Гідравлічний розрахунок системи привода

Гідравлічний розрахунок трубопроводів

Розрахунок трубопроводів виконується на ділянках і полягає у визначенні їх діаметрів. Діаметри трубопроводів визначають, виходячи із забезпечення допустимої швидкості течії V_ДОП, , що повинні бути в рекомендованих межах [1, с. 11].

Діаметри трубопроводів визначаємо за формулою

, (3.1)

де Q – витрата рідини на даній ділянці гідромережі, .

Для всмоктувальної гідролінії Q_ВС=Q_Н = 0,00039 .

=0,021 (м) =21 (мм).

Отримані діаметри округлюють до значення за ГОСТом 6540–68. Приймаємо d_вс=20 мм.

Для напірної гідролінії Q_НАП=Q_НОМ =0,00035 .

=0,011 (м)=11 (мм).

Приймаємо =12 мм за ГОСТом 6540–68.

Для зливної гідролінії Q_ЗЛ =0,00092 .

=0,026 (м)=26 (мм)

Приймаємо =25 мм за ГОСТом 6540–68.

Фактична швидкість при робочій подачі в всмоктувальній гідролінії визначається за формулою

. (3.2)

Визначаємо швидкість в всмоктувальній гідролінії

=1,2 .

Фактична швидкість у напірній гідролінії складає

. (3.3)

Визначаємо швидкість у напірній гідролінії

=3,1 .

Фактична швидкість у зливній гідролінії дорівнює

. (3.4)

Визначаємо швидкість у зливній гідролінії

=1,88 .

Визначення втрат тиску в гідросистемі

Втрати тиску визначають на всмоктувальній, напірній та зливній гідролініях. Величина втрат на кожній ділянці визначається за формулою:

, (3.5)

де SDР_ТР – втрати на тертя по довжині трубопроводу, МПа;

SDР_М – втрати в місцевих опорах, МПа;

- втрати гідроапаратах, МПа.

Втрати тиску DР_ТР на тертя по довжині трубопроводу обчислюємо за формулою Дарсі-Вейсбаха

, (3.6)

де l – коефіцієнт гідравлічного тертя по довжині;

r – густина рідини, ;

l, d – довжина і діаметр трубопроводу, м;

V_ф – середня швидкість течії рідини, .

Коефіцієнт гідравлічного тертя (коефіцієнт Дарсі) визначаємо, виходячи з режиму руху рідини і відносної шорсткості труби , де D_Е- еквівалентна шорсткість.

Режими руху рідини визначаємо за числом Рейнольда

, (3.7)

де – кінематичний коефіцієнт в’язкості, .

При числі R_e ≤ R_{e кр}=2320 – режим ламінарний, при R_e >2320 – турбулентний.

Визначаємо втрати напору на тертя на кожній лінії:

1) визначаємо на всмоктувальній лінії

= 2400.

Оскільки – режим руху турбулентний.

2) визначаємо на напірній лінії

=3720.

Оскільки – режим руху турбулентний.

3) визначаємо на зливній лінії

=4700.

Оскільки – режим руху турбулентний.

Для турбулентного руху рідини на ділянці трубопроводу, коефіцієнт гідравлічного тертя визначають за формулою

. (3.8)

1) визначаємо на всмоктувальній лінії

2) визначаємо на напірній лінії

3) визначаємо на зливній лінії

За формулою (3.6) визначаємо витрати на тертя:

1) визначаємо на всмоктувальній лінії

=906 (Па).

2) визначаємо на напірній лінії

=38783 (Па).

3) визначаємо на зливній лінії

= 7740 (Па).

Сумарні втрати тиску на тертя находимо за формулою

SDР_ТР=DР +DР +DР , (3.9)

де DР – втрати тиску на тертя на всмоктувальній лінії;

DР – втрати тиску на тертя на напірній лінії;

DР – втрати тиску на тертя на зливній лінії.

Визначаємо сумарні втрати тиску на тертя

SDР_ТР=906+38783+7740= 47429 (Па).

Місцеві гідравлічні втрати DР_М визначаємо за формулою Вейсбаха

(3.10)

де åz – сумарний коефіцієнт місцевого опору.

До місцевих опорів заданої схеми гідропривода відносять: раптове розширення потоку (вхід у циліндр), раптове звуження потоку (вихід з циліндра), плавні повороти гідроліній, штуцерні приєднання трубопроводів, трійники, а також втрати в гідроапаратах: розподільнику, дроселі та фільтрі.

Значення коефіцієнтів місцевих втрат визначаємо згідно [1, с. 20]:

z_ВХ=0,5 – вхід у трубу;

z_ВИХ=1 – вихід із труби;

z_ПОВ=0,14 – плавний поворот труби (для );