборудование и его производительность. Уборка породы и расчет производительности уборочного оборудования.
курсовая работа [51,8 K], добавлен 04.01.2008Принцип действия и схема привода автокрана. Определение мощности гидропривода, насоса, внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости. Выбор гидроаппаратуры, кондиционеров рабочей жидкости. Расчет гидромоторов, потерь давления в гидролиниях.
курсовая работа [479,5 K], добавлен 19.10.2009
