Исходные данные и порядок расчета высотности маслосистемы.

Расчет высотности маслосистемы обычно выполняются при неблагоприятных эксплуатационных режимах: максимальных расходах масла, наибольших инерционных перегрузках, отрицательных углах наклона продольной оси самолета к горизонту.

1. Расход масла при соответствующем содержании газов в масле, Q_min л/час.

2. Расчетная высота полета, Н м.

3. Эксплуатационная температура масла, t_м .⁰С.

4. Сорт масла и его физические характеристики.

5. Монтажная схема системы с линейными размерами трубопроводов по соответствующим координатным осям x, y, z. - l_x , l_y , l _z

6. Гидравлические характеристики элементов всасывающего участка маслосистемы (для конкретных агрегатов по справочным данным).

7. Действующие эксплуатационные перегрузки по соответствующим координатным осям самолета n_x, n_y, n_z.

Монтажная схема всасывающей магистрали маслосистемы дана на рис. 2.35.

Проектировочный расчет маслосистемы

Проектировочный расчет маслосистемы сводится к определению потребного диаметра d всасывающего участка трубопровода.

Для представленной схемы уравнение баланса давлений, основанное на уравнении Бернулли (для сечений на выходе из бака и входе в насос) записывается в следующем виде:

Р_н + Р_б +Р_нас. = Р_{вх. потр} ± y g.+ Р_гидр.+ P_ин + , (3.1)

где Р_н -давление атмосферы на расчетной высоте полета. Па;

Р_б - наддув бака. Па;

Р_нас - давление масла на выходе из подкачивающего насоса. Па;

Р_{вх потр} - потребное давление масла на входе в основной маслонасос, Па;

Р_гидр= Р_трен + Р_м - гидравлические потери давления. Па;

здесь P_трен - потери давления масла на трение о стенки трубопровода, Па;

P_м - потери давления на преодоление местных сопротивлений без учета сопротивления в фильтре, Па.

y g - гидростатическое давление, Па;

Рис. 2.35 Принципиальная схема входного участка масляной системы

P_ин - инерционные давления. Па;

- гидродинамическое давление (скоростной напор), Па.

V- скорость движения масла в м/с.

Учитывая, что искомой величиной является сумма давлений Р_б+Р_нас, в первом приближении расчет ведется при Р_нас = 0. Тогда наддув в маслобаке:

Р_{б .} = Р_{вх. потр} ± y g +P_ин.+ Р_гидр. + - Р_H , (3.2).

Все потери в (3.2), зависящие от скорости течения масла объединяются в отдельную группу, называемую допустимыми гидравлическими потерями Р_{г. доп}.

Р_{г. доп} =Р_гидр +(ρV²)/2=P_трен.+P_м.+(ρV²)/2, (3.3)

Тогда исходя из (6.2) с учетом (6.3) для Р_{г. доп} получим:

Р_{г. доп} =Р_{вх. потр} ± y g +P_ин.- (Р_H + Р_{б .}), (3.4)

Все члены правой части этого уравнения рассчитываются по нижеприведенным зависимостям. Скорость движения масла во всасывающей магистрали принимаются 1м/c,нагнетающей – 2.5…3.5 м/с, откачивающей – 1…2 м/с.

Оценка потерь давления.

1. Определение потребного давления масла на входе в основной маслонагнетающий насос.

Исходя из минимально допустимой прокачки масла через двигатель и максимально допустимого содержания газа в масле по кавитационным характеристикам насоса (см. рис.6.6), определяется Р_{вх.потр}.

При отсутствии кавитационной характеристики – Q_{действ.}=f(Р_{вх. потр.}) принимается минимальная величина Р_{вх. потр} = 60- 80 мм. рт. столба.

Рис 2.35а. Плотность масел ρ

2. Определение допустимых гидравлических сопротивлений Р_{г. доп} . В выражении (6.3) P_трен. обусловлено силой трения жидкости о стенки трубопровода и выражается:

P_трен = , Па; (3.5)

где l - длина всасывающего участка трубопровода, м;

d - внутренний диаметр трубопровода, м;

ρ - плотность масла, кг/м³ ;

V = скорость течения масла в трубопроводе, м/с; (3.5а)

λ =64/Re - коэффициент трения при ламинарном режиме течения.

Здесь Re= (Vd)/ v - число Рейнольдса,

v - вязкость масла в м²с. Значения ρ и v для различных авиационных масел представлены на графиках рис.2.35а и 2.35б в функции температуры.

Тогда в развернутом виде :

P_трен = = (3.5б)

Местные сопротивления P_м являются суммой отдельных сопротивлений при движении жидкости через различные агрегаты и пр.

P_м = , Па; (3.6)

где - суммарное значение коэффициентов местных сопротивлений.

Развернутое выражение для (6.3) получим из выражений (3.5б) и (3.6):

Р_{г. доп =} (3.6а)

Тогда

d= (3.6б)