6. Расчет инерционного напора.

Для неустановившегося движения несжимаемой жидкости в жёстких трубах уравнение Д. Бернулли имеет вид:

, (16)

где инерционный напор

- Инерционный напор для всего трубопровода:

где i – номер участка трубопровода постоянного диаметра d_i;

- ускорение движения жидкости на i-ом участке гидролинии.

- ускорение движения на участке гидролинии.

с.

7. Расчет повышения давления при гидроударе

Гидравлическим ударом обычно называют резкое повышение давления, возникающее в напорном трубопроводе при внезапном торможении потока жидкости. Точее говоря, гидравлический удар представляет собой колебательный процесс, возникающий в упругом трубопроводе с капельной жидкостью при внезапном изменении её скорости.

Повышение давления при гидроударе, возникающее при срабатывании распределителей Р1 и Р2 определяется зависимостями:

, когда ;

, когда ,

где ∆P_п – повышение давления при прямом гидроударе;

∆P_нп – Повышение давления при непрямом гидроударе;

ρ – плотность жидкости;

V – скорость движения жидкости в гидролинии до срабатывания распределителя;

l – длина гидролинии от насоса до распределителя;

- время изменения скорости V;

- Фаза гидроудара;

- скорость распространения ударной волны;

E = 1500 МПа – Объемный модуль упругости жидкости.

d – внутренний диаметр гидролинии перед распределителем;

δ – толщина стенки трубопровода;

E_mp = 200000 МПа – Модуль упругости материала гидролинии.

Для распределителя P1:

;

;

Так как полученное в результате вычислений значение , тогда , отсюда следует, что гидроудар прямой.

Для распределителя P2:

;

;

Так как полученное в результате вычислений значение , тогда , отсюда следует, что гидроудар прямой.

8. Тепловой расчет гидропривода

Для обеспечения нормального теплового режима работы гидропривода без теплообменника определяем усреднённый температурный скачок и необходимый объём рабочей жидкости в баке насосной установки.

Причиной разогрева масла являются потери мощности δN, обусловленные вязкостным и инерционным сопротивлением элементов гидропривода. Стенки элементов гидропривода отдают тепловую энергию в окружающую среду. При известной общей площади поверхности теплообмена F_C, включающей в себя площадь стенок бака F_БАКА, стенок гидромашин F_ГМ, стенок аппаратов F_АПП и стенок трубопроводов F_СТ, превышение установившейся температуры масла в баке над температурой окружающей среды δT определяем из выражения:

δT= δN/k ^. F_C ,

где k – коэффициент теплопередачи (k = 15 Вт/м^{2 О}C при отсутствии интенсивной циркуляции воздуха вблизи стенок бака).

Объём бака W_БАКА принимаем равным 0,1м³, F_ГМ = 0,3 м², F_АПП = 0,2 м²,

F_БАКА = 6,7 (W_БАКА²)^1/3 = 6,7 (0,1²)^1/3 = 1,44 м²

F_СТ =3,14^. [ ( dвс + δвс ) Lвс + ( dнаг + δнаг ) Lнаг + ( dсл + δсл ) Lсл ]

dвс, dнаг, dсл – внутренние диаметры всасывающего, нагнетательного и сливного трубопроводов, Lвс, Lнаг, Lсл – длина.

δвс, δнаг, δсл – толщина стенок трубопроводов.

F_СТ =3,14^. [ (d₁ + δ₁) l₁+ (d₂ + δ₂) l₂ +(d₃ + δ₃) l₃+ (d₅ +δ₅) l₅ +(d₄ +δ₄) l₄ + (d₆ +δ₆) l₆ +(d₇+δ₇)l₇

F_СТ =3,14^. [ (0,039+2.0,0005) 0,42+ (0,018+ 2.0,0045) 2,22 +(0,016+2. 0,0035) 2,72 + (0,029+ 2.0,0005) 3,22 + (0,009 +2.0,002) 3,72 + (0,015+ 2. 0,0005) 4,22+(0,0328+2.0,0006) 5,22

= 1,62 м²

F_C = F_СТ + F_АПП + F_ГМ + F_БАКА= 1,62 м² + 0,2 м² + 0,3 м² + 1,44м ²= 3,56 м²

Потеря мощности δN в гидролинии равна сумме потерь мощности на всех её участках:

где δN_i – потери мощности на каждом из участков гидролинии,

, , – потери давления в линейных и местных сопротивлениях и расходы на участках.

δT= δN/k ^. F_C = 503,12/ (15×3,56) = 9,42 ^ОC

Если принять температуру масла в баке равной 50^оС, то допускаемая температура окружающей среды Т_ОС определяется по формуле:

Т_ОС = 50 – δT = 50 ˗ 9,42 = 40,58 ^ОC

Поскольку Т_ОС > 20^оС, то не нужно установить теплообменный аппарат N_ТА