Расчет диаметров гидролиний

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Октября 2013 в 14:22, контрольная работа

Краткое описание

Под гидроприводом понимают совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением.
В данной работе был произведен расчет магистралей гидропривода.

Содержание

Введение 2
1. Исходные данные 3
2. Расчет диаметров гидролиний 4
3. Расчет гидравлических потерь давления в гидролиниях 6
3.1 Потери давления в линейном сопротивлении 7
3.2 Потери давления в местном сопротивлении 9
4. Построение характеристики гидролинии 11
5. Построение пьезометрической и напорной линии энергии 13
6. Расчет инерционного напора. 15
7. Расчет повышения давления при гидроударе 15
Заключение 17
Список использованных источников. 18

Вложенные файлы: 1 файл

решение гидравлики интернет.docx

— 3.58 Мб (Скачать файл)

СОДЕРЖАНИЕ

 
Введение 2 
 
1. Исходные данные 3 
 
2. Расчет диаметров гидролиний 4 
 
3. Расчет гидравлических потерь давления в гидролиниях 6 
 
3.1 Потери давления в линейном сопротивлении 7 
 
3.2 Потери давления в местном сопротивлении 9 
 
4. Построение характеристики гидролинии 11 
 
5. Построение пьезометрической и напорной линии энергии 13 
 
6. Расчет инерционного напора. 15 
 
7. Расчет повышения давления при гидроударе 15 
 
Заключение 17 
 
Список использованных источников. 18

 
 
 

Введение

 
 
Под гидроприводом понимают совокупность устройств, предназначенных для  приведения в движение механизмов и  машин посредством рабочей жидкости под давлением. 
 
Гидроприводы обладают следующим рядом преимуществ: 
 
• Высокий КПД 
 
• Возможность получения больших сил и мощностей. 
 
• Высокое быстродействие 
 
• Широкий диапазон регулирования 
 
• Обширная номенклатура 
 
В данной работе был произведен расчет магистралей гидропривода. 
 

1. Исходные данные

 
I вариант 
 
N= 26 
 
q1= (4+0.4 26)/60000=0.00024 м3/с; 
 
q2= (42+0.04 26)/6000=0.00087 м3/с; 
 
l1= 0.3м + 0.01 26=0.56м; 
 
l2= 2.2м + 0.1 =4.8м; 
 
l3= 2.5м + 0.1 =5.1м; 
 
l4= 3.2м + 0.1 =5.8м; 
 
l5= 3.7м + 0.1 =6.3м; 
 
l6= 4.2м + 0.1 =6.8м; 
 
l7= 6.1м + 0.1 =8.7м; 
 
Км=1 + 0.01 =1.26; 
 
Рц=1.6МПа + 0.01 =1.86МПа; 
 
Ргм=4МПа + 0.02 =4.52МПа;  
 
  

 
Б – Бак, Н – Насос, Р1 – Распределитель 1, Р2 – Распределитель 2, Ц – гидроцилиндр, М – Гидромотор, Ф – Фильтр. 

2. Расчет диаметров  гидролиний

 
 
Внутренний диаметр: 
 

 
где Q-расход жидкости, Vm –допустимая средняя скорость. 
 
Таблица 1. 
 
Значение допустимых средних скоростей течения жидкости в гидролиниях 
 

 
Назначение гидролинии

 
Vm, м/c не более

 
Всасывающая

 
1.2

 
Сливная

 
2

 
Нагнетательная при давлениях, МПа:

 

 

 
до 2.5

 
3

 
до 5.0

 
4

 
до 10.0

 
5

 
свыше 15.0

 
8-10


 
 
Расход на участках: 
 

 

 

 

 

 

 

 
Участок 1 
 

 
= 0.0342 м; 
 
Участок 2 
 

 
= 0.0188 м; 
 
Участок 3 
 

 
= 0.0101 м; 
 
Участок 4 
 

 
2 = 0.0143 м; 
 
Участок 5 
 

 
= 0.017 м; 
 
Участок 6 
 

 
D = 2 = 0.0192 м; 
 
Участок 7 
 

 
= 0.0273 м. 
 
Округлим диаметры по ГОСТ: 
 
мм,   мм,   мм,   мм,  
 
 мм,   мм,   мм. 
 
По принятым диаметрам определяем истинные скорости на участках гидролиний: 
 
 
 
= 1.154 м/с; 
 
= 3.915 м/с; 
 
= 2.525 м/с; 
 
= 1.711 м/с; 
 
 = 3.833 м/с; 
 
 = 2.769 м/с; 
 
 = 1.904 м/с. 
 
Таблица 2. 
 
Исходные данные для расчета гидравлических потерь

 
№ Участка

 
Назначение

 
Допустимая скорость 
 
Vm, м/с

 
Расчетная скорость 
 
V, м/с

 
Расход Q, л/мин

 
Расчетный диаметр D, мм

 
Диаметр принятый по ГОСТ

 
Длина участка l, м

 
1

 
Всасывающая

 
1.2

 
1.154

 
66.6

 
34.2

 
35

 
0.56

 
2

 
Нагнетательная

 
4

 
3.915

 
66.6

 
18.8

 
19

 
4.8

 
3

 
Нагнетательная

 
3

 
2.525

 
14.4

 
10.1

 
11

 
5.1

 
4

 
Сливная

 
2

 
1.711

 
18.1

 
14.3

 
15

 
5.8

 
5

 
Нагнетательная

 
4

 
3.833

 
52.2

 
17

 
17

 
6.3

 
6

 
Сливная

 
2

 
2.769

 
52.2

 
19.2

 
20

 
6.8

 
7

 
Сливная

 
2

 
1.904

 
60

 
27.3

 
28

 
8.7


 
 
Толщина стенки нагнетательной гидролинии проверим по формуле: 
 
 
где k=2 – коэффициент запаса; p – давление на данном участке трубы; d – значение внутреннего диаметра гидролинии; [?]=50МПа – допускаемое напряжения на разрыв материала гидролиний. 
?=   =3.5 10-5м; 
 
?=   = 7.068 10-4м; 
 
?=   = 4.092 10-4м; 
 
?=   = 1.5 10-4м; 
 
?=  = 6.324 10-4м; 
 
?=   = 2 10-4м; 
 
?=   = 2.8 10-4м. 
 

3. Расчет гидравлических  потерь давления в гидролиниях

 
 
Гидравлические потери давления в  гидролиниях складываются из суммы потерь в линейных сопротивлениях и потерь в местных сопротивлениях. 
 

3.1 Потери давления  в линейном сопротивлении

 
∆p= ? ? . 
 
Для вычисления коэффициента гидравлического сопротивления ? необходимо определить режим движения жидкости по числу Рейнольдса: 
 
Re= , 
 
где v = 20мм2/c – коэффициент кинематической вязкости рабочей жидкости. 
 
Если Re ? Reкр, то режим движения рабочей жидкости на данном участке гидролинии – ламинарный и 
 
?= , 
 
если Re > Reкр, то режим движения рабочей жидкости на данном участке – турбулентным и для гидравлически гладких труб определяется по формуле Блазиуса 
 
?= . 
 
Re=  = 2020 – режим движения ламинарный; 
 
Re=  = 3719 – режим движения турбулентный; 
 
Re=  = 1389 – режим движения ламинарный; 
 
Re=  = 1283 – режим движения ламинарный; 
 
Re=  = 3258 – режим движения турбулентный; 
 
Re=  = 2769 – режим движения турбулентный; 
 
Re=  = 2666 – режим движения турбулентный. 
 
Находим коэффициент гидравлического трения: 
 
?=  = 0.032; 
 
?=  = 0.041; 
 
?=  = 0.046; 
 
?=  = 0.05; 
 
?=  = 0.042; 
 
?=  = 0.044; 
 
?=  = 0.044; 
 
Находим потери давления с учетом того, что ? = ?g=8673 Н/м3 
 
∆pl1 =  = 301 Па 
 
∆pl2 =  = 7020 Па 
 
∆pl3 =  = 60128 Па 
 
∆pl4 =  = 25028 Па 
 
∆pl5 =  = 101120 Па 
 
∆pl6 =  = 50721 Па 
 
∆pl7 =  = 21916 Па 
 
Таблица 3. 
 
Результаты расчета потерь давления в линейных сопротивлениях

 
№ Участка

 
Длина гидролинии, l, м

 
Внутренний диаметр d,мм

 
Расход жидкости Q, л/мин

 
Средняя скорость, V, м/с

 
Число Рейнольдса 
 
Re

 
Коэфф. гидравлич. 
 
трения ?

 
Потери давл. ∆pl, Па

 
1

 
0.56

 
35

 
66.6

 
1.154

 
2019

 
0.032

 
301

 
2

 
4.8

 
19

 
66.6

 
3.915

 
3719

 
0.041

 
7020

 
3

 
5.1

 
11

 
14.4

 
2.525

 
1389

 
0.046

 
60128

 
4

 
5.8

 
15

 
18.1

 
1.711

 
1283

 
0.05

 
25028

 
5

 
6.3

 
17

 
52.2

 
3.833

 
3258

 
0.042

 
101120

 
6

 
6.8

 
20

 
52.2

 
2.769

 
2769

 
0.044

 
50721

 
7

 
8.7

 
28

 
60

 
1.904

 
2666

 
0.044

 
21916


 
 
 

3.2 Потери давления  в местном сопротивлении

 
∆pм = ? ? , 
 
где ? – коэффициент данного местного сопротивления. 
 
Участок 1 
 
∆pм1 =  = 801 Па; 
 
∆pм1 =  = 1282 Па. 
 
Участок 2 
 
∆pм2 =  = 3389 Па; 
 
∆pм2 =  = 10166 Па. 
 
Участок 3 
 
∆pм3 =  = 2255 Па; 
 
∆pм3 =  = 16915 Па. 
 
Участок 4 
 
∆pм4 =  = 647 Па; 
 
∆pм4 =  = 7767 Па. 
 
Участок 5 
 
∆pм5 =  = 38980 Па; 
 
∆pм5 =  = 5197 Па. 
 
Участок 6 
 
∆pм6 =  = 1695 Па; 
 
∆pм6 =  = 20343 Па; 
 
∆pм6 =  = 7459 Па. 
 
Участок 7 
 
∆pм7 =  = 11221 Па; 
 
∆pм7 =  = 1282 Па. 
 
Таблица 4 
 
Результаты расчета потерь давления в местных сопротивлениях

 
№ Участка

 
Вид сопротивления

 
Количество

 
Коэффициент 
 
местного сопротивления

 
Потери давления ∆pм, МПа

 
Сумма потерь давления, МПа

 
1

 
Вн. сужение 
 
Вн. расширен.

 

 
1

 
0.5 
 
0.8

 
0.000801 
 
0.001282

 
0.002083

 
2

 
Вн. сужение 
 
Тройник

 

 
1

 
0.5 
 
1.5

 
0.003389 
 
0.010166

 
0.013555

 
3

 
Вн. расширен. 
 
Распределитель

 

 
1

 
0.8 
 
6

 
0.002255 
 
0.016915

 
0.01917

 
4

 
Вн. сужение 
 
Распределитель

 

 
1

 
0.5 
 
6

 
0.000647 
 
0.007767

 
0.008414

 
5

 
Распределитель 
 
Вн. расширен.

 

 
1

 

 
0.8

 
0.038980 
 
0.005197

 
0.044177

 
6

 
Вн. сужение 
 
Распределитель 
 
Тройник

 

 

 
1

 
0.5 
 

 
2.2

 
0.001695 
 
0.020343 
 
0.007459

 
0.029497

 
7

 
Фильтр 
 
Вн. расширен.

 

 
1

 

 
0.8

 
0.011221 
 
0.001282

 
0.012503


 
 
Далее определим общие потери давления в гидроприводе. Суммарные потери в гидролиниях гидроцилиндра (участки 2-3-4-7) равны:  
 
∆pгц = ∆pl2+∆pl3+(∆pl4+∆pl7) км+∆pм2+∆pм3+(∆pм4+∆pм7) км, 
 
где км – коэффициент мультипликации; 
 
∆pгц =   = 168124 Па. 
 
Суммарные потери в гидролиниях гидромотора (участки 2-5-6-7) равны: 
 
∆pгм = ∆pl2+∆pl5+∆pl6+∆pl7+∆pм2+∆pм5+∆pм6+∆pм7
 
∆pгм =  = 280509 Па. 
 
Теперь определим давление насоса, необходимое для обеспечения функционирования гидроцилиндра и гидромотора, при условии их независимой работы: 
 
pнц = ∆pгц+pц
 
pнгм = ∆pгм+pгм
 
pнц = 0.168124+1.86 = 2.02МПа; 
 
pнгм = 0.280509+4.52 = 4.8МПа. 
 
Поскольку гидроцилиндр и гидромотор должны работать вместе, то необходимо повысить давление в менее нагруженной ветви до большего для этого установим в гидролинии 4 дополнительный дроссель. 
 
∆pдр4 = ∆pнгм – pнц , так как pнгм>pнц; 
 
∆pдр4 = 4.83 – 2.02 = 2.81МПа. 
 

4. Построение характеристики  гидролинии

 
 
Суммарную потерю напора в общем  случае удобно выразить формулой: 
 
 
 
где A и m – коэффициент пропорциональности и показатель степени, учитывающие сопротивление гидролинии. 
 
Qкр = S Vкр;  
 
Vкр =  ;  
 
S =  ;  
 
S =  = 0.0002 м2
 
Vкр =  = 2.729 м/с; 
 
Qкр =  = 0.00061 м3/с; 
 
Q= Qкр = 0.00061 м3/с; 
 
Q= 1.3Qкр = 0.00079 м3/с; 
 
Q= 1.6Qкр = 0.00097 м3/с; 
 
Q= 1.9Qкр = 0.0011 м3/с; 
 
?h = (??+? ; 
 
?h= ( 8.236 м; 
 
?h= ( 13.831 м; 
 
?h= ( 20.825 м; 
 
?h= ( 26.781 м. 
 
 
 

5. Построение пьезометрической  и напорной линии энергии

 
 
Атмосферное давление: H= P1/? =  = 11.53 м; 
 
Напор насоса: Hнас = Pнгм/? =  = 556.9 м; 
 
Hгм = Pгм/? =   = 521.15 м; 
 
Потери напора на участках: 
 
?h = h+ hm 
 
h= ?  
 
h= ?  
 
Участок 1: 
 
h=   = 0.035 м; 
 
hmн =  = 0.088 м. 
 
Участок 2: 
 
h=  = 8.094 м; 
 
hmтр =  = 1.172 м. 
 
Участок 3: 
 
h=   = 6.933 м; 
 
hmр =   = 1.95 м. 
 
Участок 4: 
 
h=  = 2.866 м; 
 
hmгм =   = 0.974 м. 
 
Участок 5: 
 
h=   = 11.659 м; 
 
hmр =  = 2.346 м. 
 
Участок 6: 
 
h=   = 5.848 м; 
 
hmтр =  = 0.407 м. 
 
Участок 7: 
 
h=   = 2.527 м; 
 
hmф =  = 1.294 м. 
 
Определим значения полных напоров вначале и в конце каждого участка гидролинии: 
 
H= H– hl1 = 11.53 – 0.035 = 11.495 м; 
 
H’= H+ Hнас – hmн = 11.495 + 556.9 – 0.088 = 568.3 м; 
 
H= H’– hl2 = 568.3 – 8.094 = 560.21 м; 
 
H’= H– hmтр = 560.21 – 1.172 = 559.04 м; 
 
H= H’– hl3 = 559.04 – 6.933 = 552.1 м; 
 
H’= H– hmр = 552.1 – 1.95 = 550.15 м; 
 
H= H`– hl4 = 550.15 – 2.866 = 547.3 м; 
 
H`= H– Hгм – hmгм = 547.3 – 521.15 – 0.974 = 25.176 м; 
 
H= H`– hl5 = 25.176 – 11.659 = 13.517 м; 
 
H`= H– hmр = 13.517 – 2.346 = 11.171 м; 
 
H= H`– hl6 = 11.171 – 5.848 = 5.323 м; 
 
H`= H– hmтр = 5.323 – 0.407 = 4.916 м; 
 
H= H`– hl7 = 4.916 – 2.527 = 2.389 м; 
 
H`= H– hф = 2.389 – 1.294 = 1.095 м.  
 
Графика удельной энергии приведен в приложении 1. 

Информация о работе Расчет диаметров гидролиний