Расчет гидравлических потерь

Гидравлические потери, возникающие при прохождении масла по трубопроводам и гидроаппаратам, складываются из потерь на гидравлическое трение , потерь в местных сопротивлениях и потерь в гидроаппаратах .

Потери давления на трение (Па) определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

где – плотность масла, кг/м³;

λ – коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси);

L – длина участка трубопровода, м;

– средняя скорость масла, м/с;

– внутренний диаметр трубопровода, м.

Для вычисления коэффициента гидравлического трения необходимо определить режим течения жидкости в трубопроводе по числу Рейнольдса:

где – кинематическая вязкость выбранного масла, м²/с.

Вычисляем для напорного и сливного трубопроводов: Re

для напорного –

для сливного –

Для обоих трубопроводов выполняется условие , значит движение масла в трубопроводах является турбулентным. Следовательно, величина коэффициента гидравлического трения зависит от числа Рейнольдса и значения относительной шероховатости внутренней поверхности трубы , где – средняя эквивалентная шероховатость стенок трубопровода. Для стальных новых и чистых трубопроводов принимаем . Если пренебречь шероховатостью стенок, считать трубы гидравлически гладкими можно при выполнении условия:

Имеем для напорного трубопровода – ,

Для сливного трубопровода – ,

Следовательно, трубопровы можно считать гидравлически гладкими и вычислить коэффициент λ по формуле Блазиуса:

Имеем для напорного трубопровода –

Для сливного трубопровода –

Используя расчетные значения коэффициентов λ, определим потери давления на трение в напорном и сливном трубопроводах:

Вычислим потери давления в местных сопротивлениях. Местными сопротивлениями в напорном трубопроводе являются золотниковый распределитель, разветвление трубопровода, вход в трубопровод, изгибы трубы. Местными потерями в сливном трубопроводе являются выход из гидроцилиндра, распределитель, масляный фильтр, маслоохладитель, изгибы трубы. Потери давления в местных сопротивлениях (в Па) определяются по формуле Вейсбаха:

где – плотность масла, кг/м³;

ξ – коэффициент местного сопротивления;

– средняя скорость масла за местным сопротивлением, м/с.

Расчет потерь давления в местных сопротивлениях и в гидроаппаратах сведены в таблицы 2 и 3 соответственно.

Таблица 2. Расчет потерь давления в местных сопротивлениях

Гидролиния	Вид сопротивления	Коэффициент местного сопротивления ξ	Скорость масла, м/с v	Потери давления , Па	Суммарные потери давления, Па
Напорная	Вход в гидроцилиндр – 2 шт.	0,8	3,6	5106х2=10212
Разделение потоков	1,5
Закругленное колено – 2 шт.	0,15	957×2=1914
Сливная	Выход из гидроцилиндра – 2 шт.	0,6	1,4	579х2=1158
Закругленное колено – 2 шт.	0,15	145×2=290
Вход в маслобак	0,8

Таблица 3

Наименование гидроаппарата	Марка и типоразмер	Параметры гидроаппарата	, МПа
табличные	расчётные
Q, л/мин	p, МПа	Q, л/мин	p, МПа
Золотниковый распределитель	Р-20				6,3	0,15
Масляный фильтр	ФП-7		6,3		6,3	0,48

 

При последовательном соединении участков трубопроводов общая потеря давления определяется как сумма всех потерь на трение и в местных сопротивлениях на всех участках: