3.Расчет параметров напорной гидролинии

3.1.Диаметр dн трубы напорной гидролинии

Диаметр d_н определяется по величине расхода Q>Q₁⁰ (Q=Q_н – подача насоса табл.1 приложения 1), площади сечения потока S′_н и допустимой скорости [V]_н.

Из табл.1 приложения 1 выбираем нерегулируемый пластинчатый насос Г12-32М, подача которого равна Q_н = 21,1 л/мин = м³/с.

S′_н= , м²; d′_н= , мм (13)

S′_н= м²;

d′_н= м.

Из сортамента стальных труб по ГОСТ 8734-75 (табл.9 приложения) выбираем трубу диаметром d_н = 12 мм = 0,012м с толщиной стенки δ_н = 1мм.

3.2.Скорость Vн и число Рейнольдса Reн потока в напорной гидролинии

, м/с; (14)

где S_н – площадь сечения потока, определяемая по диаметру d_н.

S_н= м²;

м/с;

Re_н=

3.3.Потеря потенциальной энергии потока в единицах давления ∆рl по длине lн в напорной гидролинии

, (15)

где λ_н – безразмерный коэффициент гидравлического трения, определяется в зависимости от режима течения.

Т.к. Re_н=930 < 2300 - режим течения ламинарный , отсюда:

Па.

3.4.Параметры гидравлического удара в момент переключения гидрораспределителя с «быстрого отвода» на «быстрый подвод»

3.4.1.Скорость потока в напорной гидролинии до гидравлического удара – V_н⁰

, м/с;

м/с.

3.4.2. Скорость распространения ударной волны – а_уд

, м/с (17)

где E_V=1390 ,МПа и E=210⁵ МПа;

м/с.

3.4.3. Фаза гидравлического удара - t_ф

= , с; (18)

= с.

3.4.4. Величина скачка ударного давления – Р_уд

При t_ф<t , P_уд= (19)

где t – время срабатывания распределителя с электрическим управлением (табл.2 приложение 1), принимаем t = 0,03с;

P_уд= Па.

3.4.5. Давление р в напорной гидролинии при гидравлическом ударе

р=(р₁+∆р_р+∆р_ок)+р_уд, МПа; (20)

р = (2,31+0,04+0,000729+0,51)10⁶ = 2,86110⁶Па.

3.4.6. Напряжение в стенке трубопровода напорной гидролинии при давлении р

, МПа; (21)

МПа.

3.4.7. Открытие клапана ∆x настройки давления в момент идравлического удара

Расход Q, перепускаемый через клапан из напорной в сливную гидролинию в момент гидравлического удара равен подаче насоса Q_н

, м³/с (22)

где S_кл=πd∆x – площадь проходного отверстия в клапане;

∆р_кл=р-р_сл – перепад давления в клапане;

Величина ∆х из (22)

, мм (23)

где μ=0,7 – коэффициент расхода клапана;

Р_сл=2∆р_ок – давление в гидролинии слива за клапаном;

м.

4. Расчет параметров насосной установки

4.1. Вакуумметрическое давление в насосе при всасывании жидкости

4.1.1. Диаметр всасывающего трубопровода d_в

Диаметр d_в определяется по величине расхода, равного подаче насоса Q_н, площади сечения потока S_в^′ и допустимой скорости [V]_в

, м²; , мм

м²;

м.

Из сортамента стальных труб по ГОСТ 8734-75 (табл.9 приложения) выбираем трубу диаметром d_в = 15мм = 0,015м.

4.1.2. Скорость V_в и число Рейнольдса Re_в потока во всасывающем трубопроводе

, м/с; , (24)

где S_в – площадь сечения потока, определяемая по диаметру d_в.

м/с;

.

4.1.3. Коэффициент ζ_в гидравлического сопротивления всасывающего трубопровода

(25)

где λ_в – коэффициент гидравлического трения, определяемый в зависимости от числа Re_в, т.к. Re_в = 800 < 2300 :

;

ζ_вых=1 – коэффициент местного сопротивления на соединении всасывающего трубопровода с насосом;

4.1.4. Вакуумметрическое давление р_вак

По определению р_вак = р_атм - р_в, (26)

где р_атм – атмосферное давление;

р_в – давление в насосе при всасывании жидкости.

Из уравнения баланса энергии (в единицах объемной плотности, т.е. давления) потока во всасывающем трубопроводе формула р_вак имеет вид

, МПа (27)

где Z – высота всасывания (см. рис.1);

ά – коэффициент Кориолиса (корректив кинетической энергии),

ά=2 при Re_в≤2300;

Па = 0,03 МПа.