பிஸ்டன் இயக்க அமைப்புகள்

4.3 பிஸ்டன் இயக்க அமைப்புகள்

வேக வரைபடத்தின் மேலே உள்ள பகுப்பாய்விலிருந்து, பிஸ்டன் இயக்க அமைப்புகள் குறித்து பின்வரும் முடிவுகளை எடுக்கலாம்.

(1) பிஸ்டன் வேக வரைபடம் இரண்டு முக்கோணங்களைக் கொண்டுள்ளது: சக்தி-தட்டு வேக வரைபடத்திற்கான செங்கோண முக்கோணம் மற்றும் திரும்பு தட்டு வேக வரைபடத்திற்கான பொதுவான (செங்கோணமில்லாத) முக்கோணம்.

(2) சக்தி-தட்டு நீளம் திரும்பு தட்டு நீளத்திற்கு சமமாக இருப்பதால், இரண்டு முக்கோணங்களின் பரப்பளவுகளும் சமமாக இருக்க வேண்டும்.

(3) திரும்பு-தடை நிலை மற்றும் சக்தி-தடை நிலையின் போது வேகம் வேக வரைபடத்தில் ஒரே நேர்கோட்டில் அமைகிறது. இதற்குக் காரணம், பிஸ்டன் வால்வு திரும்பு நகர்வின் போது மாற்றப்பட்ட பின், திரும்பு-தடை நிலை மற்றும் சக்தி-தடை நிலையின் போது வால்வு அதே நிலையில் தான் தங்கியிருக்கிறது மற்றும் பிஸ்டனின் மீது செயல்படும் விசையும் மாறாமல் உள்ளது.

(4) ஹைட்ராலிக் பாறை உடைப்பான் வடிவமைப்பிற்கான முக்கிய கொள்கை: அனைத்து சாத்தியமான வடிவமைப்புகளிலும், பிஸ்டனின் அதிகபட்ச வேகம் v _m (தாக்க ஆற்றல் W _உ ) மற்றும் சுழற்சி நேரம் T (தாக்க அதிர்வெண் f _உ ) ஆகியவை மாறாத மதிப்புகளாக இருக்க வேண்டும், ஏனெனில் இவை வடிவமைப்புப் பணியால் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன மற்றும் மாற்ற முடியாதவை.

(5) இயக்கவியல் அளவுகள்: திரும்பு-நகர்வு முடுக்க தூரம் S _j , திரும்பு-நகர்வு முடுக்க நேரம் T ₂^′, மற்றும் அதிகபட்ச திரும்பு-நகர்வு வேகம் v _mo ஆகியவை அனைத்தும் ஹைட்ராலிக் பாறை உடைப்பானை கட்டுப்படுத்துவதற்கு மிகவும் பயனுள்ளவை, ஏனெனில் இவை அனைத்தும் திரும்பு நகர்வின் போது வால்வு மாற்று புள்ளியில் நேரடியாக அமைந்துள்ளன. ஸ்ட்ரோக்-ஃபீட்பேக் ஹைட்ராலிக் பாறை உடைப்பான்களுக்கு, S _j அது பின்னூட்ட துளை நிலையைத் தீர்மானிப்பதற்கான அடிப்படையாகும், மேலும் ஹைட்ராலிக் ராக் பிரேக்கர் வடிவமைப்பிற்கு மிகவும் பயனுள்ளதாகும். அதேபோல், T ₂^′மற்றும் v _mo இந்த இரண்டு அளவுருக்களையும் தற்போது எந்த ஹைட்ராலிக் ராக் பிரேக்கர் தயாரிப்புகளும் பிரேக்கரைக் கட்டுப்படுத்த பயன்படுத்தவில்லை, ஆனால் இந்த முறை சாத்தியமானது மற்றும் ஆராய்வதற்கு மதிப்புள்ளது.

(6) இயக்கவியல் (கினெமாட்டிக்ஸ்) கண்ணோட்டத்தில் இருந்து அனைத்து சாத்தியமான வடிவமைப்புகளையும் ஒப்பிடுதல் (அதாவது, புள்ளி P மற்றும் புள்ளி F வெவ்வேறு நிலைகளில்), v _m மற்றும் T அனைத்து வடிவமைப்புகளிலும் ஒன்றாகவே இருக்கின்றன. ஒரே வேறுபாடு, T ₁வரை T ₂இல்லாமல் T (P என்பது நான் இல் உள்ளது), மேலும் அதனால் ஏற்படும் வெவ்வேறு அதிகபட்ச திரும்பு-செயல்பாட்டு வேகங்கள் v _mo .

மேலே கூறிய பகுப்பாய்வின் அடிப்படையில், ஒரு வடிவமைப்பை இயக்கவியல் கண்ணோட்டத்தில் பார்த்தால், v _m மற்றும் T இரண்டும் செயல்திறன் அளவுருக்களால் தீர்மானிக்கப்படுவதால், வடிவமைப்பாளருக்கு மிகக் குறைந்த சுதந்திரமே மிஞ்சியுள்ளது. ஒரு வழக்கமான 'வடிவமைப்பு' என்பது சரியான விநியோகத்தை மட்டுமே செய்வதாகும் T ₁மற்றும் T ₂உள்ள T வைத்துக்கொண்டு v _m மற்றும் T நிலையான — இதுவே மேலும் எதுவும் இல்லை. இந்த வழியில், ஹைட்ராலிக் ராக் பிரேக்கர் வடிவமைப்பு மிகவும் எளிமையானதாக மாறுகிறது: பிஸ்டன் இயக்க சுழற்சியை இரண்டாகப் பிரித்துவிடுங்கள் T அப்போது ஒரு செயல்படும் வடிவமைப்பைப் பெற முடியும். ஆனால் இந்தப் பிரிவு விகிதத்தைத் தீர்மானிப்பதில் கணிசமான தொழில்நுட்ப ஆழம் உள்ளது, அதில் மேம்படுத்தல் வடிவமைப்பு பிரச்சினையும் அடங்கும். ஒருமுறை பிரிவு விகிதம் தீர்மானிக்கப்பட்டால், முழு வடிவமைப்பும் முழுமையாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது. எனவே, பவர்-ஸ்ட்ரோக் நேர விகிதம் α என்பது ஒரு செயல்படும் வடிவமைப்பைக் குறிக்கக்கூடிய ஒரே அளவுரு ஆகும், மேலும் அதற்கு பொதுவான பயன்பாடு உள்ளது.

பவர்-ஸ்ட்ரோக் நேர விகிதம் α என்பது பொதுவாக இயக்கவியல் பண்பு கெழு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. ஏனெனில் இயக்கவியல் பண்பு கெழு α அளவில்லாதது (dimensionless) மற்றும் இயக்கவியல் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது, அது ஒரு சிந்தனை வடிவமைப்பு மாறியாக வரையறுக்கப்படுகிறது; அதன் ஒவ்வொரு குறிப்பிட்ட மதிப்பும் ஒரு வடிவமைப்பைக் குறிக்கிறது, மேலும் அது வெளிப்படுத்தும் பண்புகள் அனைத்து அளவுகள் மற்றும் மாதிரிகளிலும் உள்ள ஹைட்ராலிக் ராக் பிரேக்கர்களுக்கு முழுமையாக பொருந்தும்.

மேலே குறிப்பிடப்பட்ட ஆய்வு, அனைத்து இயக்கவியல் அளவுருக்களும் α அதேபோல, இயக்கவியல் அளவுகள், கட்டமைப்பு அளவுகள் முதலியன அனைத்தும் α என்பதன் சொந்த பண்புகள் என்ன, மேலும் அதன் மதிப்புகளின் வரம்பு என்ன? α சித்திரம் 4-1 மற்றும் சமன்பாடு (4.5) இலிருந்து பின்வருவன தெளிவாகக் காணலாம்:

1) போது T ₁= 0, α = 0; இது சித்திரம் 4-1 இல் P புள்ளி E △ENK இன் பரப்பளவு, அதாவது ஸ்ட்ரோக் S = 0; பூஜ்ஜிய-ஸ்ட்ரோக் இயக்கம் ( α = 0) உண்மையில் இருப்பதில்லை — S = 0 என்பதற்கு உடல் ரீதியான அர்த்தம் இல்லை.

2) போது v _mo = v _m , சமன்பாடு (4.6) இலிருந்து, α = 0.5. படம் 4-1 இல் இது புள்ளி P புள்ளி M ஆல் காட்டப்பட்டுள்ளது; K புள்ளி ஓ –E என்பது கோட்டை நேரடியாக இருசமகோணமாகப் பிரிக்கிறது, அதாவது T ₁= ½ T . படம் 4-1 இல் புள்ளி F என்பது புள்ளி ஓ உடன் ஒத்துப்போகிறது, இதனால் T ₂^′= 0, அதாவது, திரும்பு-ஓட்ட முடுக்க நேரம் பூஜ்ஜியம் — இதுவும் சாத்தியமற்றது மற்றும் எந்த இயற்பியல் பொருளும் இல்லை.

3) திரும்பு-ஓட்ட முடுக்க நேரம் திரும்பு-ஓட்ட மெதுவாக்கும் நேரத்திற்கு சமமாக இருக்கும்போது, அதாவது, T ₂^′ = T ₂^″, திரும்பு-ஓட்ட வேக வரைபடம் தெளிவாக ஒரு இருசமபக்க முக்கோணமாகும். இந்த சிறப்பு வடிவ வேக வரைபடத்திற்கான இயக்கவியல் பண்பு கெழுவானது α = 0.4142. படம் 4-1 இலிருந்து, α = 0.4142 என்பதை எளிதாக பெற்றுக்கொள்ளலாம். இந்த முடிவு நைட்ரஜன்-வெடிப்பு ஹைட்ராலிக் பாறை உடைப்பான்களை ஆராயும்போதும் பயன்படுகிறது.

இதிலிருந்து, α இன் வரம்பு 0 முதல் 0.5 வரை என்பது தெளிவாகிறது; மேலும் α = 0 மற்றும் α = 0.5 ஆகிய இரண்டும் எந்த இயற்பியல் பொருளும் இல்லை என்பதால், 0 < α < 0.5 ஆக இருக்க வேண்டும். வெவ்வேறு சிறந்தத்தன்மை நோக்கங்களிலிருந்து பெறப்படும் சிறந்த சுருக்கப்பட்ட வடிவமைப்பு மாறியும் 0 < α _u < 0.5.