Гидравлика, гидропневмопривод

Потери по длине зависят от режима течения жидкости: ламинарного или турбулентного. Движение, как известно, носит ламинарный характер, если выполняется условие Re =< 2300, свыше этого значения носит турбулентный характер. Критерий Рейнолдса равен:

Re = (22)

где Vi – скорость жидкости в i-том сечении; d – диаметр i-того

сечения; ν – нинокатическая вязкость жидкости.

Если режим течения ламинарный, то потери давления по длине трубопровода считаются по формуле Пуазейля:

Pa =   Q (23)

Если режим течения турбулентный, то потери давления по длине трубопровода считаются по формуле Дарси-Вейсбаха:

Pa =  (24)

Для гидравлически гладких труб:

 = 0.315 Re -0.25 (26)

Потери давления в местных сопротивлениях подсчитываются по соотношению:

Pí = i(27)

где ξi – коэффициент местных потерь (выбирается по приложению 1).

Скорость жидкости в i-том местном сопротивлении подсчитываются согласно условию неразрывности движения жидкости в гидравлическом тракте, т.е.:

Vi.Si = V.S (28)

Диаметр гидроцилиндра выбирается из соотношения:

WДВ.Х. . z/60 = Q (29)

Где WДВ.Х. – объём жидкости, вытесняемой плунжером насоса за один двойной ход.

Для гидронасоса с пневмоприводом справедливо соотношение:

D2ПН . РВ = РН . Dr2 (30)

Гидравлический к.п.д. насоса, т.е. к.п.д. без учета трения и объёмных потерь равен:

r = (31)

Задача 4

Определить конструктивные параметры всасывающего тракта плунжерного насоса (внутренний диаметр гибкого трубопровода DШП, внутренний диаметр гидроцилиндра DГ, высоту подъёма плунжера Нп (рис. 3), если известно, что насос совершает z двойных ходов в минуту, перекачивая жидкость из приёмника глубиной hM. Принцип работы насоса изложен в задаче №3. Скорость жидкости по гибкому рукаву – 1,5 м/с. Считать, что потери давления происходят в приёмном фильтре, в шланге по его длине и на его выходе в приемном клапане. Коэффициент Дарси принять равным λ = 0,017. Перекачиваемый материал – масло индустриальное плотностью ρ = 0,88. 103 кг/м3 и вязкостью ν = 29.10-6 м2/с. Коэффициенты сопротивления ξ – согласно приложению 1. Длина гибкого рукава LШП – 3 м. Производительность насоса должна быть равной Q м3/с. При исполнении конструктивно Dr принять равным 5DШП. Давление насыщающих паров жидкости принять равным 0,02.105 Н/м2;

Примечание: Ход поршня и плунжера HП = 5Dy (рис. 3) относится к задаче №3. В задаче №4 эта величина искомая.

Исходные данные:

Указания

Во всасывающем тракте насоса подъём жидкости осуществляется за счет разности атмосферного давления и давления разряжения в полости А гидронасоса. Справедливо равенство:

Pатм= gh + + P + P2 (32)

где Р2 – статическое давление в полости А гидронасоса; Vr – скорость жидкости в полости А; ΣΔР – суммарные потери давления во всасывающем тракте насоса; РАТМ – атмосферное давление – 1,0.105 Н/м2. Высота подъёма плунжера рассчитывается из условия обеспечения насосом заданной производительности при заданном числе двойных ходов:

Wдв.х.= Q (33)

где Wдв.х. = Hn(34)

WДВ.Х – объём жидкости при двойном ходе.

Полученное значение НП должно быть проверено. Поскольку расширение полости А происходит без изменения воздушной массы и температуры газа, то справедливо соотношение:

PАТМ . W1 = P2 . W2 (35)

Учитывая, что площадь полости А не изменяется в результате расширения

PАТМ . Н1 = P2 . HП (36)

где W1 – первоначальный объём полости А до момента подъёма поршня; Н1 – высота полости h, соответствующая W1 (рекомендуется принять Н1 = 0,01 м.)

Найденное с учетом (32) значение НП сравнивается с рассчитанным ранее значением НП.

Условие правильности расчета таково:

HП’ =< HП (37)

В случае невыполнения условия (37) за высоту подъёма поршня (плунжера) следует принять НП', соответственно пересчитать Dr. Однако следует иметь в виду, что рассчитанное по выражению (32) Р2 не должно быть меньше давления насыщающих паров жидкости, т.е. должно выполняться условие:

Р2 < PН.П.

В противном случае произойдет газовыделение из жидкости, нарушится сплошность течения и насос не сможет перекачивать жидкость. Это значит, что гидравлический всасывающий тракт выбран неверно. Здесь следует проанализировать уравнение (32) на предмет уменьшения составляющих его слагаемых, влияющих на PA. Привести рассуждения относительно восстановления работоспособности насоса. Обосновать расчеты. Входящее в уравнение (32) ΣΔР рассчитывается аналогично описанному в задаче №3.

 Скачать реферат