- •1. Гидропривод как фактор автоматизации станков и станочных комплексов
- •2. Рабочие жидкости гидросистем
- •2.1. Требования к рабочим жидкостям
- •2.2 Эксплуатационные характеристики жидкостей
- •2.3. Физические характеристики жидкостей
- •2.3.4. Кинематическая вязкость
- •2.3.7. Зависимость вязкости от температуры
- •2.3.8. Зависимость вязкости от давления
- •2.3.9. Вязкость смесей минеральных масел
- •2.3.10. Механическая и химическая стойкость (стабильность)
- •2.3.11. Теплостойкость жидкостей
- •2.3.12. Растворение в жидкостях газов
- •2.3.13. Механическая смесь воздуха с жидкостью
- •2.3.14. Образование пены
- •2.3.15. Влияние нерастворенного воздуха на работу
- •2.3.16. Сжимаемость жидкостей
- •2.3.19. Принципы выбора рабочих жидкостей гидросистем
- •3. Основы кинематики жидкостей
- •3.1. Силы, действующие в жидкостях
- •3.2. Одномерное движение жидкостей
- •3.3. Элементы тока жидкости
- • (Живое сечение) – поверхность в пределах потока жидкости, проведенная перпендикулярно направлению струек.
- •3.4. Методы описания движения жидкости
- •4. Законы и уравнения гидростатики
- •4.1. Основное уравнение гидростатики Жидкость находится в равновесии, т.Е. Действующие силы равны нулю.
- •4.2. Закон Паскаля. Гидравлический пресс
- •4.3. Уравнение неразрывности (сплошности) жидкости
- •4.4. Уравнение Бернулли
- •4.5. Уравнение Вентури
- •4.6. Число Рейнольдса
- •4.7. Уравнение энергии жидкости
- •4.8. Удельная энергия жидкости
- •5. Гидравлика трубопроводов
- •5.1. Расчет сечения трубопровода
- •5.2. Режимы течения жидкости
- •5.3. Расчет потерь напора при движении жидкости
- •5.3.1. Ламинарный режим течения
- •5.3.2. Турбулентный режим течения
- •5.4. Местные гидравлические потери
- •5.4.1. Потери в золотниковых распределителях
- •5.4.2. Вход в трубу
- •5.4.3. Внезапное сужение трубопровода
- •5.4.4. Внезапное расширение трубопровода
- •5.4.5. Сложение потерь
- •6. Кавитация жидкости
- •6.1. Способы борьбы с кавитацией
- •6.2. Практическое использование эффекта кавитации
- •7. Гидравлический удар в гидроузлах
- •7.1. Скорость ударной волны
- •7.2. Гидравлический удар в отводах
- •7.4. Гидравлический удар в насосах
- •7.5. Гидравлический удар в сливных магистралях
- •7.7. Компенсаторы гидравлического удара
- •7.8. Клапанные гасители гидравлического удара
- •8. Гидродинамическое давление струи жидкости на стенку
- •8.1. Тепловой баланс гидросистемы
- •8.2. Охлаждающие устройства
- •9. Фильтрация рабочей жидкости
- •9.1. Методы фильтрации
- •9.2. Тонкость фильтрации
- •9.3. Типы щелевых фильтров и фильтрующие материалы
- •9.4. Схемы фильтрации
- •9.5. Место для установки фильтра
- •9.6. Критерии для оценки качества фильтрации
- •9.6.1. Коэффициент пропускания
- •9.6.2. Коэффициент отфильтровывания
- •10. Понятие о подобии потоков жидкости
- •10.1. Критерии подобия
- •10.2. Закон подобия для теплопередачи
- •11. Гидроприводы мрс и омд
- •11.1. Следящий гидропривод мрс
- •11.2. Погрешность воспроизведения, нечувствительность
- •11.3. Структурная схема следящего гидропривода
- •11.4. Гидропривод импульсных молотов и пресс - молотов
- •12. Основные положения теории
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Физические свойства воздуха
- •12.3. Основные понятия термо- и газодинамики и принципы работы пневмоприводов
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
5.4.3. Внезапное сужение трубопровода
В случае, если вход жидкости в трубу происходит из трубы большего сечения, имеют место условия течения жидкости с внезапным сужением трубопровода (рис. 19).
Рис. 19. Расчетная схема внезапного сужения трубопровода
Величина потерь напора для этого случая с внезапным сужением может быть выражена общим уравнением
,
где и – скорость жидкости в трубе меньшего диаметра.
Коэффициент сопротивления ζ для этого случая зависит от отношения диаметров d2 и d1 труб малого и большого сечений (влиянием числа Re пренебрегаем).
Для практических расчетов можно пользоваться данными, проведенными ниже:
….. |
4 |
3,5 |
3 |
2,5 |
2,0 |
1,5 |
1,25 |
1,1 |
1,0 |
ζ…….. |
0,45 |
0,43 |
0,42 |
0,4 |
0,37 |
0,28 |
0,19 |
0,1 |
0 |
В общем случае коэффициент сопротивления при внезапном сужении трубопровода рассчитывается по выражению (в расчетах принимается скорость жидкости в трубе малого сечения)
,
где F и f – площадь сечений трубопровода соответственно до сужения и в месте сужения.
Для уменьшения вихреобразований и связанных с ним потерь напора, имеющих место при внезапных сужениях, переходную кромку закругляют или выполняют на ней фаску. Максимальный эффект достигается при постепенном (коническом) сужении с плавным сопряжением конического и цилиндрического участков. Для этого может быть рекомендован конус с углом α = 40 ÷ 600. Величина коэффициента ζ в этом случае может быть взята равной 0,1 – 0,15.
5.4.4. Внезапное расширение трубопровода
Условия, соответствующие внезапному расширению трубы, имеют место при вводе жидкости из трубы в баки, силовые цилиндры, пневмогидравлические аккумуляторы, фильтры и прочие емкости.
Величина потери напора для случая внезапного расширения трубы равна скоростному напору потерянной скорости (теорема Борда-Карно):
где и - скорости в трубах малого и большого сечений.
При истечении в трубу (резервуар и прочее) с большим поперечным сечением величина практически равна нулю в соответствии с чем потеря напора составит
.
5.4.5. Сложение потерь
Общая потеря напора в магистрали равна сумме потерь в отдельных ее компонентах. Однако простое суммирование потерь допустимо лишь в том случае, если расстояние между местными сопротивлениями будет больше участка, необходимого для стабилизации потока после прохождения им каждого местного сопротивления. Так, например, жидкость, поступающая из трубы с турбулентным течением в трубу с ламинарным течением, должна протечь некоторый участок трубопровода, прежде чем установится профиль скоростей, соответствующий ламинарному течению. Этот участок называется входным (начальным). При нарушении ламинарного течения каким-либо местным сопротивлением течение стабилизируется также после прохождения жидкостью какого-то пути. Например, нарушение потока, возникающее в отводах, сохраняется на расстоянии около 50 диаметров трубы. Длина lст участка стабилизации может быть подсчитана по выражению
где d – внутренний диаметр трубы.
При тщательном закруглении входных кромок трубы длина начального участка, на котором заканчивается формирование ламинарного потока, уменьшается до ~ 0,029 Red.
Местные сопротивления стремятся по возможности разделить прямолинейными участками и расположить их друг от друга на расстоянии . При необеспечении этого условия поток не успевает стабилизироваться и расчет потерь на местных сопротивлениях усложняется.
Поскольку местные сопротивления магистралей гидравлических систем машин устанавливаются на произвольных расстояниях, потери в них можно учесть лишь приближенно. Трудно также учесть взаимное влияние друг на друга местных сопротивлений, обусловленное малыми расстояниями между ними. Поэтому при практических расчетах трубопроводов потерями на входе и взаимным влиянием местных сопротивлений ввиду их относительно небольшой величины в сравнении с общими потерями обычно пренебрегают.