3 Расчет нагнетательного и сливного трубопроводов

Расчетное значение внутреннего диаметра трубы:

,

где – расчетный объемный расход на входе в трубопровод, – допустимая скорость движения жидкости. Принимаем допустимую скорость движения жидкости для нагнетательного трубопровода – 4 м/с, для сливного – 2 м/с.

Внутренний расчетный диаметр труб:

нагнетательного трубопровода и участка сливного трубопровода от исполнительного органа до реверсивного золотника –

сливного трубопровода на участке от реверсивного золотника до бака –

Принимаются бесшовные холоднодеформируемые трубы:

на нагнетательном трубопроводе –

труба, имеющая наружный диаметр,

толщину стенки и внутренний диаметр

на сливном трубопроводе –

труба, имеющая наружный диаметр,

толщину стенки и внутренний диаметр

Рассчитаем действительную скорость движения жидкости в трубопроводах:

.

в нагнетательном трубопроводе –

;

в сливном трубопроводе –

.

В качестве рабочей жидкости принимаем масло индустриальное И– 20А со следующими параметрами:

плотность – ,

коэффициент кинематической вязкости – .

Потеря давления при движении жидкости по трубопроводу рассчитывается по зависимости Вейсбаха-Дарси:

,

где – длина трубопровода,– плотность жидкости, зависит от типа жидкости в трубопроводе, – коэффициент сопротивления

–для ламинарного режима, когда ;

–для турбулентного режима, когда ,

где – число Рейнольдса:

,

где – коэффициент кинематической вязкости жидкости.

Нагнетательный трубопровод состоит из двух участков АБ и ВС.

Для нагнетательного трубопровода:

.

Так как , то режим турбулентный.

,

;

.

Для сливного трубопровода:

.

Так как , то режим турбулентный.

,

.

4 Расчет потерь давления в местных гидравлических сопротивлениях

Участки трубопровода при прохождении жидкостью которых вектор скорости изменяется по величине или направлению называют местными гидравлическими сопротивлениями. Потери давления при прохождении жидкости через местное гидравлическое сопротивление рассчитывается по зависимости Борда-Карно:

,

где – коэффициент местного гидравлического сопротивления, который определим из таблицы 4.1 методуказаний.

Для угла – ;

Для угла – ;

Для угла – ;

Для угла – ;

Суммарные потери с учетом всех местных сопротивлений составят:

Тогда для нагнетательного трубопровода:

,

.

Для сливного:

,

.

5 Выбор гидроаппаратуры и определение потерь давления

Гидравлическая аппаратура выбирается из таблиц 5.1 … 5.10при соблюдении следующих условий:

где и- соответственно номинальное паспортное давление гидроаппарата и расчетный перепад давления на исполнительном органе привода;

и - соответственно номинальный паспортный объемный расход гидроаппарата и расчетный максимальный расход на входе в исполнительный орган привода.

Для выбранного типоразмера гидроаппарата определяется действительная потеря давления при прохождении расчетного расхода через гидроаппарат:

где - паспортное значение потери давления при проходе через гидроаппарат номинального паспортного расхода;

- действительное значение расхода, проходящего через гидроаппарат.

На нагнетательном трубопроводе установлены:

напорный фильтр, приемный фильтр, предохранительный клапан с пропорциональным электрическим управлением, реле давления, манометр, дроссельный распределитель с пропорциональным электрическим управлением.

На нагнетательном участке трубопровода объемный расход составляет при давлении .

Из каталога выбираем:

1 Приемный фильтр ФВСМ 80, имеющий техническую характеристику:

номинальный расход – 53∙10^-4м²/с > 46,76∙10^-4м²/с;

потеря давления – 0,007∙10⁶Н/м²;

диаметр условного прохода – 0,08 м;

точность фильтрации – 80 мкм;

масса – 10 кг.

Потеря давления жидкости при прохождении каналов приемного фильтра

2 Напорный фильтр 4ФГМ 32, имеющий техническую характеристику:

номинальное давление – >;

номинальный расход – 53∙10^-4м²/с > 46,76∙10^-4м²/с;

потеря давления – 0,12∙10⁶Н/м²;

диаметр условного прохода – 0,048 м;

точность фильтрации – 10 мкм;

масса – 19,5 кг.

Потеря давления жидкости при прохождении каналов напорного фильтра

3 Предохранительный клапан ПКПД32-20, имеющий техническую характеристику:

номинальное давление – ;

номинальный расход – 0,0042м²/с;

потеря давления – 0,35∙10⁶ Н/м²;

объемный расход утечек – ;

диаметр условного прохода –0,032м.

Потеря давления жидкости при прохождении каналов предохранительного клапана

4 Дроссельный распределитель с пропорциональным электрическим управлением РП20, имеющий техническую характеристику:

номинальное давление - 32∙10⁶Н/м²> 15,14∙10⁶Н/м²;

номинальный расход – 50∙10^4м²/с > 46,76∙10^4м²/с;

потеря давления – 1∙10⁶Н/м²;

объемный расход утечек – 13∙10^6м³/с;

диаметр сопла – 0,8∙10^-3м;

максимальное смещение заслонки – 0,8∙10^-3м;

расход через сопло при давлении управления 1∙10⁶Н/м² и среднем положении заслонки – 0,47∙10^4м³/с;

диаметр золотника – 45∙10^-3м;

максимальное смещение золотника – 3,46∙10^-3м;

коэффициент обратной связи гидравлического моста – 0,23;

условный проход – 0,025 м;

масса – 2,5 кг.

Потеря давления жидкости при прохождении каналов дроссельного распределителя

5 Манометр МТП-60 со следующими характеристиками:

контролируемое давление – 0,1…40 МПа;

объемный расход утечек – 0;

класс точности – 1,5;

масса – 0,2 кг.

6 Реле давления ГПГ62-11 со следующими характеристиками:

контролируемое давление – 5…32 МПа;

объемный расход утечек – 0,83∙10^6 м³/с;

масса – 2,3 кг.

После определения расчетных значений потерь давления в каждом гидроаппарате рассчитываются суммарные потери в гидроаппаратуре, установленной в нагнетательной линии АБ и в сливной линии ВГ:

.

На сливном трубопроводе установлены:

сливной фильтр, реле давления, манометр, дроссельный распределитель с пропорциональным электрическим управлением.

На сливном участке трубопровода объемный расход составляет при давлении .

Дроссельный распределитель, манометр и реле давления были нами выбраны при расчете потерь в аппаратуре нагнетательного участка трубопровода, поэтому для сливного участка мы рассчитаем только потери на дроссельном распределителе и выберем сливной фильтр.

Потеря давления жидкости при прохождении каналов дроссельного распределителя

Принимаем сливной фильтр ФС 400 со следующими характеристиками:

номинальное давление – <;

номинальный расход – 67∙10^-4м²/с > 34,69∙10^-4м²/с;

потеря давления – 0,1∙10⁶Н/м²;

диаметр условного прохода – 0,063 м;

точность фильтрации – 25 мкм;

масса – 19,5 кг.

Потеря давления жидкости на сливном фильтре:

Суммарные потери на аппаратуре сливной линии: