Значение допустимых средних скоростей течения жидкости в гидролиниях

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

I вариант

N= 26

q₁= (4+0.4 26)/60000=0.00024 м³/с;

q₂= (42+0.04 26)/6000=0.00087 м³/с;

l₁= 0.3м + 0.01 26=0.56м;

l₂= 2.2м + 0.1 =4.8м;

l₃= 2.5м + 0.1 =5.1м;

l₄= 3.2м + 0.1 =5.8м;

l₅= 3.7м + 0.1 =6.3м;

l₆= 4.2м + 0.1 =6.8м;

l₇= 6.1м + 0.1 =8.7м;

К_м=1 + 0.01 =1.26;

Р_ц=1.6МПа + 0.01 =1.86МПа;

Р_гм=4МПа + 0.02 =4.52МПа;

6

 

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	2
Нагнетательная при давлениях, МПа:
до 2.5	3
до 5.0	4
до 10.0	5
свыше 15.0	8-10

 

Расход на участках:

;

;

;

;

;

;

.

Участок 1

,

= 0.0342 м;

Участок 2

,

= 0.0188 м;

Участок 3

,

= 0.0101 м;

Участок 4

,

2 = 0.0143 м;

Участок 5

,

= 0.017 м;

Участок 6

,

D = 2 = 0.0192 м;

Участок 7

,

= 0.0273 м.

Округлим диаметры по ГОСТ:

мм,  мм,  мм,  мм,

 мм,  мм,  мм.

По принятым диаметрам определяем истинные скорости на участках гидролиний:

= 1.154 м/с;

= 3.915 м/с;

= 2.525 м/с;

= 1.711 м/с;

 = 3.833 м/с;

 = 2.769 м/с;

 = 1.904 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
1	Всасывающая	1.2	1.154	66.6	34.2	35	0.56
2	Нагнетательная	4	3.915	66.6	18.8	19	4.8
3	Нагнетательная	3	2.525	14.4	10.1	11	5.1
4	Сливная	2	1.711	18.1	14.3	15	5.8
5	Нагнетательная	4	3.833	52.2	17	17	6.3
6	Сливная	2	2.769	52.2	19.2	20	6.8
7	Сливная	2	1.904	60	27.3	28	8.7

 

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 =  =3.5 10^-5м;

δ₂ =  = 7.068 10^-4м;

δ₃ =  = 4.092 10^-4м;

δ₄ =  = 1.5 10^-4м;

δ₅ = = 6.324 10^-4м;

δ₆ =  = 2 10^-4м;

δ₇ =  = 2.8 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.

 

Результаты расчета потерь давления в линейных сопротивлениях

№ Участка	Длина гидролинии, l, м	Внутренний диаметр d,мм	Расход жидкости Q, л/мин	Средняя скорость, V, м/с	Число Рейнольдса Re	Коэфф. гидравлич. трения λ	Потери давл. ∆pl, Па
1	0.56	35	66.6	1.154	2019	0.032	301
2	4.8	19	66.6	3.915	3719	0.041	7020
3	5.1	11	14.4	2.525	1389	0.046	60128
4	5.8	15	18.1	1.711	1283	0.05	25028
5	6.3	17	52.2	3.833	3258	0.042	101120
6	6.8	20	52.2	2.769	2769	0.044	50721
7	8.7	28	60	1.904	2666	0.044	21916

 

Потери давления в местном сопротивлении

∆p_м = γ ς ,

где ς – коэффициент данного местного сопротивления.

Участок 1

∆p_м1 = = 801 Па;

∆p_м1 = = 1282 Па.

Участок 2

∆p_м2 = = 3389 Па;

∆p_м2 = = 10166 Па.

Участок 3

∆p_м3 = = 2255 Па;

∆p_м3 = = 16915 Па.

Участок 4

∆p_м4 = = 647 Па;

∆p_м4 = = 7767 Па.

Участок 5

∆p_м5 = = 38980 Па;

∆p_м5 = = 5197 Па.

Участок 6

∆p_м6 = = 1695 Па;

∆p_м6 = = 20343 Па;

∆p_м6 = = 7459 Па.

Участок 7

∆p_м7 = = 11221 Па;

∆p_м7 = = 1282 Па.

Таблица 4

Построение характеристики гидролинии

 

Суммарную потерю напора в общем случае удобно выразить формулой:

где A и m – коэффициент пропорциональности и показатель степени, учитывающие сопротивление гидролинии.

Q_кр = S V_кр;

V_кр = ;

S = ;

S = = 0.0002 м²;

V_кр = = 2.729 м/с;

Q_кр = = 0.00061 м³/с;

Q₁ = Q_кр = 0.00061 м³/с;

Q₂ = 1.3Q_кр = 0.00079 м³/с;

Q₃ = 1.6Q_кр = 0.00097 м³/с;

Q₄ = 1.9Q_кр = 0.0011 м³/с;

Σh = (Σς+λ ;

Σh₁ = ( 8.236 м;

Σh₂ = ( 13.831 м;

Σh₃ = ( 20.825 м;

Σh₄ = ( 26.781 м.

 

Расчет инерционного напора.

 - Инерционный напор для всего трубопровода:

где i – номер участка трубопровода постоянного диаметра d_i;

- ускорение движения жидкости на i-ом участке гидролинии.

 - ускорение движения на участке гидролинии.

с.

 

Заключение

 

При выполнение курсовой работы «Расчет магистралей гидропривода» было рассчитано:

- диаметры гидролиний;

- истинные скорости на участках гидролиний;

- суммарные потери давления в гидролиниях;

- давление насоса;

- инерционный напор;

- повышение давления при гидроударе.

Освоены методики расчета и проектирования магистралей гидравлических и пневматических приводов машин и механизмов.

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

I вариант

N= 26

q₁= (4+0.4 26)/60000=0.00024 м³/с;

q₂= (42+0.04 26)/6000=0.00087 м³/с;

l₁= 0.3м + 0.01 26=0.56м;

l₂= 2.2м + 0.1 =4.8м;

l₃= 2.5м + 0.1 =5.1м;

l₄= 3.2м + 0.1 =5.8м;

l₅= 3.7м + 0.1 =6.3м;

l₆= 4.2м + 0.1 =6.8м;

l₇= 6.1м + 0.1 =8.7м;

К_м=1 + 0.01 =1.26;

Р_ц=1.6МПа + 0.01 =1.86МПа;

Р_гм=4МПа + 0.02 =4.52МПа;

6

 

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	2
Нагнетательная при давлениях, МПа:
до 2.5	3
до 5.0	4
до 10.0	5
свыше 15.0	8-10

 

Расход на участках:

;

;

;

;

;

;

.

Участок 1

,

= 0.0342 м;

Участок 2

,

= 0.0188 м;

Участок 3

,

= 0.0101 м;

Участок 4

,

2 = 0.0143 м;

Участок 5

,

= 0.017 м;

Участок 6

,

D = 2 = 0.0192 м;

Участок 7

,

= 0.0273 м.

Округлим диаметры по ГОСТ:

мм,  мм,  мм,  мм,

 мм,  мм,  мм.

По принятым диаметрам определяем истинные скорости на участках гидролиний:

= 1.154 м/с;

= 3.915 м/с;

= 2.525 м/с;

= 1.711 м/с;

 = 3.833 м/с;

 = 2.769 м/с;

 = 1.904 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
1	Всасывающая	1.2	1.154	66.6	34.2	35	0.56
2	Нагнетательная	4	3.915	66.6	18.8	19	4.8
3	Нагнетательная	3	2.525	14.4	10.1	11	5.1
4	Сливная	2	1.711	18.1	14.3	15	5.8
5	Нагнетательная	4	3.833	52.2	17	17	6.3
6	Сливная	2	2.769	52.2	19.2	20	6.8
7	Сливная	2	1.904	60	27.3	28	8.7

 

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 =  =3.5 10^-5м;

δ₂ =  = 7.068 10^-4м;

δ₃ =  = 4.092 10^-4м;

δ₄ =  = 1.5 10^-4м;

δ₅ = = 6.324 10^-4м;

δ₆ =  = 2 10^-4м;

δ₇ =  = 2.8 10^-4м.