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Engineering

Attuazione a valvola

Muovi il comando di una valvola a quattro vie e guarda il carrello seguire: con un cassetto a centro chiuso nulla accade entro la sovrapposizione, poi la velocità si posa sul bilancio quasi statico dei due spigoli di laminazione e dell’attrito, e al neutro il carico è tenuto fermo. Passa a un cassetto a centro aperto e la valvola trafila al neutro 2 Cd w u sqrt(ps/rho), entrambe le camere a metà pressione di alimentazione, ma il minimo comando ribalta bruscamente le pressioni verso il carico. Spingi contro il carrello e leggi la differenza di pressione necessaria. Il pQ dell’alimentazione è contabilizzato contro laminazione, Fv del carico, attrito e compressione dell’olio.

Di Mykhailo Makarov

Attuazione a valvola — Immagine reale dell’applicazione
Immagine reale dell’applicazione

Cosa succede

Una valvola a cassetto a quattro vie dosa olio a 100 bar in un cilindro simmetrico che spinge un blocco di 100 kg su guide. Il cassetto segue il comando con 5 ms di ritardo; i suoi quattro spigoli aprono w·(x − u) a centro chiuso (sovrapposizione) o w·(x + u) a centro aperto (sottosovrapposizione), così il primo ha una zona morta pari alla sovrapposizione e il secondo un trafilamento al neutro e un guadagno di pressione ripido. Portate d’orifizio turbolente alimentano due camere comprimibili, il pistone porta la massa contro attrito di Coulomb e viscoso, una forza esterna e fine corsa elastici. RK4 a 20 µs con pressioni di camera mai sotto il serbatoio; il pQ dell’alimentazione eguaglia laminazione, Fv del carico, attrito e compressione a meno dell’arrotondamento.

Da provare

Dai un piccolo comando e nulla si muove entro la sovrapposizione; uno più grande e il carrello corre sul bilancio degli spigoli. Apri il centro e leggi il trafilamento al neutro e il guadagno di pressione con il carrello tenuto.

Il modello e i suoi limiti

Spigoli rettangolari senza gioco radiale né forze di flusso, cassetto del primo ordine, modulo costante, attrito in tanh. Guadagni e trafilamenti sono quelli di questo cassetto idealizzato.

Equazioni del modulo
Equazioni
A_PA = w·(x − u) (closed centre),  A_PA = w·(x + u) (open centre)
Q = C_d·A·√(2Δp/ρ),  dp_A/dt = (β/V_A)·(Q_PA − Q_AT − A·v)
m·dv/dt = (p_A − p_B)·A − F_fr(v) − F_ext + F_stop
Q_null = 2C_d·w·u·√(p_s/ρ),  p_L = p_s·((u+x)² − (u−x)²)/((u+x)² + (u−x)²)

Altri esperimenti

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Compressore d’aria — Immagine reale dell’applicazione

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Compressore d’aria

Avvia un compressore monocilindrico su un serbatoio da dieci litri e guarda il manometro salire: ogni corsa aspira aria dalla lamella di aspirazione, la comprime a caldo e la spinge attraverso la lamella di mandata appena il cilindro supera il serbatoio. La massa mandata per ciclo cala man mano che il serbatoio si riempie, vicino alla formula dello spazio morto 1 − c ((p/p0)^(1/n) − 1); uno spazio morto maggiore manda meno. Alla pressione impostata il pressostato ferma il motore, lo scaricatore svuota il cilindro e la macchina rallenta; apri l’utenza e il serbatoio si stabilisce dove mandata e prelievo si eguagliano. Il lavoro del motore e l’entalpia di aspirazione sono contabilizzati contro l’energia interna del gas, il calore alla parete e all’ambiente e l’aria consegnata.

Distribuzione di macchina a vapore — Immagine reale dell’applicazione

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Distribuzione di macchina a vapore

Apri il regolatore di una macchina orizzontale alimentata ad aria a 6 bar e guarda il cassetto piano precedere il pistone: la sovrapposizione e l’angolo di anticipo dell’eccentrico sono risolti perché la luce del vapore apra dell’anticipo al punto morto e chiuda all’ammissione scelta, esattamente acos(1 − 2c) di angolo di manovella. Accorcia l’ammissione e l’aria si espande nel cilindro, meno aria per joule di lavoro ma meno lavoro per ciclo; carica il freno finché la pressione media indicata non lo sostiene più e la macchina si ferma; metti la manovella al punto morto e non parte. L’entalpia fornita è contabilizzata contro scarico, parete, energia del gas e lavoro indicato, il lavoro indicato contro volano, attrito e freno.

Meccanismo Stirling — Immagine reale dell’applicazione

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Meccanismo Stirling

Avvia un motore Stirling beta con la testa calda a 650 K e lo spazio freddo tenuto a 300 K: il dislocatore sposta l’aria dall’uno all’altro, il pistone di lavoro un quarto di giro indietro raccoglie il lavoro, e la pressione segue la legge di Schmidt M R / (Vh/Th + Vc/Tc + Vr/Tr). Leggi il lavoro del ciclo contro la formula chiusa di Schmidt e il calore ricevuto e ceduto contro il rendimento di Carnot; carica il freno finché il motore si ferma; raffredda la testa calda e guarda il lavoro calare; metti entrambe le estremità alla stessa temperatura e il volano si arresta. Cambia l’angolo di fase e trova i novanta gradi e qualcosa che danno più lavoro. Il lavoro del gas è contabilizzato contro volano, attrito e freno.