( ) (2.13) Phương trình lưu lượng khi xả:
2.3.1Phƣơng trình lƣu lƣợng khí nén khi đi qua một đoạn ống dẫn.
Dòng khí nén khi đi qua một đoạn ống đều bị tổn hao một lượng áp suất nhất định do lực ma sát giữa khí nén và thành ống, do đó khi ngiên cứu động lực học dòng khí nén đi qua một đoạn ống dẫn ta có thể quy đổi tổn hao đó về một dạng tổn hao tập trung (còn gọi là tiết lưu) và được đặc trưng bởi hệ số lưu lượng .
45
Hình 2.6: Mô hình một đoạn ống dẫn.
Vậy, phương trình lưu lượng khí nén khi đi qua một đoạn ống dẫn chính là phương trình lưu lượng khí nén khi đi qua tiết lưu.
Theo công thức 2.3 ta có: ̇ (
) ( )
Hay: ̇ ( ) (2.15) - : Áp suất khí nén tại đầu vào của tiết lưu (đơn vị Pa).
- : Áp suất khí nén tại đầu ra của tiết lưu (đơn vị Pa).
Trong dẫn động phanh khí nén có rất nhiều đoạn ống dẫn có kích thước khác nhau, tuy nhiên để thuận tiện cho việc tính toán ta có thể mô hình hóa các đoạn ống đó thành các tiết lưu D, đại lượng đặc trưng cho tiết lưu D đó là hệ số lưu lượng và tiết diện đường ống .
Hệ số lưu lượng là một hệ số được xác định bằng thực nghiệm, bằng rất nhiều lần thí nghiệm (194 lần) ứng với các thông số khác nhau (thể tích của bình chứa từ 0,5.10-3 đến 5,65.10-3 (m3); đường kính trong các ống dẫn từ 6 – 15 mm; chiều dài đường ống từ 0,1 – 20 m; các lỗ tiết lưu thành mỏng có đường kính từ 2 – 10 mm) Giáo sư Metluyk đã đưa ra đồ thị sự phụ thuộc của hệ số lưu lượng vào chiều dài và tiết diện đường ống như sau:
µf
46
Hình 2.7: Đồ thị hệ số lưu lượng ứng với đường kính trong của đường ống. a -6 mm; b – 8 mm; c – 10 mm; d – 12 mm
Trong đồ thị hình 2.7, hệ số lưu lượng đã tính đến thể tích bên trong của đoạn ống, vì vậy khi mô hình hóa một đoạn ống dẫn, ta không tính đến thể tích bên trong đoạn ống ấy nữa.