Определение потерь давления и объемных потерь в системе гидропривода

Определение потерь давления

При движении жидкости по трубопроводам гидропривода, при прохождении жидкости через контрольно-регулирующую и распределительную аппаратуру возникают потери давления. Поэтому давление выбранного насоса должно быть достаточным для обеспечения необходимого усилия или крутящего момента гидродвигателя и преодоления потерь давления, возникающих в трубопроводах, клапанах, дросселях и т. д.

Суммарные потери давления в гидросистеме гидропривода определяются по зависимости:

 

,    (28)

 

где  – потери давления при трении движущейся рабочей жидкости в трубопроводах;

 – потери давления в местных сопротивлениях трубопроводов;

 – потери давления в гидроаппаратуре.

Потери давления на трение жидкости в трубопроводах складываются из потерь на отдельных участках трубопровода:

 

, (29)

 

где  – потери давления в трубопроводе нагнетания;

 – потери давления в трубопроводе всасывания;

 – потери давления в трубопроводе слива.

Потери давления на отдельных участках трубопроводов рассчитываются по формуле:

 

, (30)

 

где  – коэффициент сопротивления жидкости;

 – длина участка трубопровода, ;

 – внутренний диаметр трубопровода, ;

 – плотность рабочей жидкости, для выбранной жидкости (см. пункт 2.2) ;

 – скорость жидкости на рассматриваемом участке трубопровода, .

Для определения коэффициента сопротивления трения предварительно определяется число Рейнольдса:

 

, (31)

 

где  – коэффициент кинематической вязкости жидкости, . Для выбранного масла:

Подставив значения внутренних диаметров и скоростей жидкости в формулу (31), получим числа Рейнольдса для отдельных участков трубопровода:

Для всасывающего трубопровода:

 

Для нагнетательного трубопровода:

Для сливного трубопровода:

Как видим, значения числа Рейнольдса для всех участков трубопровода превышают критическое значение , значит, режим движения в них является турбулентным и коэффициент сопротивления для стальных труб рассчитывают по формуле Блазиуса:

 

 (32)

 

Абсолютная шероховатость ∆ определяется по таблице 6.2[1]. Примем ∆=0,04, для стальных горячекатаных труб ГОСТ 8732-70.

Для всасывающего трубопровода:

Для нагнетательного трубопровода:

Для сливного трубопровода:

Подставляя все полученные значения в формулу (30), получим: , ,

Суммируя полученные результаты по формуле (29), получим результирующие потери на трение, :

 

 

Потери давления в отдельных местных сопротивлениях трубопровода получаются путем сложения потерь в отдельных местных сопротивлениях, которые определяются по формуле:

 

, (33)

 

где  – коэффициент местного сопротивления (по таблице 6.3 [1]), ;

 – поправочный коэффициент, зависящий от числа Рейнольдса и определяемый по рисунку 6.1 [1].

Из исходных данных известно, что в магистрали встречаются 4 плавных поворота и 2 резких.

Для плавных поворотов коэффициент местного сопротивления, :

Для резких поворотов коэффициент местного сопротивления, :

Тогда общий коэффициент местного сопротивления, :

Теперь можно вычислить местные потери в нагнетательном и сливном трубопроводах, :

 

,

,

 

Тогда суммарные потери в местных сопротивлениях (), найдем по формуле:

 

 (34)

 

Подставив числовые значения, получим:

 

 

Суммарные потери в гидроаппаратуре () с учетом формулы (27) будут равны:

 

Зная все нужные значения, подставим их в выражение (28), получим общие потери давления в гидросистеме, :