Методические указания по гидравлическому расчету

магистралей привода

Задачка расчета состоит в определении поперечников гидролиний и утрат, возникающих в их при движении воды. Расчет делается по участкам, на которые разбивают гидравлическую (пневматическую) систему, при всем этом под участком понимается часть трубопровода меж разветвлениями, пропускающая однообразный расход и имеющая однообразный внутренний поперечник. Участок может включать линейные сопротивления (участки трубы Методические указания по гидравлическому расчету) и разные местные сопротивления (повороты, сужения, расширения, гидроаппараты и т.п.).

1.Расчет поперечников гидролиний

Внутренний поперечник гидролиний определяется:

, (1)

где Q – расход воды на рассматриваемом участке гидролинии;

Vmax – допустимая средняя скорость воды.

Значения допустимых средних скоростей выбираются по табл. 1.

Таблица 1

Значения допустимых средних скоростей течения

воды в гидролиниях

Предназначение гидролинии Vmax, м Методические указания по гидравлическому расчету/с менее
Поглощающая 1,2
Сливная
Нагнетательная при давлениях, МПа
до 2,5
до 5,0
до10,0
выше 15,0 8 - 10

С учетом величины давления воды в трубопроводе по приобретенным значениям D избираем внутренний поперечник трубы d в согласовании с ГОСТ по внешнему поперечнику и толщине стены. Рекомендуемые толщины стен труб для поглощающих и сливных магистралей – 1,0 мм, напорных Методические указания по гидравлическому расчету – 1,0÷3,0 мм.

По принятым поперечникам определяются настоящие скорости на участках гидролиний:

.

Значения расходов, поперечников и скоростей, являющихся начальными данными для расчета гидравлических утрат, заносятся в табл.2.

Таблица 2

Начальные данные для расчета гидравлических утрат

Номеруча-стка Наз-начение Скорость, м/с Расх. Q,л/ мин. Внутр. поперечник , мм Длина участ-ка l Методические указания по гидравлическому расчету,м
Допустимая Vmax Расчет-ная V расчет-ный, D принят. по ГОСТ, d

Толщина стены нагнетательной гидролинии проверяется по формуле:

, (2)

где -коэффициент припаса; - давление на данном участке трубы, принять:

для поглощающей гидролинии , для сливной гидролинии , для нагнетательной гидролинии принять давление на входе в гидроцилиндр либо в гидромотор Методические указания по гидравлическому расчету либо ;

d - стандартное значение внутреннего поперечника гидролиний (см.табл.2);

[ ] - допускаемые напряжения на разрыв материала гидролиний. Принять с учетом коэффициента припаса, для железных труб [ ] = 50 МПа, для труб из цветных металлов [ ] = 25 МПа.

Если расчетное значение толщины меньше избранного, то трубопровод избран верно.

2. Расчет гидравлических утрат давления в гидролиниях

Гидравлические утраты давления в гидролиниях Методические указания по гидравлическому расчету складываются из суммы утрат в линейных сопротивлениях (на прямых участках гидролиний) и утрат в местных сопротивлениях .

2.1.Утраты давления в линейном сопротивлении:

, (3)

где - удельный вес рабочей воды;

- коэффициент гидравлического трения;

d и l - поперечник и длина участка гидролинии;

V - средняя скорость воды на участке гидролинии.

Для вычисления коэффициента гидравлического сопротивления нужно найти Методические указания по гидравлическому расчету режим движения воды по числу Рейнольдса

, (4)

где - коэффициент кинематической вязкости рабочей воды.

Если , то режим движения рабочей воды на данном участке гидролинии - ламинарный и

. (5)

Если , то режим движения рабочей воды на данном участке -турбулентный и для гидравлически гладких труб определяется по формуле Блазиуса

. (6)

Критичное значение числа Рейнольдса для гидролиний Методические указания по гидравлическому расчету круглого поперечного сечения принять 2320. Результаты расчета внести в табл.3.

Таблица 3

Результаты расчета утрат давления в линейных сопротивлениях

Номер участка Длина гидролинии l , м Внутренний поперечник d , мм Расход воды Q, л/мин Средняя скорость V , м/с Число Рейнольдса Коэфф. гидравлич. трения Утраты давл. , Па

2.2.Утраты давления в местном сопротивлении Методические указания по гидравлическому расчету:

, (7)

где - коэффициент данного местного сопротивления ( см. Приложение В ).

Результаты расчета внести в табл.4.

Таблица 4

Результаты расчета утрат давления в местных сопротивлениях

Номеруча-стка Вид сопротивления Кол-во Коэфф.местн.сопро-тивл., Утраты давления , МПа Сумма утрат давл. в МПа

2.3.Дальше определяются общие утраты давления в гидроприводе. Если участки гидролиний соединены Методические указания по гидравлическому расчету поочередно, то общая утрата давления в гидроприводе представляет собой сумму утрат давления в линейных и местных сопротивлениях на всех участках:

. (8)

Утраты во всех гидролиниях, соединенных параллельно, рассчитываются раздельно для каждой из их и при определении рабочего давления насоса учитываются самые большие из этих утрат. К примеру, при расчете утрат в гидросистеме, изображенной Методические указания по гидравлическому расчету на рис.1, суммарные утраты в гидролиниях гидроцилиндра (участки 2-3-4-7) равны:

, (9)

где цифровые индексы соответствуют номерам участков гидролиний; утрата давления в распределителе соответствует местным сопротивлениям с индексами м3 и м4 ; Км-коэффициент мультипликации гидроцилиндра.


.

Набросок 1 - Структурная схема гидропривода

Аналогично определяются суммарные утраты в гидролиниях гидромотора М (участки 2-5-6-7).

2.4.Дальше определяется давление насоса, нужное Методические указания по гидравлическому расчету для обеспечения функционирования гидроцилиндра и гидромотора, при условии их независящей работы.

; , (10)

где давления на входе в гидроцилиндр и в гидромотор приведены в разд. 7, «Исходные данные для расчета».

2.5.Так как гидроцилиндр и гидромотор должны работать совместно, то нужно повысить давление в наименее нагруженной ветки до большего, установив в гидролиниях 4 либо Методические указания по гидравлическому расчету 6 дополнительный дроссель ДР.

Утраты давления в дросселе определяется из выражений:

,если (11)

, если (12)

По приобретенной потере давления и расходу на участке установки дросселя, полагая , что дроссель представляет собой отверстие круглого поперечного сечения, определяется поперечник условного прохода дросселя. Дроссели на участках 4 и 6 не показаны.

3. Построение свойства гидролинии

Чертой гидролинии именуется Методические указания по гидравлическому расчету график зависимости суммарной утраты напора (давления) в гидролинии от расхода, т.е. либо . При ламинарном режиме течения характеристику трубопровода без местных сопротивлений обычно считают линейной и строят в виде прямой по двум точкам (см. рис.2,а). Если в трубопроводе имеются местные сопротивления (к примеру, вентиль либо другие гидроаппараты Методические указания по гидравлическому расчету со значимым сопротивлением), то линейность свойства нарушается. При турбулентном режиме черта гидролинии нелинейна (см. рис. 2,б). При построении свойства гидролинии задаются 5-6 значениями расхода, не превосходящего значения Q и Q (см. разд.7, «Исходные данные для расчета»), и для их определяют утраты напора либо утраты давления .


Набросок 2 - Свойства гидролиний


metodicheskie-ukazaniya-po-organizacii-i-vipolneniyu-vipusknoj-kvalifikacionnoj-raboti-studentov-vseh-form-obucheniya-specialnosti-190702-organizaciya-i-bezopasnost-dvizheniya-avtomobilnij-transport-tyumen.html
metodicheskie-ukazaniya-po-organizacii-samostoyatelnoj-raboti-obuchayushihsya.html
metodicheskie-ukazaniya-po-organizacii-srs-i-srsp-po-discipline-grazhdanskoe-pravo-osobennaya-chast-dlya-specialnosti-050301-yurisprudenciya.html