§ 1.6 Расход жидкости через отверстия

1.6.1 Расход масла через отверстие или щель любой формы малой длины вычисляется по формуле:

, л/мин,

где – коэффициент расхода; в диапазоне Re=40-40000 =0,6-0,65 для отверстий с острыми кромками и =0,8-0,9 для отверстий с притуплёнными или закруглёнными кромками;

f – площадь отверстия, мм²; g = 9,81 м/с²; , Н/м³; , кг/м³;

– расчётная разность давлений, под действием которой происходит истечение, МПа.

Коэффициент расхода есть отношение действительного расхода к тому расходу, который имел бы место при отсутствии сжатия струи и сопротивления. Вследствие влияния этих двух факторов коэффициент расхода всегда меньше единицы.

Для масел, применяемых в станочных гидроприводах, расход через отверстие в тонкой стенке (диафрагме) можно принять равным:

, л/мин (f, мм²; р, МПа).

1.6.2 Расход масла через капилляры – длинные каналы малого диаметра (l / d >20) – при ламинарном потоке

л/мин,

где d – диаметр канала, мм;

– перепад давлений, МПа;

– коэффициент динамической вязкости, Пас;

– коэффициент кинематической вязкости, сСт; , кг/м³;

l – длина канала, мм.

§ 1.7 Гидравлический удар

Гидравлическим ударом обычно называют резкое повышение давления, возникающее в напорном трубопроводе при внезапном торможении потока жидкости. Точнее говоря, гидравлический удар представляет собой колебательный процесс, возникающий в упругом трубопроводе с жидкостью при внезапном изменении её скорости. Этот процесс является очень быстротечным и характеризуется чередованием резких повышений и понижений давления. Изменение давления при этом тесно связано с упругими деформациями жидкости и стенок трубопровода.

Гидравлический удар чаще всего возникает при быстром закрытии или открытии крана или иного устройства управления потоком. Однако могут быть и другие причины его возникновения.

Теоретическое и экспериментальное исследование гидравлического удара в трубах было впервые выполнено Н.Е.Жуковским и опубликовано в его фундаментальной работе "О гидравлическом ударе", вышедшей в свет в 1898 г.

§ 1.8 Утечки

Наличие утечек масла в гидросистеме уменьшает его подачу и увеличивает потери мощности. Утечки оказывают значительное влияние на характеристики работы гидросистемы, снижают равномерность скорости рабочих движений и ограничивают диапазон регулирования скоростей.

Утечки обычно происходят через зазоры, представляющие узкие (капиллярные) щели. Для них Re_кр = 1000-1200. Число Рейнольдса зависит от величины щели× , а поскольку размеры щели в гидроагрегатах не превышают 10-15мкм, поток жидкости для распространенных условий работы (давлений и вязкости жидкостей) носит обычно ламинарный характер.

§ 1.8.1 Утечки через кольцевой зазор

Утечки масла через концентричный кольцевой зазор (рис. А4,а) между поршнем или плунжером и корпусом аппарата определяется по формуле:

где d – внутренний диаметр кольцевого зазора (диаметр поршня, золотника, плунжера), мм;

– радиальный зазор, мкм;

= p₁ – p₂ - перепад давления в зазоре, МПа;

– абсолютная вязкость масла, Па·с;

l – длина зазора вдоль оси, мм.

Если на поверхности поршня (плунжера) имеются кольцевые проточки (канавки), то в расчёт принимается длина поршня за вычетом длины кольцевых проточек (для примера по рис. А5 l = L – 2с).

Рис. А4 Рис. А5

Утечки в эксцентричной кольцевой щели (рис. А4,б) больше, чем в концентричной. При максимальном эксцентриситете е: Q_{ут.э.к.з} = 2,5 × Q _{ут.к.к.з}.