НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В МАСЛЯНЫХ И МАЛОМАСЛЯНЫХ ДУГОГАСИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВАХ

При резких деформациях жидкости в дугогасительных устройствах следует учитывать инерционность жидкости.

Если рассматривать жидкость между сечениями 1–1, 2–2 (см. рис. П.8.1), то для того, чтобы сдвинуть ее, необходимо преодолеть инерционность столба жидкости. Согласно второму закону Ньютона, проецируя силы давления на касательную к линии тока (влиянием веса жидкости пренебрегаем), получим

. (П8.1)

Так как скорость и , то уравнение (П.8.1) можно записать в следующем виде:

. (П.8.2)

Рис. П.8.1. Течение жидкости в канале

Умножая на dx и интегрируя уравнение (П8.2) вдоль потока среды на участке 1-2, получим

, (П8.3)

окончательно

. (П8.4)

Реакция жидкости при импульсном повышении давления за время Т до . Примем линейное увеличение давления по закону .

Перепишем уравнение (П.8.4) с учетом гидравлических потерь на участке 1-2 в виде

.

В первом приближении примем , , тогда

. (П.8.5)

В качестве нормированных переменных примем

, , , , ,

отсюда

(П.8.6)

и окончательно имеем

, (П.8.7)

где - число Струхаля.

Реакция жидкости при импульсном снижении давления за время Т₁.

Рассмотрим линейное уменьшение давления по закону

.

Тогда уравнение (П8.5) перепишем в виде

,

отсюда имеем

, (П.8.8)

где — число Струхаля.

Рис. П.8.2. Нормированная скорость жидкости при разных числах Струхаля от нормированного времени

На рис. П.8.2 приведены зависимости y(τ)= , характеризующие инерционность жидкости при резких изменениях параметров (при возрастании давления): для чисел Струхаля St от 0,0 до 1. Кривая 1 — St = 0, кривые 2, 3, 4, 5 соответствуют St = 10^-3, 10^-2, 10^-1, 1,0; для случая резкого уменьшения давления имеем кривые 6, 7, 8, 9, 10, которые соответствуют St = 0, 10^-3, 10^-2, 10^-1, 1,0, когда коэффициент сопротивления x = 1. Следовательно, при разработке быстродействующих гидросистем управления ВВ и при совершенствовании дугогасительных устройств масляных и маломасляных выключателей следует учитывать инерционность рабочей среды.

Тонконогов Евгений Николаевич

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ АППАРАТЫ

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Часть I

Учебное пособие