Виділення теплоти має місце у всіх гідравлічних пристроях та трубопроводах. Теплота виділяється при стисненні рідини, при терті в об‘ємі рідини, а також на поверхні твердих тіл, що обтікаються рідиною. Теплота також виділяється в процесі механічного тертя контактуючих деталей, в тому числі в вузлах герметизації рухомих з‘єднань, а також у механічних з‘єднаннях і підшипниках. Інтенсивне тепловиділення має місце при роботі елементів гідропривода в кавітаційних режимах. Виділення теплоти має місце при роботі деяких допоміжних пристроїв гідропривода, наприклад гідроакумулятори, електростатичні або електромагнітні елементи і т. ін.
Основна кількість теплоти виділяється в рідину в окремих гідроагрегатах, таких як клапани, гдродроселі, гідронасоси тощо.
Втрачена
потужність перетворюється в тепло при цьому кількість тепла (кДж), що виділяється в гідроприводі
, (5.6)
де - потужність, що витрачається насосом
(кВт);
- потужність, що витрачається на рух
робочих органів (кВт);
- тиск, (МПа) і подача насоса (л/хв);
- тиск і витрата гідро двигуна;
- відносний час роботи привода під
навантаженням.
, де
- час роботи під навантаженням;
- час циклу роботи гідропривода.
Так як тиск і
витрати в гідросистемі змінюються від такту до такту, то споживана насосом
потужність , ефективна потужність на виході двигуна
і кількість теплоти
, що виділяється за 1 годину роботи,
визначимо як алгебраїчну суму кількості теплоти
для
кожного такту
.
З урахуванням (5.6)
.
(5.7)
Якщо в
гідросистемі використовується гідроакумулятор, то в тактах, у яких він
розряджається, значення
буде негативним, тому що ефективна
потужність на виході гідро двигуна буде більша потужності споживаної насосом,
за рахунок підводу енергії від акумулятора.
В сталому режимі
роботи все тепло , що виділяється в гідросистемі
розсіюється в навколишнє середовище.
При урахуванні
теплопередачі тільки через стінки гідробака
,
(5.8)
де - коефіцієнт теплопередачі від бака до
навколишнього середовища (при відсутності циркуляції повітря,
;
- розрахункова площа поверхні гідробака,
;
- перевищення температури масла
над температурою повітря
.
Таким чином
.
(5.9)
Розрахункова
площа поверхні бака
, (5.10)
де - об‘єм масла в баці,
(або в літрах).
Знаючи кількість тепла що виділяється можна визначити:
1. температуру нагріву при відомих розмірах гідробака;
2. по допустимій температурі необхідну площу поверхні гідробака і об‘єм масла;
3. по допустимій температурі відомій площі поверхні гідробака оцінити необхідні умови тепловідведення і визначити поверхню теплообмінного апарату.
Приклад розрахунку
Розглянемо
тепловий розрахунок ГП з НУ яка має бак 100 л, насос Г12-32, працює в номінальному режимі 20% , а останній час вимикається, при
цьому механічна потужність що витрачається на рух робочого органу 1.6 кВт.
Номінальна потужність насоса
.
1. Знаходимо кількість тепла за 1 год. роботи, (3.17)
.
2. Розрахункова площа бака, (3.20)
3. Перевищення сталої температури масла в баку над температурою навколишнього середовища, (3.19)
.
При проектуванні
гідросистем необхідно намагатись досягти якомога більшого ККД в цілях
скорочення втрат потужності в гідроприводі та знизити нагрів масла. Звичайна
температура , а в деяких гідроприводах -
. Підтримання необхідного теплового режиму
гідропривода (значні втрати при дроселюванні) досить складна технічна проблема,
яка вимагає збільшення гідробака та допоміжного штучного охолодження. Найбільш
реальний шлях для зменшення енергії – зменшення втрат потужності.
Розглянемо приклад. Гідропривід з нерегульованим насосом забезпечує цикл: швидкий підвід (ШП), робочу подачу (РП), швидкий відвід (ШВ).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.