Определение размеров зоны действия касательных сил и число распылителей.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ СЕРВИСА И ЭНЕРГЕТИКИ

Кафедра «Автомобили, тракторы и технический сервис»

РАСЧЕТ МОЕЧНОЙ УСТАНОВКИ

Выполнил: .

Группа 062341

Санкт-Петербург, Пушкин

2017г.

Исходные данные к расчетному заданию

Расчет моечной установки»

Вариант

Параметр

Значение

Тип насадки

к.и

к.р

к.и

к.р

к.и

к.р

к.и

к.р

к.и

к.р

Диаметр отверстия насадки, мм

1,7

1,3

1,6

2,1

1,5

1,8

2,2

1,45

2,1

2,3

1,2

1,4

1,25

1,1

1,9

1,7

1,45

2,32

1,55

2,25

1,6

1,4

0,8

Количество насадок, шт

h_в

1,0

1,4

1,0

1,8

2,2

1,0

2,6

1,4

2,6

1,4

1,8

1,0

2,2

1,5

2,2

1,0

1,4

1,8

2,0

2,5

2,4

2,6

1,2

1,6

1,7

1,3

2,1

2,3

2,5

2,7

h_н

1,8

2,6

2,2

1,0

1,4

1,0

1,8

2,5

1,2

2,2

2,6

1,4

1,1

1,3

2,7

1,7

2,0

2,3

2,5

1,5

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

1,5

l₁, м

d₁, мм

l₂, м

d₂, мм

l₃, м

d₃, мм

l₄, м

d₄, мм

Диаметр щетки, м

1,0

1,2

0,8

0,7

1,0

1,2

0,8

0,7

1,0

1,2

0,8

0,7

1,0

1,2

0,7

1,0

1,2

0,8

1,0

1,2

0,8

0,7

1,0

1,2

0,8

0,7

1,0

1,2

Частота вращения щетки, с^-1

1,0

1,4

1,2

1,0

1,2

1,4

1,0

1,2

1,4

1,0

1,4

1,2

1,0

1,2

1,4

1,0

1,2

1,4

1,0

1,4

1,2

1,0

1,2

1,4

1,0

1,2

1,4

1,0

1,4

1,2

Высота щетки, мм

1,0

1,2

1,4

1,2

1,0

1,2

1,4

1,2

1,0

1,2

1,4

1,0

1,2

1,4

1,2

1,4

1,2

1,0

1,4

1,2

1,0

1,2

1,4

1,0

1,2

1,4

1,0

1,2

Количество щеток, шт

Расчет моечной струйной установки

Таблица1. – Исходные данные

Параметр	Значение
Тип насадки	Ц
Диаметр отверстия насадки, мм	4
Количество насадок, шт	10
h_в	1,0
h_н	1,8
l₁, м	10
d₁, мм	40
l₂, м	9
d₂, мм	40
l₃, м	2
d₃, мм	30
l₄, м	3
d₄, м	20
Диаметр щетки, м	1,0
Частота вращения щетки, об/мин	1,0
Высота щетки, мм	1,0
Количество щеток, шт	2

Определение расхода моющей жидкости

Струйные моечные установки могут иметь одну или две моющие рамки. Имеются конструкции, в которых, кроме того, предусмотрены рамки-смачивания и ополаскивания, или только рамка ополаскивания.

Давление воды во вспомогательных рамках не превышает, как правило0,25...0,5МПа, и расход через них невелик.

Давление в основных моющих рамках гораздо выше, так как природа удаления загрязнений с помощью струй заключается в механическом разрушенийслоязагрязнений за счет удара движущейся жидкости о преграду.

Загрязнения будут удаляться, если максимальная сила сцепления между частицами загрязненийF_M не будет превышать величины гидродинамическогодавленияP_x при встрече струи с преградой.

Таким образом, условие удаления загрязнений

P_x≥ F_M(1)

Определим прочность сцепления (Н/м²)между частицами

=3,14*0,73/(2*30*10^(-6)) *(1/0,2-1) =15281 Н/ м², (2)

где σ - поверхностное натяжение воды, Н/м;

D - диаметр частиц загрязнений, м;

W - влажность загрязнений.

Для чистой воды σ=0,073 Н/м.

Радиус частиц загрязнения в среднем составляет: для легковых автомобилей - 10…30∙10^-6м, а для грузовых и автобусов – 25…300∙10^-6м. Для практических расчетов можно принимать D=20…80∙10^-6м.

Из анализа уравнений(1.1) и (1.2) следует, что силу сцепления можно снизить путемувеличения влажности, загрязнений или уменьшением поверхностного натяженияжидкости.

Исследования процесса мойки показали, что если автомобиль постоянно смачивать водой, то влажность W не может превысить 0,2 (20%), что соответствует максимальному количеству влаги, которое может удержать загрязнение.

Поверхностное натяжение σ можно снизить применением подогретой воли или СМС. Например, СМС "Прогресс" уменьшает поверхностное натяжение, до σ = 0,034 Н/м.

Гидродинамическое давление Р_хна расстоянии xот насадка

= =1,3 МПа (3)

где ρ- плотность жидкости в струе, кг/м³;

V_x- скорость жидкости при встрече с поверхностью, м/с;

a - угол встречи струи с поверхностью, град.= 90̊

Скорость потока в струе на расстоянии xот насадкаV_x(м/с) принимаем равной начальной скорости потока:

= =52 м/с, (4)

где φ - коэффициент скорости, зависящий от профиля сопла (таблица 2);

Р_н- напор (давление) перед насадкой, Па.

Принимаем P_н = 2,0·10⁶Па.Скорость жидкости на выходе из насадка может достигать 30...90м/с.

Определение размеров зоны действия касательных сил и число распылителей.

Рисунок 1. Схема растекания струи;

1 - струя: 2 - коноидальный объем; 3 - пограничный слой; 4 - омываемая поверхность; S - толщина пограничного слоя; D - диаметр основания конуса струи; R_б - радиус действия касательных сил; X - расстояние до омываемой поверхности

Наиболее активное разрушение загрязнений производится касательными силами в зоне радиусом:

(5)

где - диаметр сопла насадки (например = м), (согласно исх. данных);

X – расстояние от насадки до омываемой поверхности = 1 м;

S – толщина пограничного слоя;

ν –кинематическая вязкость воды, м²/с (при t = 20 °С, v = 1·10^-6 м²/с);

= 0,0169·10^-4 м(6)

Зоной действия касательных сил и ограничивается зона очистки гидравлическими струями. Далее жидкость произвольными потоками стекает с поверхности.

Следовательно, необходимо стремиться, чтобы очищаемая поверхность одновременно или последовательно попала в зону, ограниченную радиусом R_о = R_б + r.

Решение задачи одновременного попадания поверхности в зону действия струй на практике встречает значительные трудности. Например, струя из насадкаd_н= 4 мм при напоре 0,5 МПа, на удалении 0,6…0,8 м создает зону с радиусом R_o= 0,10…0,15 м. Следовательно, чтобы охватить такими зонами одновременно всю поверхность автомобиля, потребовалось бы не менее 3000 насадков. Это условие трудновыполнимо. Поэтому насадки закрепляются на рамке, которая перемещается вдоль автомобиля. Иногда для уменьшения числа насадков за счет увеличения площади контакта струи гидранты делают качающимися или вращающимися. Перекрытие площадей соседних зон должно быть в пределах 0,25...0,30R_о.

Количество насадок в моющей рамке:

,(7)

где - обмываемый периметр автомобиля

,(8)

- коэффициент взаимного перекрытия зон действия касательных сил струи = 0,75;

L_a – длина автомобиля, м. (4,5…7).

В_а – ширина автомобиля, м. (1,2…2,5).

Расход жидкости через насадки (подача насоса)Q (м³/с)определим по формуле

= =0,0064м³/с (9)

где: ƒ–коэффициент запаса расхода (ƒ=1,2);

d_н–диаметр сопла насадки, м;

n–число насадок;

μ– коэффициент расхода.

Из формулы (9) следует, что выгоднее иметь насадки малого диаметра, так как если при неизменном расходе площадь сечения насадки уменьшить в n раз, во столько же раз возрастет V_x , а гидродинамическое давление P_xувеличится в n² раз.

Однако диаметр насадок на практике выполняют в пределах 2...6∙10^-3 м, так как при меньшем диаметре насадки быстро засоряются. Кроме того, тонкая струя обладает малой устойчивостью при полете в воздухе и быстро распадается.

Таблица 2-Характеристика насадок

Тип насадки	Профиль сопла	Коэффициент расхода μ	Коэффициент скорости φ
Цилиндрический		0,82	0,82
Конический		0,940	0,963
Коноидальный		0,980	0,980
Конический расходящийся		0,450	0,775

Лучшая форма насадок–коноидальная. Но из-за сложности их изготовления чаще используют конические или цилиндрические насадки.

Количество насадок в моющей рамке определяется обмываемым периметром автомобиля. Расстояние между насадками принимаетсяравным 0,5 м.

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 155; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!