Контрольную поверхность

Информационной машиной называется машина для получения и преобразования информации. Информационные машины подразделяются на контрольно-управляющие и математические машины.

Развитые системы машин являются комплексом машин различных классов. Так, например, современные роторные и другие автоматические линии являются комплексом, в который входят энергетические машины в виде электроприводов, транспортные машины для перемещения обрабатываемого объекта в виде роторов или транспортеров, технологические машины, изменяющие форму, состав или структуру обрабатываемого объекта, контрольно-управляющие машины, контролирующие качество и размеры получаемых изделий и регулирующие режим движения двигателей и рабочих органов, и, наконец, логические машины, производящие подсчет количества выпускаемой продукции. В некоторых развитых машинных устройствах функции контроля и управления, а также логические функции могут выполняться не специальными

М а ш и н о и называется устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов или информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда человека. Различают машины-двигатели, рабочие машины и информационные (контрольно-управляющие и математические). Двигатель и соединенную с ним рабочую машину называют машинным агрегатом. Иногда в состав машинного агрегата входят передаточные механизмы (редукторы, вариаторы и пр.) и контрольно-управляющие устройства.

5. Контрольно-управляющие машины, осуществляющие контроль и автоматическую корректировку технологического процесса.

Контрольно-управляющие машины, применяемые для контроля, регулирования и управления работой оборудования, обеспечивающего выполнение технологического процесса. Эти машины могут вести технологический процесс в наиболее выгодном режиме или по заданной программе (вычислительные, а также кибернетические машины, которые способны заменять некоторые функции человека).

Основными типами машин являются рабочие (технологические, транспортные) и энергетические машины. Появились также машины контрольно-управляющие, логические и кибернетические.

Контрольно-управляющие машины используются для автоматизации производства и управления быстро протекающими и непрерывно контролируемыми процессами.

Информационной машиной называется машина для получения и преобразования информации. Информационные машины подразделяются на контрольно-управляющие и математические машины.

Развитые системы машин являются комплексом машин различных классов. Так, например, современные роторные и другие автоматические линии являются комплексом, в который входят энергетические машины в виде электроприводов, транспортные машины для перемещения обрабатываемого объекта в виде роторов или транспортеров, технологические машины, изменяющие форму, состав или структуру обрабатываемого объекта, контрольно-управляющие машины, контролирующие качество и размеры получаемых изделий и регулирующие режим движения двигателей и рабочих органов, и, наконец, логические машины, производящие подсчет количества выпускаемой продукции. В некоторых развитых машинных устройствах функции контроля и управления, а также логические функции могут выполняться не специальными

В настоящем разделе рассмотрены теоретические основы расчета и конструирования типовых деталей и узлов машин, т. е. таких деталей и узлов, которые встречаются в различных машинах вне зависимости от их назначения и конструкции. Под машиной принято понимать устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда человека. По функциональному назначению машины можно разделить на следующие группы: 1) энергетические машины, предназначенные для преобразования энергии (электродвигатели, гидравлические двигатели, двигатели внутреннего сгорания); 2) рабочие машины, которые, в свою очередь, делятся на транспортные (автомобили, лифты, конвейеры, грузоподъемные машины) и технологические (металлообрабатывающие станки, сельскохозяйственные машины, дробилки и т.п.); 3) информационные машины, к которым относятся контрольно-управляющие и математические машины. Совокупность нескольких взаимно действующих машин, связанных конструктивно, называют машинным агрегатом. В классическом исполнении машинный агрегат состоит из трех устройств: двигательного, передаточного и рабочего.

Качественно изменилось и само понятие машины. Еще 15—20 лет назад мы определяли машину, как устройство, создаваемое человеком для замены и облегчения его физического труда. Этому определению соответствовало разделение всех машин на три основных класса: энергетические, транспортные и технологические машины. В настоящее время машины могут заменять не только физический труд человека, но и его умственный труд, а в некоторых случаях — и его физиологические функции. Появились новые классы машин: контрольно-управляющие, логические и кибернетические машины. Эти машины выполняют различные логические операции, заменяют органы человека, управляют по соответствующей программе производственными, экономическими, плановыми процессами. Таким образом, в современном обобщенном виде понятие «машина» может быть сформулировано следующим образом: устройство, создаваемое человеком для использования законов

ры процессов, показанные на рис. 0.2, относятся к трансформаторам тепла этого класса. Рабочее тело не переходит контрольную поверхность системы, не поступает в нее и не выходит за пределы. Таким образом, обмен энергией через границы системы может происходить только в двух формах — тепла Q и работы L. Уравнение энергетического баланса такого трансформатора тепла в общем случае будет иметь вид:

Суммарные значения потоков энергии в форме тепла и работы /, которыми машина обменивается через контрольную поверхность, равны изменению энтальпии рабочего тела I, кинетической с2/2 я потенциальной gh энергии.

Пусть в некоторый момент времени т+е?т скорость в фиксированной точке (малой области) турбулентного потока имеет компоненты wx и wv (рис. 4-10). Температура жидкости в этой" точке равна t. Условную контрольную поверхность АА расположим близко к рассматриваемой точке и параллельно плоскости xz. За dr через единицу поверхности АА проходит масса pwvdt, кг/м2. При этом, в частности, в направлении оси О у переносится количество движения относительно оси Ох, равное pWyWxdt и соответственно энтальпия pwyidr^pcpwytdi; (пола-г.аем, что р и ср постоянны). ;

Вместе с массой вещества переносится энтальпия /У», где г,- — удельная энтальпия г-ro компонента, Дж/кг. В общем случае через неподвижную контрольную поверхность, выделенную в смеси, переносится энтальпия 2/,-iV Даже сквозь площадку, помещенную в смеси таким образом, что через нее нет результирующего потока массы, может иметь место результирующий поток энтальпии.

Индивидуальную производную в левой части уравнения можно представить как сумму локальной и конвективной производных, причем конвективное изменение интеграла может быть определено по Эйлеру [6] переносом величины Qcur сквозь контрольную поверхность ст.

преобразование скорости в давление. Область спиральной камеры ограничена её стенками и контрольной цилиндрической поверхностью радиуса /?8, охватывающей лопастное колесо на некотором расстоянии, достаточном практически для выравнивания пульсации скоростей, вызываемых конечным числом лопаток в колесе. Обычно /?3=(1,03-5-1,05) га. Жидкость поступает в спиральную камеру из лопастного колеса через контрольную поверхность /?3 симметрично по всей окружности. Расход жидкости через сечения спиральной камеры растёт пропорционально центральному углу
Системой называется одно тело или совокупность тел, между которыми возможен обмен веществом и энергией. Системы могут быть однородными и неоднородными, простыми и сложными. При анализе протекающих явлений выделенная система мысленно окружается контрольной поверхностью и масса системы принимается постоянной (релятивистские соображения при этом не учитываются). В общем случае эту контрольную поверхность нужно понимать как тонкую оболочку, способную передавать системе механические и тепловые воздействия окружающей среды. В ряде случаев окружающая среда может рассматриваться как составная часть системы.

Схема включает компрессор, детандер, дроссель, насос жидкого газа, теплообменники. Изменение энтальпии рабочего тела (агента) при прохождении через контрольную поверхность (контур а), внутри которой это

1 Циркулирующее внутри рабочее тело (например, вода) не учитывается, так как оно не проходит через контрольную поверхность.

использован механический — тяжелый маховик. Его нужно предварительно раскрутить, чтобы двигатель заработал. Конечный результат, естественно, будет тем же: израсходовав энергию маховика на трение и электрические потери, двигатель остановится. Если составить энергетический баланс такой машины, он будет иметь очень простой вид: Q=W". Полезная энергия W" отводится, но внутрь через контрольную поверхность ничего не поступает: W' = 0. Первый закон термодинамики не соблюдается. Если учесть трение и электрические потери, отводимые в виде теплоты Q", то уравнение примет вид 0= — Q"-\-W". Чтобы это равенство соблюдалось, W" должно быть отрицательным. Другими словами, чтобы этот «двигатель» работал, его нужно крутить извне!

На рис. 4.3 представлена схема материального (потоки вещества) и энергетического балансов растения, основанных на законах сохранения массы и энергии. Чтобы составить такие балансы, окружим растение так называемой замкнутой контрольной поверхностью (штриховая линия), чтобы учесть все входящие и выходящие потоки. Если хотя бы один из них ускользнет от учета (или, наоборот, будет учтен тот, который через контрольную поверхность не проходит), баланс станет неверным. Тогда никаких мало-мальски стоящих выводов из него делать нельзя. Мы постараемся не допустить такой ошибки.