Координаты точек для построения характеристики простого трубопровода 2

Q2, м3/с	0	2×10-4	4×10-4	6×10-4	8×10-4	10×10-4
∆рΣ, МПа	2,97	3,083	3,423	4,0	4,78	5,8

По координатам точек табл. 6 построим характеристику трубопровода 2 и 3. Проведём сложение двух идентичных характеристик по оси абсцисс, так как ∆р₂ = ∆р₃ (рис. 32).

Рис. 32. Суммарная характеристика параллельного трубопровода (2 + 3)

3.2. Построим характеристику трубопровода 1, которая в общем виде на основании уравнения (30) и с учётом турбулентного режима:

,

где = 5,72×10¹⁰ кг/м⁴с;

;

- потери в распределителе K_рс = ζ_рс

= 1,74×10¹⁰ кг/м⁷.

Так как характеристика имеет вид параболы, построение проведём по 5 точкам, выбирая Q₁ в диапазоне (0 … 10×10^-4 м³/с). Координаты точек для графического построения характеристики сведём в табл. 7.

Таблица 7

Координаты точек для построения характеристики простого трубопровода 2

Q2, м3/с	0	2×10-4	4×10-4	6×10-4	8×10-4	10×10-4
∆рΣ, МПа	0	0,003	0,012	0,027	0,048	0,074

3.3. Построим характеристику трубопровода 4, которая в общем виде на основании уравнения (30) и с учётом турбулентного режима:

,

где = 4,53×10¹⁰ кг/м⁴с;

;

- потери в фильтре и при внезапном расширении

K_ф = ζ_ф = 6,43×10¹⁰ кг/м⁷.

Так как характеристика имеет вид параболы, построение проведём по 5 точкам, выбирая Q₁ в диапазоне (0 … 10×10^-4 м³/с). Координаты точек для графического построения характеристики сведём в табл. 7.

Таблица 8

Координаты точек для построения характеристики простого трубопровода 4

Q2, м3/с	0	2×10-4	4×10-4	6×10-4	8×10-4	10×10-4
∆рΣ, МПа	0	0,0044	0,0176	0,04	0,07	0,11

3.4. Так как сложение характеристик трубопроводов происходит по оси давлений (расходы в трубопроводах одинаковы), можем сложить значения давлений, представленных в табл. 7 и табл. 8. Получим координаты точек суммарного трубопровода (1 + 4), табл. 9.

Таблица 9

Координаты точек для построения

суммарной характеристики трубопровода (1 + 4)

Q2, м3/с	0	2×10-4	4×10-4	6×10-4	8×10-4	10×10-4
∆рΣ, МПа	0	0,0074	0,0296	0,067	0,118	0,184

Построим суммарную характеристику (1 + 4) по координатам табл. 9, рис. 33. Характеристики (1 + 4) и (2 + 3) можно сложить как последовательный трубопровод с неизменным расходом. Получим характеристику сложного трубопровода (рис. 33).

Рис. 33. Суммарная характеристика трубопровода

4. Построим характеристику насосной установки.

Учитывая, что характеристики насоса и регулятора подачи линейны, построение проводим по двум точкам (см. раздел 4.3).

Для характеристики насоса:

- первая точка соответствует теоретической подаче насоса при отсутствии нагрузки на валу гидромотора (р_н = 0, объёмный КПД η_он = 0, поэтому Q_{нд max} = Q_нт), точка А, рис. 34,

Q_нт = W_н n_н = = 12,8×10^-4 м³/с;

- вторую точку определяем для давления насоса р_н = 8 МПа (точка Е),

Q_нд = Q_нт η_он = 12,8×10^-4 ×0,92 = 11,78×10^-4 м³/с.

Для характеристики регулятора подачи:

- первая точка – это точка пересечения горизонтальной линии, соответствующая давлению настройки регулятора р_{р min} = 2,8 МПа, с характеристикой насоса (точка В). Подача насоса при этом составит Q_н = 12,4×10^-4 м³/с;

- вторую точку определим, задаваясь давлением p_н = 1,1р_{р min} = 3,08 МПа. Тогда согласно (60), величина подачи составит:

= 12,4×10^-4 – 0,1×10^-8(3,08×10⁶ – 2,8×10⁶) =

= 9,2×10^-4 м³/с.

Получим точку С. Соединяя точки В и С, получим ломаную кривую ABD, которая будет представлять собой характеристику насосной установки с регулятором потока.

Рис. 34. К определению рабочей точки гидропривода

5. Определение параметров гидропередачи. Для определения параметров совместим характеристику насосной установки и характеристику трубопровода (рис. 34). Получим рабочую точку R гидропривода с координатами:

- давление насоса р_н = 3,2 МПа;

- действительная подача насоса Q_нд = 6×10^-4 м³/с.

Мощность, потребляемая гидроприводом

= 2,13 кВт.

Для определения частоты вращения вала гидромотора необходимо выполнить следующие действия:

- опустим вертикаль из точки R до пересечения с суммарной характеристикой параллельных трубопроводов (2 +3), получим точку S;

- проведём горизонталь через точку S, соответствующую потерям в трубопроводах 2 и 3 ∆р_Σ2 = ∆р_Σ3 (точка Y), и найдём расходы в трубопроводах, опустив вертикаль из точки Y.

Расходы в трубопроводах 2 и 3 составят Q₂ = Q₃ = 2,8×10^-4 м³/с.

Рис. 35. К определению частоты вращения вала гидромотора

КПД гидромотора равен отношению мощности на выходе гидромотора к мощности на входе:

,

откуда = 20,2 об/мин.

Определим КПД гидропривода:

- мощность на выходе (на валу гидромотора)

= 1,73 кВт;

КПД гидропривода = 0,81.