2018-02-14
1045
При расчете гидропривода сельскохозяйственных машин необходимо знать потери давления рабочей жидкости, так как они позволяют установить эффективность гидропривода и определить предел его работоспособности при низких температурах.
Расчет потерь давления нужен также для вычисления КПД гидропривода.
Гидросистема считается оптимально спроектированной, если потери давления не превышают 6% от номинального давления насосов.
Потери давления в гидросистеме, обусловленные трением жидкости о стенки трубопроводов и гидрообрудования, а также внутренним трением жидкости, зависят от длины, диаметра и формы трубопроводов, скорости течения и вязкости рабочей жидкости, разветвленности гидросистемы, режима течения жидкости в трубопроводе.
Потери давления делятся на путевые и местные.
Путевые потери давления определяются по формуле Дарси-Вейсбаха. Рассчитываем их отдельно для напорного и сливного трубопроводов:
ΔРп.н = λ н * ρ* (lн/dн) * (Vн2/2), Па (9)
ΔРп.с = λс * ρ * (lc/dc) * (Vc72), Па (10)
гдеλн. и λс - коэффициенты трения жидкости в напорном и сливном трубопроводах (определяются по формулам (6) и (7)); р - плотность жидкости, кг/м3 (рис.П1 [1]); 1н и 1с - длины напорного и сливного трубопроводов, м; dн и dc - диаметры напорного и сливного трубопроводов, м; Vн и Vc - скорости жидкости в напорном и сливном трубопроводах, м/с.
Определяем сумму потерь давления в двух трубопроводах:
∑ΔРп = ΔРп.н + ΔРп.с, Па (11)
Местные потери давления рассчитывают по формуле Вейсбаха. Определяем их отдельно для напорного и сливного трубопроводов:
ΔРм.н. = ξн * bн * ρ * (V2н/2), Па (12)
ΔРм.с. = ξс * bс * ρ * (V2с/2), Па (13)
где ξн и ξс - коэффициенты местных сопротивлений в напорном и сливном трубопроводах; bн и bс - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние вязкости жидкости на местные потери давления в напорном и сливном трубопроводах (рис. ПЗ [1]); р -плотность жидкости, кг/м3 (рис. П1 [1]); V2н и V2с - скорости жидкости в напорном и сливном трубопроводах, м/с.
Определяем сумму местных потерь давления в двух трубопроводах:
∑ΔРм = ΔРм.н. + ΔРм.с. Па (14)
Находим суммарные (общие) потери давления в двух трубопроводах:
∑ΔP = ∑ΔРп + ∑ΔРм Па (15)
Потери давления в напорном и сливном трубопроводах определяем в диапазоне температур t = 0°С - +80°С с интервалом 20°С при работе гидропривода на зимнем и летнем масле. Все полученные результаты заносим в таблицу 4, на основании которой строим графики в координатах ∑ΔP - t.
Расчетные значения потерь давления в напорной и сливной гидролиниях.
Таблица 4
| Параметры | Температура рабочей жидкости, *С | |||
| 20 | 40 | 60 | 80 | |
| Вязкость ν, м2/с | 0,00075 | 0,000155 | 0,000057 | 0,000024 |
| Плотность ρ, кг/м3 | 900 | 885 | 871 | 857 |
| Коэф. трения λн | 0,3531977 | 0,072994 | 0,042864 | 0,03452867 |
| Коэф. трения λс | 0,5494186 | 0,113547 | 0,041756 | 0,03856126 |
| Поправочный коэф. bн | 2,70 | 1,30 | 1,00 | 1,00 |
| Поправочный коэф. bс | 3,40 | 1,50 | 1,40 | 1,00 |
| Потери давления ΣΔРп, Па | 851416,75 | 173026,80 | 96759,99 | 77320,54 |
| Местные потери давления ΣΔРм, Па | 483491,94 | 218231,88 | 184096,82 | 150948,12 |
| Суммарные потери ΣΔР, Па | 1334908,69 | 391258,69 | 280856,81 | 228268,66 |
Затем проводим параллельно оси абсцисс две линии на расстоянии от начала координат на 12% и 20% от номинального давления в гидроприводе Рном, которое задано в исходных данных к расчетной работе (табл. П1 [1]).
По точкам пересечения этих параллельных линий с графиками потерь давления находим граничные значения минимальной оптимальной температуры tmin и допустимой температуры tдоп эксплуатации гидропривода данной сельскохозяйственной машины для выбранной рабочей жидкости.
Рис. 5. Зависимость суммарных потерь давления от температуры – ΣΔР = f(t).
