Потери давления в линейном сопротивлении

Введение

 

Под гидроприводом понимают совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением.

Гидроприводы обладают следующим рядом преимуществ:

• Высокий КПД

• Возможность получения больших сил и мощностей.

• Высокое быстродействие

• Широкий диапазон регулирования

• Обширная номенклатура

В данной работе был произведен расчет магистралей гидропривода.

 

Исходные данные

II вариант

N= 94

q₁= (320-3 94)×10^(-5)=0.00038 м³/с;

q₂= (4+0.4 94)×10^(-4)=0.00416 м³/с;

l₁= 0.2м + 0.01 94=1.14м;

l₂= 2.м + 0.01×94=2.94м;

l₃= 2.5м + 0.01×94=3.44м;

l₄= 3м + 0.01×94=3.94м;

l₅= 3.5м + 0.01×94=4.44м;

l₆= 4м + 0.01×94=4.94м;

l₇= 5м + 0.01×94=5.94м;

К_м=1 + 0.01×94=1.94;

Р_ц=13МПа - 94×10^5=3.6МПа;

Р_гм=5.7МПа + 94×10^5=15.1МПа;

 

Б – Бак, Н – Насос, Р1 – Распределитель 1, Р2 – Распределитель 2, Ц – гидроцилиндр, М – Гидромотор, Ф – Фильтр.

Расчет диаметров гидролиний

 

Внутренний диаметр:

,

где Q-расход жидкости, Vm –допустимая средняя скорость.

Таблица 1.

Значение допустимых средних скоростей течения жидкости в гидролиниях

 

Назначение гидролинии	Vm, м/c не более
Всасывающая	1.2
Сливная
Нагнетательная при давлениях, МПа:
до 2.5
до 5.0
до 10.0
свыше 15.0	8-10

 

Расход на участках:

;

;

;

;

;

;

.

Участок 1

,

= 0.0694 м;

Участок 2

,

= 0.0268 м;

Участок 3

,

= 0.0077 м;

Участок 4

,

= 0.0216 м;

Участок 5

,

= 0.0257 м;

Участок 6

,

D = 2 = 0.0514 м;

Участок 7

,

= 0.0558 м.

Округлим диаметры по ГОСТ:

мм, мм, мм, мм,

мм, мм, мм.

По принятым диаметрам определяем истинные скорости на участках гидролиний:

= 1.14 м/с;

= 7.93 м/с;

= 7.56 м/с;

= 1.94 м/с;

= 7.83 м/с;

= 1.95 м/с;

= 1.85 м/с.

Таблица 2.

Исходные данные для расчета гидравлических потерь

№ Участка	Назначение	Допустимая скорость Vm, м/с	Расчетная скорость V, м/с	Расход Q, л/мин	Расчетный диаметр D, мм	Диаметр принятый по ГОСТ	Длина участка l, м
	Всасывающая	1.2	1.14	272.4	69.4		1.14
	Нагнетательная		7.93	272.4	26.8		2.94
	Нагнетательная		7.56	22.8	7.7		3.44
	Сливная		1.94	44.232	21.6		3.94
	Нагнетательная		7.83	249.6	25.7		4.44
	Сливная		1.95	249.6	51.4		4.94
	Сливная		1.85	293.82	55.8		5.94

 

Толщина стенки нагнетательной гидролинии проверим по формуле:

 

где k=2 – коэффициент запаса; p – давление на данном участке трубы; d – значение внутреннего диаметра гидролинии; [σ]=50МПа – допускаемое напряжения на разрыв материала гидролиний.

 

δ₁ = =0.71 10^-5м;

δ₂ = = 81.54 10^-4м;

δ₃ = = 24.16 10^-4м;

δ₄ = = 2.2 10^-4м;

δ₅ = = 78.52 10^-4м;

δ₆ = = 5.2 10^-4м;

δ₇ = = 5.8 10^-4м.

 

Расчет гидравлических потерь давления в гидролиниях

 

Гидравлические потери давления в гидролиниях складываются из суммы потерь в линейных сопротивлениях и потерь в местных сопротивлениях.

 

Потери давления в линейном сопротивлении

∆p_l = γ λ .

Для вычисления коэффициента гидравлического сопротивления λ необходимо определить режим движения жидкости по числу Рейнольдса:

Re= ,

где v = 30мм²/c – коэффициент кинематической вязкости рабочей жидкости.

Если Re ≤ Reкр, то режим движения рабочей жидкости на данном участке гидролинии – ламинарный и

λ= ,

если Re > Reкр, то режим движения рабочей жидкости на данном участке – турбулентным и для гидравлически гладких труб определяется по формуле Блазиуса

λ= .

Re₁ = = 2698 – режим движения турбулентный;

Re₂ = = 7137 – режим движения турбулентный;

Re₃ = = 2016 – режим движения ламинарный;

Re₄ = = 1423 – режим движения ламинарный;

Re₅ = = 6786 – режим движения турбулентный;

Re₆ = = 3380 – режим движения турбулентный;

Re₇ = = 3577 – режим движения турбулентный.

Находим коэффициент гидравлического трения:

λ₁ = = 0.043;

λ₂ = = 0.034;

λ₃ = = 0.031;

λ₄ = = 0.044;

λ₅ = = 0.034;

λ₆ = = 0.041;

λ₇ = = 0.04;

Находим потери давления с учетом того, что γ = ρg=8673 Н/м³

∆p_l1 = = 404.94 Па

∆p_l2 = = 102915.124 Па

∆p_l3 = = 344817.512 Па

∆p_l4 = = 13401.913 Па

∆p_l5 = = 161335.847 Па

∆p_l6 = = 6625.316 Па

∆p_l7 = = 6338.722 Па

Таблица 3.