Ремонт секций холодильника. Неисправности сборочной единицы тепловоза, их причины и способы предупреждения, страница 5

    5 КОНСТРУКЦИЯ, РАБОТА И РАСЧЁТ СПЕЦИАЛЬНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Качество очистки внутренних поверхностей трубок секций проверяется на стенде (стенд для проверки чистоты внутреннеё полости по времени протекания воды [1] ). Для этого секция устанавливается на стенд, через неё из напорного бака пропускается вода и по времени протекания воды через секцию (57,6 литра не более чем за 65 секунд [5]) делают вывод о качестве очистки секции.

В верхней части каркаса стенда установлен бак с водомерным стеклом. К днищу бака подведена труба, закрытая вверху клапаном, нагруженным пружиной. Клапан соединён с одним концом рычага, другой конец которого тросом связан с рычагом.

Храповик с собачкой фиксирует рычаг. К нижнему концу трубы приварен сварной коллектор для соединения с испытуемой секцией. Пневмомеханизм плотно прижимает испытуемую секцию к коллектору. Механизм состоит из направляющих штырей, откидного воздушного цилиндра, штока поршня который соединён с упором и краном управления типа В71-22, служащего распределителем воздуха для цилиндра-зажима. Сливная труба отводит излишек воды из бака в корыто, соединённого с канализацией.

Перед испытанием секции, бак заполняют водой выше мерной метки на водомерном стекле. При открытии клапана вода из бака поступает по трубе в испытуемую секцию, время понижения уровня воды в баке от верхней метки до нижней фиксируется секундомером. Секции считаются чистыми, если время понижения уровня воды в баке соответствует норме времени, указанной в правилах ремонта.

Стенд должен быть установлен на фундаменте, корыто не связано со стендом и может транспортироваться отдельно.

Высота напорного бака стенда выбирается с учётом преодоления гидравлического сопротивления исправной секции и самого стенда.

Зная объём воды который пропускается через секцию, и норму времени за которую вода должна пройти через секцию рассчитаем длину напорной трубы.

Для оптимальной работы стенда подберём необходимые размеры напорной трубы и произведём соответствующие расчёты. 

Для этого вначале рассчитаем потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений исправной секции по формуле [8] :

,  м вод. ст. ;                                          (1)

где – потери напора по длине, мм вод.ст ;

      – местные потери напора.

Потери напора по длине находим по формуле

, м вод. ст. ;                                           (2)

где  – коэффициент сопротивления по длине ;

       l  – длина секции, м; l = 1,206 м ;

       d – приведенный диаметр трубки, м ; d = 0,004 м ;

       v – скорость течения воды через трубки, м/с;

       g – ускорение свободного падения, м/с² ; g = 9,8 м/с².

Находим скорость течения воды через трубки

,                                                           (3)

где Q – расход воды через трубки, м³/с;

Расход воды определим по формуле

, м³/с ;                                                      (4)

где V –объём воды проходимый через трубки, м³;

       n – число трубок в секции, шт.;

        t – время прохождения воды через секцию, с.

Тогда

, м³/с;

Тогда подставляя численные значения в формулу (3) имеем

, м/с ;

Далее рассчитываем коэффициент сопротивления по длине

;                                                (5)

где   = 0,006 [8] (для бесшовных стальных труб);

R_e – число Рейнольдса, определяется по формуле

Тогда

,                                                       (6)

где  – кинематический коэффициент вязкости, принимаем  [8];

;

;

 м вод. ст.;

Местные сопротивления :

– на входе в секцию

,                                                     (7)

где  – коэффициент местного сопротивления, принимаем [8] ;

v₂ – скорость течения воды в трубной коробке, м/с.

Определим расход воды по формуле (4)

, м³/с ;

, м/с ;

 м вод. ст. ;

– на входе в трубки

   Принимаем  (при закруглённых кромках), [8]

 м вод. ст. ;

– на выходе из трубок

   Принимаем  из [8]

 м вод. ст ;

– на выходе из секции

   Тогда

 м/с ;

 Принимаем  из [8]

 м вод. ст. ;

Отсюда находим общее сопротивление через секцию

м вод. ст.

Поскольку диаметр трубы приспособления значительно больше диаметра трубок секции, то потери напора на преодоление гидравлического сопротивления в стенде учитывать не будем.

Следовательно для нормальной работы стенда выбираем напорную трубу длиной 1,8м с запасом 0,1м . Эта длина позволяет обеспечить оптимальный расход воды м³/с, а именно при таком расходе за 65секунд через секцию протечёт 57,6 литров воды.