Розрахунок втрат тиску на трасі насос-гідродвигун – бак

При руху реальної (та, що має в'язкість) рідини по трубопроводам гідросистеми відбувається витрата частини енергії потоку. На прямолінійних дільницях трубопроводів постійного перетину енергія витрачається на в'язке тертя частинок рідини між собою і об стінки трубопроводів.

На дільницях, де відбуваються порушення потоку, який встановився на прямолінійній дільниці (згини, зміни перетину, відводи, проточні пристрої та ін. місцеві опори) енергія витрачається також на переміщення частинок та вихроутворення.

Втрати енергії проявляються як втрати напору (тиску) потоку, вони неминучі та їдуть на нагрів трубопроводів і самої рідини. Можна приблизно вважати, що втрати напору на послідовно розміщених опорах складаються арифметично.

Для розрахунків втрат напору між двома будь яким перетинами одного і того ж трубопроводу може бути приведено рівняння Бернуллі для випадку сталого руху потоку:

, (2. 14)

де – коефіцієнт тертя в трубопроводі (коефіцієнт тертя за довжиною);

– довжина дільниці трубопроводу без місцевих опорів, м;

– коефіцієнт місцевого опору.

– поправочний коефіцієнт, приблизно враховуючий залежність величини

втрат на місцевому опорі від числа Рейнольдса при Re <2300, тобто при ламінарному русі [3, Додаток Е];

– внутрішній діаметр трубопроводу, мм;

g – прискорення вільного падіння, м/с²;

– втрати тиску на тертя по довжині трубопроводів;

– втрати тиску на місцевих опорах.

Отже втрати тиску знаходяться за залежностями:

- втрати тиску на тертя:

, (2. 15)

де – коефіцієнт тертя в трубопроводі (коефіцієнт тертя за довжиною);

– довжина дільниці трубопроводу без місцевих опорів, м;

– внутрішній діаметр трубопроводу, мм;

V – швидкість руху рідини в трубопроводі, м/с;

g – прискорення вільного падіння, м/с²;

– питома вага робочої рідини, Н/м³;

- втрати тиску на місцевих опорах:

, (2. 16)

де – поправочний коефіцієнт, який розраховується за графіком [3, Додаток Е];

– коефіцієнт місцевих опорів;

V – швидкість руху рідини в трубопроводі, м/с;

g – прискорення вільного падіння, м/с²;

– питома вага робочої рідини, Н/м³;

Наприклад: Визначити втрати тиску на трасі насос-гідродвигун-бак в відповідності до схеми, наведеної на рис. 1. Розбиваємо трасу на дільниці. В даному прикладі можна розділити трасу на дільниці наступним чином:

Нагнітаюча магістраль:

№ 1 – магістраль 1 -1, м; гідророзподільник Р;

№2 – магістраль 2-2, м; гідроциліндр.

Зливна магістраль:

№3 – магістраль 3-3, м; гідророзподільник Р;

№4 – магістраль 4-4, м; дросель ДР;

№5 – магістраль 5-5, м; фільтр Ф;

№ 6 – магістраль 6-6, м; гідробак.

В магістралі маються місцеві опори:

а) Вихід вільний з відводу, відігнутого під кутом 90° (при
однакових перетинах відводу та основного трубопроводу).

; кількість 1; мм; мм; мм.

б) Поступовий перехід від 10 мм до 5 мм, α=45° конічний дифузор круглого перетину, кількість 1.

в) Раптовий перехід від 10 мм до 5 мм, перехідна кромка гостра
, кількість 1.

г) Коліно з нескругленими кромками, α = 30°, кількість 1.

д) Згини трубопроводу, змійовики, = 20 мм; = 10 мм; α = 15°; кількість 1.

Визначення діаметрів трубопроводів гідросистеми

Нормальна продуктивність насосу визначається за залежністю:

, (2. 17)

де – площа перерізу трубопроводу, м²;

V – швидкість руху рідини, яка знаходиться в наступних межах, м/с:

Всмоктувальні трубопроводи 0,5... 1,5

Зливні трубопроводі 2

Нагнітальні трубопроводі 3...5

Витрата рідини в всмоктувальній лінії виходячи з (2.17) знаходиться як:

, (2. 18)

де , – діаметр і швидкість рідини во всмоктувальному трубопроводі, м/с.

Звідки діаметр всмоктувального трубопроводу:

, (2. 19)

Наприклад: ;

.

Витрата рідини в нагнітаючій лінії знаходиться як:

, (2. 20)

де , – діаметр і швидкість рідини в нагнітаючому трубопроводі, м/с.

Звідки діаметр нагнітаючого трубопроводу:

, (2. 21)

Наприклад: ;

.

Витрата рідини в зливній лінії:

, (2. 22)

де – швидкість рідини в зливному трубопроводі, м/с.

Звідки діаметр зливного трубопроводу:

, (2. 23)

Наприклад:

.

Визначення числа Рейнольдса

Розрізняють два види руху рідини в трубопроводах: ламінарний та турбулентний, причому перехід від ламінарного до турбулентного режиму наступає при визначених умовах, які характеризуються числом Рейнольдса.

Моменту переходу ламінарного режиму в турбулентний і навпаки при даних умовах визначені критичні значення. Для ламінарного руху рідини в гідравлічних гладких металевих трубах круглого перетину це значення і для турбулентного .

Для гідросистем, в яких втрата рідини залежить від втрати тиску, слід уникати чисел Рейнольдса через нестійкість в цьому інтервалі руху і можливості появи в системі коливальних процесів.

Визначимо режим руху масла, тобто число Рейнольдса за формулою:

, (2. 24)

де – витрата робочої рідини, л/хв.;

– коефіцієнт кінематичної в’язкості, сСт;

– діаметр нагнітаючого трубопроводу, м.

Наприклад: Визначення числа Рейнольдса для трубопроводу діаметром з витратою рідини для рідини з коефіцієнтом кінематичної в’язкості сСт.

.

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: