Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчёт потерь давления в гидролиниях

Определение потерь давления при движении жидкости в гидролиниях необходимо для более точного расчёта гидродвигателя, а также для определения гидравлического КПД гидропривода. Потери давления определяют отдельно для каждой гидролинии (всасывающей, напорной, сливной) при определённой температуре рабочей жидкости. В соответствии с принципом наложения потерь потери давления в гидролинии определяют по формуле:

∆p = ∆pl + ∆pм, (8)

где ∆p – потери давления в гидролинии, МПа;

Δpl - потери давления по длине гидролинии (путевые), МПа;

Δpм – потери давления в местных сопротивлениях, МПа.

Потери давления по длине гидролинии (путевые) определяются по

формуле:

(9)

где l – длина гидролинии, м (для всасывающей l=lвс, для напорной l=lнап+lисп, для сливной l=lсл+lисп);

ρ – плотность рабочей жидкости, кг/м3.

Для всасывающей гидролинии:

Определяем число Рейнольдса Re по формуле:

(10)

где Vжд – действительная скорость движения жидкости в гидролинии, м/с;

d – внутренний диаметр гидролинии, м;

ν – кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости, м2/с.

Reвс= =2987

Так как полученное число Рейнольдса Re = 2987>2320, то движение жидкости во всасывающей гидролинии турбулентное. Определяем коэффициент путевых потерь λ (коэффициент Дарси) для турбулентного режима по формуле:

λвс = =0,04

где l – длина гидролинии, м (для всасывающей l=lвс, для напорной l=lнап+lисп, для сливной l=lсл+lисп); ρ – плотность рабочей жидкости, кг/м3.

∆p1вс=0,4 ·855·10 = 0,015МПа

Потери давления в местном сопротивлении ∆pм, МПа, определяются по формуле:

(12)

где ξ – коэффициент местного сопротивления (для разъемной муфты ξ=1).

∆pмвс =3·1 ·855·10 = 0,0016МПа

Потери давления в гидролинии ∆p, МПа, определяются по формуле:

∆p=∆pl + ∆pм, (13)

∆pвс =0,015+0,0016=0,0166 МПа

где λ – коэффициент путевых потерь (коэффициент Дарси);

l - длина гидролиний, м;

p – плотность рабочей жидкости, кг/м3.

При подстановке в формулу (9) длины гидролинии следует учитывать,

что для всасывающей гидролинии l = l вс = 2,2м;

напорной гидролинии l = l нап + l исп = 4,5 м;

сливной гидролинии l = l сл + l исп = 4,9м.

Коэффициент путевых потерь зависит от режима движения жидкости,

а) для ламинарного режима λ = 75 / Re, если Re < 2320; (10)

б) для турбулентного режима λ = 0,3164 / Re если Re > 2320 (11)

Число Рейнольдса определяется по формуле

(10)

где Vжд – действительная скорость движения жидкости в гидролинии, м/с;

d – внутренний диаметр гидролинии, м;

ν – кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости, м2/с.

Принимаем ν = 12 мм2/с = 12·10-6 м2/с, т.к. по условию температура

рабочей жидкости 35 – 65 оС.

Определяем число Рейнольдса:

Reсл= =3958

Reнп= =4833

Значит, в нашем случае в трубопроводах присутствует турбулентный

режим. Определяем коэффициент Дарси

λсл = =0,038

λнп = =0,036

Теперь найдём потери давления по длине гидролинии:

Δplсл = 0,038 · 855·10 = 0,013МПа;

Δplнп = 0,036 · 855·10 = 0,0091МПа;

Потери по длине во всех гидролиниях определяем по формуле:

Δpl = Δplвс+ Δplсл+ Δplнп (13)

Δpl = (0,015+0,013+0,0091) =0,0371МПа

Потери давления в местном сопротивлении определяются по формуле:

(12)

где Δрм – потери давления в местном сопротивлении, МПа;

ξ - коэффициент местного сопротивления;

Vжд – действительная скорость движения жидкости в гидролинии, м/с; ρ – плотность рабочей жидкости, кг/м3.

По условию:

Местные сопротивления:

а) присоединительный штуцер – 4 шт.;

б) разъёмная муфта – 3 шт.;

в) колено прямое90º – 4шт.;

г) колено плавное 90º–3шт.

Назначаем значения коэффициентов и распределяем местные сопротивления по всей гидролинии.

ξвс = 3;

ξсл = 3,95;

ξнп = 6,95.

Δpмсл = 3,95· ·855·10 = 0,0061МПа

Δpмнп = 6,95· 855·10 = 0,025МПа

Находим потери во всех местных сопротивлениях по формуле:

Δpм= Δpмвс+Δpмсл+Δpмнп (14)

Δpм= (0,0016+0,0061+0,025) = 0,033МПа.

Общая потеря давления составляет:

Δp = Δpl + Δpм = (0,0371+0,033) = 0,0701МПа.

Расчёт гидроцилиндров

Поршневые гидроцилиндры двустороннего действия с односторонним штоком являются самыми распространёнными гидродвигателями поступательного движения выходного звена. Основными параметрами гидроцилиндров являются: усилии на штоке F, скорость штока V, диаметр поршня D, диаметр штока d, и ход штока L. Усилие на штоке, скорость штока и ход штока заданы, а диаметры поршня и штока рассчитываются. Для гидроцилиндра со штоковой рабочей полостью диаметр поршня определим из формулы:

D= ·к (14)

где где F – усилие на штоке, Н; р2 – давление в штоковой полости, Па, р2 = рном – Δpн, здесь рном -номинальное давление, Δpн – потери давления в напорной гидролинии;

К = 1,1 ÷ 1,2 – коэффициент потерь.

D= ∙1,1=0,12м