Визначення втрат тиску в гідросистемі

Втрати тиску визначають на всмоктувальній, напірній і

зливній гідролініях. Величина втрат на кожній ділянці визначається за формулою

 

  + ,                     (3.7)

 

де  - втрати на тертя по довжині трубопроводу;

 - втрати в місцевих опорах;

- втрати в гідроапаратах.

 

       Втрати тиску , Па, на тертя по довжині трубопроводу обчислюють за формулою Дарсі-Вейсбаха

 

    ,                              (3.8)

де      - густина рідини, кг/м³;

- гідравлічний коефіцієнт тертя;

 ,d - довжина і діаметр трубопроводу, м;

V_д    - дійсна швидкість течії рідини, м/с.

 

Гідравлічний коефіцієнт тертя (коефіцієнт Дарсі) визначають, виходячи з режиму руху рідини і відносної шорсткості труби , де  - еквівалентна шорсткість (за емпіричними формулами) [1,3].

 

Режим руху рідини визначають за числом Рейнольдса

 

                   ,                                    (3.9)

де    V_д  - дійсна швидкість у всмоктувальному, напірному чи зливному трубопроводі, м/с;

d - діаметр трубопроводу, м;

                - кінематичний коефіцієнт в'язкості, м²/с.

Для виконання гідравлічних розрахунків у курсовій роботі рекомендується взяти при числі  режим ламінарний, а при  -  турбулентний.

Якщо рух ламінарний, гідравлічний коефіцієнт тертя визначають за формулою

 

                  .                        (3.10)

При турбулентному режимі для труб промислового виготовлення з природною шорсткістю для будь-якої області опору можна скористатися формулою Альтшуля

 

    .             (3.11)

 

Місцеві гідравлічні втрати , Па, визначають за формулою Вейсбаха

 

             ,                  (3.12)

де  - коефіцієнт місцевого опору;

V_д - дійсна швидкість у місці перерізу  місцевого опору, м/с;

 - густина рідини, кг/м³.

 

До місцевих опорів стосовно заданого гідропривода відносять: різке розширення потоку (вихід із трубопроводу в гідроциліндр і бак), різке звуження потоку (вхід у трубопровід із гідроциліндра та із бака), плавні повороти гідроліній, штуцерні з’єднання трубопроводів, трійники.

Значення коефіцієнтів місцевих опорів взяти: для плавного повороту ζ_пов= 0,4; для штуцера ζ_шт= 0,6; для різкого звуження ζ_вх = 0,5; для різкого розширення ζ_вих=1,0; для трійника ζ_тр=1,1.

       Втрати тиску в гідроапаратах (розподільнику, дроселі, фільтрі) визначають із формули:

при турбулентному режимі

      ;              (3.13)

при ламінарному режимі

                         ,                  (3.14)

де  - табличне значення втрат тиску на даному опорі при номінальній подачі (наводиться в паспортних даних);

Q_д  - фактична (дійсна) витрата рідини у гідролінії, на якій встановлено гідроапарат;

Q_ном  - номінальна витрата рідини для гідроапарата.

       Втрати тиску в розподільнику визначають для напірної та зливної частини. При цьому приймають рух рідини в каналах турбулентним, а втрати тиску при проходженні рідини в одному напрямку / 2.

       У схемах 3,6,10 дросель є елементом керування (регулювання швидкості руху поршня гідроциліндра), тому втрати тиску в дроселі  при розрахунках загальних втрат тиску в гідросистемі не враховують.

Орієнтовні табличні значення втрат тиску в типових гідроапаратах можна брати в таких межах:

 

                розподільники 0,15 – 0,2  МПа;

                дроселі         0,2       МПа;

                фільтри        0,10 – 0,2  МПа;

                зворотні клапани 0,2       МПа.

 

Сумарні втрати тиску у всмоктувальній, напірній і зливній гідролініях визначають за залежністю

 

 ,        (3.15)

де  - сумарні втрати тиску у всмоктувальній лінії,             Па;

 - сумарні втрати тиску в напірній лінії, Па;

             - сумарні втрати тиску в зливній лінії, Па.

Сумарні втрати тиску не повинні перевищувати 20% тиску, що розвивається насосом.

 

4 ВИБІР ПАРАМЕТРІВ НАСОСА І ГІДРОКЛАПАНА ТИСКУ