На рисунке представлена конструктивная схема регулятора расхода (клапан, обеспечивающий постоянство расхода). Он состоит из

На рисунке представлена конструктивная схема регулятора расхода (клапан, обеспечивающий постоянство расхода). Он состоит из корпуса 1 с дросселирующим отверстием 2 и пружины 5. Определить, при каком значении силы пружины Fпр регулятор будет обеспечивать расход Q = 5 л/мин, если диаметры D =20 мм, d = 3 мм; коэффициенты расхода дросселирующих отверстий μ = 0,8; плотность рабочей жидкости ρ = 900 кг/м3. Считать, что в пределах рабочего хода плунжера сила пружины остается постоянной.

При постоянном расходе, поршень 3 будет занимать вполне определенное положение и находиться в равновесии.
Расход через клапан определяется по формуле: Q = μ·s·v, здесь v- cкорость;
s - площадь поперечного сечения отверстия . Скорость определяем по известной формуле: v = 2gΔh, где Δh - перепад напоров, который равен:
Δh = Δр/γ = Δр/ρ·g, тогда: v = 2Δр/ρ, здесь Δр - перепад давления и после подстановки в формулу расхода, получим: Q = μ·s·2Δр/ρ и, отсюда находим:
Δр = ρ·(Q/μ·s)2/2.
Условие равновесия будет иметь вид: Fпр = Δр·A, где
Q = 5 л/мин = 5·10-3/60 = 8,33·10-5 м3/с,
A = π·(D2 - d2)/4 = 3,14·(202 - 32)·10-6/4 = 30,69·10-5 м2 - площадь на которую действует перепад давления, s= π·d2/4 = 3,14·32·10-6/4 = 0,71·10-5 м2 - площадь перепускного отверстия

. Скорость определяем по известной формуле: v = 2gΔh, где Δh - перепад напоров, который равен:
Δh = Δр/γ = Δр/ρ·g, тогда: v = 2Δр/ρ, здесь Δр - перепад давления и после подстановки в формулу расхода, получим: Q = μ·s·2Δр/ρ и, отсюда находим:
Δр = ρ·(Q/μ·s)2/2.
Условие равновесия будет иметь вид: Fпр = Δр·A, где
Q = 5 л/мин = 5·10-3/60 = 8,33·10-5 м3/с,
A = π·(D2 - d2)/4 = 3,14·(202 - 32)·10-6/4 = 30,69·10-5 м2 - площадь на которую действует перепад давления, s= π·d2/4 = 3,14·32·10-6/4 = 0,71·10-5 м2 - площадь перепускного отверстия