Введение
Глава 1. Обзор состояния вопроса 13
1.1. Особенности проектирования разветвленных пневматических систем 13
1.2. Современные методы расчета рабочих процессов, протекающих в разветвленных ПС 17
1.2.1. Методы расчета рабочих процессов ПС в приближении распределенных параметров 22
1.2.2. Методы расчета рабочих процессов ПС в приближении сосредоточенных параметров 23
1.2.3. Методы расчета сложных разветвленных изотермических ПС 26
1.2.4. Методы расчета сложных разветвленных неизотермических ПС 35
1.3. Обзор программного обеспечения для моделирования разветвленных ПС 38
1.4. Выбор метода расчета разветвленных ПС 40
1.5. Выводы по главе 1 41
Глава 2. Разработка метода расчета рабочих процессов в разветвленных ПС 44
2.1. Постановка задачи 44
2.2. Разработка метода расчета разветвленных ПС 47
2.2.1 Дискретизация расчетной области 47
2.2.2. Построение дискретного аналога уравнения движения 49
2.2.3. Построение дискретного аналога уравнения неразрывности 58
2.2.3. Построение дискретного аналога уравнения энергии 60
2.3. Разработка алгоритма численного решения 64
2.4. Разработка программной реализации метода 65
2.4. Выводы по главе 2 68
Глава 3. Примеры применения метода расчета рабочих процессов в разветвленных ПС 69
3.1. Примеры расчетов изотермических пневматических систем 69
3.1.1. Расчет разветвленной системы с постоянными коэффициентами сопротивления 69
3.1.2. Расчет разветвленной системы с нелинейными коэффициентами сопротивления (уравнение Дарси-Вейсбаха) 73
3.1.3. Расчет разветвленной системы с нелинейными коэффициентами сопротивления (уравнение Хазена-Вильямса) 76
3.2. Тестирование разработанного метода расчета для решения задач большой размерности 80
3.2.1. Создание искусственных тестовых задач 80
3.2.2. Решение задач размерностью 104 связей 82
3.2.3. Решение задач размерностью 106 связей 85
3.2.4. Сравнение со стандартным ПО для расчета разветвленных систем 87
3.3. Расчет пневматических систем 93
3.3.1. Течение идеального газа в сужающемся канале 93
3.3.2 Течение газа в одноконтурной системе каналов 96
3.3.3. Течение газа в разветвленной системе каналов 99
3.4. Выводы по главе 3 101
Глава 4. Экспериментальное исследование рабочих процессов в ПС и сравнение с результатами численного исследования 102
4.1. Описание экспериментального стенда 102
4.2. Методика проведения экспериментальных исследований 112
4.3. Определение погрешности результатов экспериментальных исследований 113
4.4. Обработка результатов эксперимента 115
4.4.1. Экспериментальное исследование характеристик рабочего участка .. 116
4.4.2. Исследование режимов работы экспериментального стенда 121
4.5. Проведение расчетных исследований пневматической системы экспериментального стенда 123
4.5.1. Разработка расчетной схемы пневматической системы экспериментального стенда 123
4.5.2 Кросс-верификация метода расчета с помощью CFD 125
4.5.3. Сравнение результатов численного расчета и натурного эксперимента 127
4.6. Выводы по главе 4 128
Основные результаты и выводы 130
Литература 132
