In diesem Kapitel werden stetige pneumatische und hydraulische Baugruppen und Anlagen berechnet, bestehend aus Kompressor, bzw. Ölmotor, Ventilen, Leitungen und der Arbeits-Maschine.
Was Sie im Kapitel 12 lernen:
- Analogien der Hydraulik/Pneumatik zur Mechanik und Elektrik
- Druck und Leistung: der Öl-Motor und Kompressor
- Druck und Temperatur: Gas-Thermometer
- Druck und Schwerkraft: Steige-Leitungen
- Die Gleichung von Bernoulli
- Pneumatischer Widerstand, - Kapazität und -Induktivität
- Pneumatische und hydraulische Zeit-Konstanten
- Pneumatischer Schwingkreis
- Laminare Strömung: Hagen-Poiseuille, laminarer Widerstand
- Turbulente Strömung: Druck-Leitung, Blende und Ventil
- Die Reynolds-Zahl und Widerstands-Zahl
- Ventil-Simulation und Membran-Antrieb
- Düse-Prallplatte, Druck-Teiler und Druck-Folger
- Pneumatischer Operations-Verstärker
- Druck-Regelung und pneumatischer PID-Regler
Warum Sie Kapitel 12 lesen sollten:
- Hydraulische und pneumatische Systeme sind hochgradig nichtlinear. Damit sind sie mit klassischer Mathematik nicht mehr zu berechnen. Hier zeigt sich, was Simulationen zu leisten vermögen.
- Sie erkennen die Unterschiede und Ähnlichkeiten pneumatischer und hydraulischer Systeme zu mechanischen und elektrischen Systemen.
Beispiel Steuerbares Ventil
Kurzbeschreibung
Wie bei der Elektrizität der Zusammenhang zwischen Spannung und
Strom berechnet werden muss, so muss in der Hydraulik/Pneumatik
der Zusammenhang zwischen Druck-Abfällen und dem Volumenstrom
V/t und dem Massenstrom m/t berechnet werden. Allerdings sind hier
die Verhältnisse nichtlinear. D.h., ein Ohmsches Gesetz der Hydraulik/Pneumatik läßt sich nicht formulieren.
Wie die nebenstehende Struktur zeigt, hat die Simulation mit der Berechnung kein Problem. Zur Berechnung der Ventil-Strömung wird, außer der Öffnung, nur ein Ventil-Parameter (k.Vent ~ Baugröße) benötigt, den die
Ventil-Hersteller angeben.
Die Berechnung der Strömungs-Geschwindigkeit aus dem leicht messbaren Druck-Abfall erspart die vergleichsweise aufwändige Messung.
Struktur
Diagramm
Die Strömung durch ein Ventil steigt nur mit der Quadratwurzel des Druck-Abfalls an.
