Промышленность \ Гидравлические и пневматические машины

Разработка установки для испытаний изделий на прочность, страница 9

Гидравлические потери в гидролиниях слогаются из потерь на гидравлическое трение ∆Р, потерь в местных сопротивлениях ∆Р, потерь в гидроаппаратах ∆Р.

Потери давления на трение:

∆Р = (0,5λℓρυ)/d, где λ - коэффициент трения;

ℓ - длина участка, м;

ρ - плотность рабочей жидкости;

υ - средняя скорость жидкости, м/с;

d - диаметр трубы или шланга, м.

Коэффициент трения зависит от режима течения жидкости и определяется по числу Рейнольдса: R = 10×V×d/n; V,м/с; d, м.

При ламинарном течении жидкости R < 2300

λ = .

При турбулентном течении жидкости R > 2300.Коэффициент λ трения зависит от числа Рейнольдса и от относительной шероховатости стенок канала.

Стальные трубы имеют шероховатость ∆ = 0,03 мм. Трубы из цветных металлов считаются, практически, гладкими. Если ∆ d < 10 , шероховатостью можно пренебречь. Коэффициент трения равен

λ = ;

При R > 10 коэффициент трения, практически, не зависит от числа Рейнольдса R, и можно применять λ = 0,02. Потери давления на трение на всасывающем участке находим исходя из значения числа Рейнольдса :

R = 1,38 × 0,016/900 × 10 = 1104;

λ = 75/1104 = 0,0679; ℓ = 0,33 м.

∆Р = 0,5 × 0,0679 × 900 × 1,38 × 0,33/0,016 = 1200 Па.

Так как параметры нагнетательного и сливного трубопроводов числа Рейнольдса и коэффициента трения одинаковы, примем общую длину трубопровода, равную сумме длин участков: в 1м случае, когда гидроцилиндры совершают рабочее движение; во 2м случае, когда гидроцилиндры совершают обратное движение;

в 1м случае: ℓ = ℓ+ℓ+ℓ+ℓ+ℓ+ℓ+ℓ+ℓ+ℓ+ℓ+ℓ+ℓ

ℓ = ℓ+ℓ+ℓ+ℓ+ℓ+ ℓ+ℓ+ ℓ+ ℓ+ ℓ+ ℓ+ ℓ+ℓ.

Зная длины участков получим суммарную длину трубопроводов для 1 и 2 случаев:

ℓ = 4,34 м; ℓ = 4,08 м.

Потери давления по длине на нагнетательном и сливном участках исходя из значения числа Рейнольдса:

R = V×d/n = = 1770;

λ = = = 0,042;

∆Р = 0,5×0,42×4,34×900×3,54/0,01 = 1.03 мПа

Потери давления по длине на нагнетательном сливном участке во 2 случае, когда гидроцилиндры совершают обратный ход, имеем:

∆Р = 0,5×0,042×4,08×900×3,54/0,01 = 0,97 мПа

Потери на местных сопротивлениях (Па) определим по формуле:

∆Р = 0,5ρ×x×υ, где ρ - плотность жидкости, кг/м;

x - коэффициент местного сопротивления.

Для всасывающей линии имеем четыре колеса и один тройник. Суммарные потери давления на местных сопротивлениях всасывающей линии:

å∆Р = 4×0,5×900×0,15×1,38+ 0,5×900×1,5×1,38 = 1799,65 Па

Коэффициент местных сопротивлений на колене скруглённом x = 0,15; на тройнике разделения потока x = 1,5.

На величину потери давления на местных сопротивлениях на линиях нагнетания - слива при рабочем ходе гидроцилиндов влияют: 15 штуцеров x = 0,15; 6 тройников слияния x = 2; 6 тройников разделения потока x = 1,5; 4 угольника x = 2,5; 2 входа в гидроцилиндры x = 0,8; 2 выхода из гидроцилиндра x = 0,5.

Суммарная величина потерь давления на местных сопротивлениях равны:

å∆Р = 0,5×ρ×υ(15×0,15+13×0,15+6×2+6×1,5+4×2,5+2×0,8+2×0,5) = 0,5×900×3,54×37,8 = 0,213 мПа.

Источники потерь давления на местных сопротивлениях на линиях нагнетания - слива при обратном ходе поршня гидроцилиндров является: 15 штуцеров x = 0,15; 16 колен закруглённых x = 0,15; 6 тройников слияния x = 2; 6 тройников разделения потока x = 1,5; 4 угольника x = 2,5; 2 входа в гидроцилиндры x = 0,8; 2 выхода из гидроцилиндра x = 0,5.

Суммарная величина потерь на местных сопротивлениях равны:

å∆Р = 0,5×900×3,54(15×0,15+16×0,15+6×2+6×1,5+4×2,5+2×0,8+2×0,5) = 0,217 мПа.

Величину потерь давления в гидравлических аппаратах берём из паспортных данных.

При последовательном соединении общие потери давления, взятые по каталогу при максимальном значения расхода, представляют собой сумму потерь давления на всех участках:

∆Р = å∆Р å∆Р å∆Р;