гидролинии, местными гидравлическими сопротивлениями и вязкостью жидкости (наибольшее влияние вязкость оказывает при ламинарном режиме)

Суммарную потерю напора в общем случае удобно выразить формулой:

, (13)

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

4. Построение пьезометрической и напорной линии энергии

Для двух сечений потока, соответствующих началу и концу гидролинии, уравнение Д.Бернулли имеет вид:

(14)

Сумма трех членов:

(15)

есть полный напор H, т.е. полный запас удельной энергии жидкости в данном сечении потока, равный сумме удельных энергий потока – потенциальных энергий положения - z, давления – p/ и кинетической энергии - .

С учетом соотношения (15) уравнение Бернулли (14) можно записать в виде:

, (16)

где - суммарные потери напора по длине потока hl и в местных сопротивлениях – hм,т.е. удельная механическая энергия, затрачиваемая на преодоление сопротивлений движению жидкости между рассматриваемыми сечениями потока.

Статический напор Hp отличается от полного напора на величину скоростного напора и равен:

, (17)

График полного напора H-H строится по значениям полных напоров в начале и в конце каждого участка гидролинии. Полный напор в сечении 1-1 равен напору насоса Н , см. рис.3

Полный напор в конце участка трубопровода находится из выражения (16),

соответствующему схеме гидропривода на рис.1 при Q =0:

для сечения 2: - ,

для сечения 3: - и т.д. (18)

для участка n: - .

Так как общий запас удельной энергии вдоль потока непрерывно уменьшается, то линия полного напора понижается, а в местах установки гидравлических аппаратов (Р, Ф) она снижается скачком.

График статического напора р-р расположен ниже графика полного напора на величину скоростного напора .

Рисунок 3 - Пример построения графиков удельной энергии

Результаты расчетов потерь удельной энергии, полного, скоростного и статического напоров, по которым строятся линии удельных энергий, заносятся в табл.5.

Таблица 5

Расчет удельных энергий

Номер участка	Полный напор в начале участка Hi(i=1,2…n), м	Потери напора, м	Высота скоростного напора , м	Статический напор Hpi, м
…… n

5.Расчёт инерционного напора

Для неустановившегося движения несжимаемой жидкости в жёстких трубах уравнение Д. Бернулли имеет вид:

, (16)

где инерционный напор; для нагнетательной гидролинии при срабатывании распределителя Р1, см. рис.1,

- ускорение движения жидкости на участке гидролинии между сечениями 1 и 2 (см. рис.3); V – скорость движения жидкости в гидролинии; - время изменения скорости V; принять =0,001с.;

g - ускорение свободного падения;

l - длина участка гидролинии постоянного диаметра от насоса Н до распределителя Р1.

Инерционное изменение давления определяется по формуле: ,где плотность минерального масла =900 кг/м .

Если гидролиния состоит из нескольких участков с сечением разных диаметров d_i и разных длин l _i, то инерционный напор для всего трубопровода:

, (20)

где i - номер участка трубопровода постоянного диаметра d_i;

- ускорение движения жидкости на i-ом участке гидролинии;

Знак инерционного напора соответствует знаку ускорения. При разгоне потока ускорение положительно. При торможении потока ускорение отрицательно.

Значение инерционного напора сравнить с напором насоса на рис.3.

6.Расчет повышения давления при гидроударе

В рассматриваемой гидросистеме, см. рис.1, гидроудар возникает при срабатывании гидрораспределителей Р1 и Р2. Гидроударом называется резкое изменение давления, вызванное торможением или разгоном потока жидкости. Теория гидроудара, разработанная Н.Е. Жуковским, рассматривает модель сжимаемой жидкости с распределёнными параметрами.

Повышение давления при гидроударе, возникающее при срабатывании распределителей Р1 и Р2 определяется зависимостями:

,когда ; (21)

,когда , (22) где - повышение давления при прямом гидроударе;

- повышение давления при непрямом гидроударе;

- плотность жидкости, принять для минерального масла 900 кг/м³;

- скорость движения жидкости в гидролинии до срабатывания распределителя;

- длина гидролинии от насоса до распределителя;

-время изменения скорости V, принять =0,001 сек;

- фаза гидроудара;

- скорость распространения ударной волны;

Е-объёмный модуль упругости жидкости; принять для минерального масла гидросистемы Е=1500 МПа;

d- внутренний диаметр гидролинии перед распределителем;

- толщина стенки трубопровода;

-модуль упругости материала гидролинии; принять

для стальной гидролинии 200000 МПа.

Полученные значения ударного повышения давления сравнить с

рабочим давлением насоса.

7.Исходные данные для расчета,см.рис.1

I вариант:

Q1=(4 + 0.4 N)/60000 /с; Q2=(42 +0.04 N)/60000 /с;

l 1= 0.3 м + 0.01N; l 2=2.2 м + 0.1N; l 3=2.5м + 0.1N; l 4=3.2м +0.1N;

l 5=3.7м +0.1N; l 6=4.2м +0.1N; l 7=6.1м +0.1N; Км= 1+0.01N;

=1.6МПа+0.01N; 4МПа+0.02N;

II вариант:

Q1= (3,5 +0.3 N)/60000 /с; Q2=(3 + 0.03 N)/60000 /с;

l 1= 0.2 м + 0.01N; l 2=2м + 0.1N; l 3=2.5м + 0.1N; l 4=3м +0.1N;

l 5=3.5м +0.1N; l 6=4м +0.1N; l 7=5м +0.1N; Км= 1+0.01N;

; 3.5МПа+0.01N,

где N- две последние цифры зачетной книжки студента.

Приложение В

Коэффициенты местных сопротивлений

Поиск по сайту: