ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.04.2024
Просмотров: 61
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
n этого вала полезная мощность определяется по формуле:
Коэффициент полезного действия гидродвигателя ηгд – это отношение полезной мощности, развиваемой гидродвигателем, к потребляемой им мощности:
Гидродвигатель с возвратно-поступательным движением выходного звена (гидроцилиндр) вместо частоты вращения и момента характеризуется:
•скоростью поступательного движения штока V [м/с];
•преодолеваемой внешней силой (нагрузка на штоке) F [Н]. Отсюда полезная мощность, развиваемая гидроцилиндром, определяется по формуле:
Коэффициент полезного действия гидромашины позволяет оценить, какая часть потребляемой мощности теряется в ней.
В гидромашинах различают три основных вида потерь энергии. Гидравлические потери – это потери напора на движение жидкости в каналах внутри гидромашины, оцениваются гидравлическим КПД ηг. Применительно к насосу гидравлический КПД равен:
где Hн – действительный напор, передаваемый насосом жидкости; Hт – теоретический напор насоса;
Σh – суммарные потери напора на движение жидкости внутри насоса.
Объемные потери – это потери на утечки и циркуляцию жидкости через зазоры внутри гидромашины из области высокого давления в область низкого, оцениваются объемным КПД ηо.
Применительно к насосу объемный КПД равен:
где Qн – действительная подача насоса, поступающая в гидросистему; Qт – теоретическая подача насоса;
qут – суммарная утечка жидкости через зазоры внутри насоса из области нагнетания в область всасывания;
Механические потери – это потери на механическое трение в подшипниках и уплотнениях гидромашины, оцениваются механическим
КПД ηм.
Применительно к насосу механический КПД определяется по формуле:
где ∆Nтр – мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения, возникающих в подшипниках и уплотнениях насоса;
Nг – гидравлическая мощность насоса – это та мощность, которую на-
сос передал бы жидкости, если бы не было объемных и гидравлических потерь, т.е.
Запишем выражение для полного КПД насоса ηн (1.9) в виде:
η= HнρgQн
нN
и умножим числитель и знаменатель на гидравлическую мощность. Используя формулу (1.19), получим
После сокращения и перегруппировки множителей получим
Таким образом, полный КПД насоса ηн равен произведению трех частных КПД – гидравлического ηг, объемного ηо и механического ηм.
Кроме перечисленных, одним из основных параметров, позволяющим судить о возможностях гидромашины, является ее внешняя характеристика. Обычно в паспорте на характеристике указывается зона, в пределах которой рекомендуется его эксплуатация. Эта зона называется рабочей частью характеристики.
Под характеристикой насоса
в большинстве случаев понимается графическая зависимость основных его технических показателей (напора, давления, мощности, КПД и т.д.) от подачи при постоянных значениях частоты вращения приводного вала, вязкости и плотности рабочей жидкости на входе в насос.
Все гидромашины по принципу действия делятся на два основных типа: динамические и объемные.
Динамическая гидромашина – это гидромашина, в которой силовое взаимодействие ее рабочего органа с жидкостью происходит в проточной полости, постоянно сообщенной с входом и выходом гидромашины.
Объемная гидромашина – это гидромашина, в которой силовое взаимодействие ее рабочего органа с жидкостью происходит в герметичной рабочей камере, попеременно сообщающейся с входом и выходом гидромашины.
Динамическую гидромашину также называют «проточной», так как в ней внутренняя полость всегда сообщена как с ее входом, так и с выходом, а объемную – «герметичной», потому что в ней герметичная рабочая камера может быть подключена либо только к входу гидромашины, либо только к ее выходу. Это значит, что в объемной гидромашине вход и выход всегда герметично отделены друг от друга.
Для рабочего процесса динамической гидромашины характерны большие скорости движения ее рабочих органов и рабочей жидкости, а рабочий процесс объемной гидромашины заключается в силовом взаимодействии рабочей жидкости и вытеснителя гидромашины. Большие скорости движения жидкости и рабочих органов объемной гидромашины при этом в принципе не обязательны, так как основную роль в рабочем процессе играет давление, которое создается в результате действия больших сил на малые площади.
Вариант 2.
Задача 1.
Какой прибор (пьезометр, ртутный манометр, механический манометр) целесообразно установить в гидроцилиндре на глубине Н = 0,3 м, если к поршню приложена сила Р = 0,1 кН. Расстояние от точки измерения давления до уровня ртути в ртутном манометре а = 0,05 м. Плотность жидкости в цилиндре 900 кг/м3, плотность ртути рт = 13 600 кг/м3.
Определение давления в гидроцилиндре разными приборами: 1 - ртутный манометр; 2 - поршень; 3 - пьезометр; 4 - манометр; 5 - вода; 6 - ртуть
Решение. Манометрическое давление на измеряемой глубине:
=P/s+pgH=4P/(π
)+pgH , где s- площадь поршня, s=π /4;
=
+900*9,81*0,3= 106639,3 Па = 106,64кПа
Высота жидкости в пьезометре по формуле: h
= 
=12,08 м.
Высота столба ртути
в ртутном манометре определяется из формулы: = 
g -
,
Отсюда =
=
| Nп = M гдω. | (1.13) |
Коэффициент полезного действия гидродвигателя ηгд – это отношение полезной мощности, развиваемой гидродвигателем, к потребляемой им мощности:
| | ηгд = | Nп | = | M гдω | = | M гдω | . | (1.14) |
| | N | HгдρgQгд | ∆pгдQгд | |||||
| | | | | | |
Гидродвигатель с возвратно-поступательным движением выходного звена (гидроцилиндр) вместо частоты вращения и момента характеризуется:
•скоростью поступательного движения штока V [м/с];
•преодолеваемой внешней силой (нагрузка на штоке) F [Н]. Отсюда полезная мощность, развиваемая гидроцилиндром, определяется по формуле:
| Nп = FV . | (1.15) |
Коэффициент полезного действия гидромашины позволяет оценить, какая часть потребляемой мощности теряется в ней.
В гидромашинах различают три основных вида потерь энергии. Гидравлические потери – это потери напора на движение жидкости в каналах внутри гидромашины, оцениваются гидравлическим КПД ηг. Применительно к насосу гидравлический КПД равен:
| η | г | = | Hн | = | Hн | , | (1.16) |
| | Hн + ∑h | ||||||
| | | H т | | | |||
где Hн – действительный напор, передаваемый насосом жидкости; Hт – теоретический напор насоса;
Σh – суммарные потери напора на движение жидкости внутри насоса.
Объемные потери – это потери на утечки и циркуляцию жидкости через зазоры внутри гидромашины из области высокого давления в область низкого, оцениваются объемным КПД ηо.
Применительно к насосу объемный КПД равен:
| ηо = | Q | н | = | Q | н | = | Qн − qут | =1 − | qут | , | (1.17) | ||||||
| | | Qн + qут | Qт | Qт | |||||||||||||
| | Qт | | | | | ||||||||||||
где Qн – действительная подача насоса, поступающая в гидросистему; Qт – теоретическая подача насоса;
qут – суммарная утечка жидкости через зазоры внутри насоса из области нагнетания в область всасывания;
Механические потери – это потери на механическое трение в подшипниках и уплотнениях гидромашины, оцениваются механическим
КПД ηм.
Применительно к насосу механический КПД определяется по формуле:
| ηм = | N − ∆Nтр | = | N | г | , | (1.18) |
| N | | | ||||
| | | N | | |||
где ∆Nтр – мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения, возникающих в подшипниках и уплотнениях насоса;
Nг – гидравлическая мощность насоса – это та мощность, которую на-
сос передал бы жидкости, если бы не было объемных и гидравлических потерь, т.е.
| Nг = N −∆Nтр = (Hн + ∑h)ρg(Qн + qут ). | (1.19) |
Запишем выражение для полного КПД насоса ηн (1.9) в виде:
η= HнρgQн
нN
и умножим числитель и знаменатель на гидравлическую мощность. Используя формулу (1.19), получим
| | HнρgQнNг |
| ηн = | N (Hн + ∑h)ρg(Qн + qут ). |
После сокращения и перегруппировки множителей получим
| η | н | = | Hн | | Qн | | Nг | = η | г | η | о | η | м | . | (1.20) |
| Hн + ∑h | | | |||||||||||||
| | | | Qн + qут | N | | | | | |||||||
Таким образом, полный КПД насоса ηн равен произведению трех частных КПД – гидравлического ηг, объемного ηо и механического ηм.
Кроме перечисленных, одним из основных параметров, позволяющим судить о возможностях гидромашины, является ее внешняя характеристика. Обычно в паспорте на характеристике указывается зона, в пределах которой рекомендуется его эксплуатация. Эта зона называется рабочей частью характеристики.
Под характеристикой насоса
в большинстве случаев понимается графическая зависимость основных его технических показателей (напора, давления, мощности, КПД и т.д.) от подачи при постоянных значениях частоты вращения приводного вала, вязкости и плотности рабочей жидкости на входе в насос.
Все гидромашины по принципу действия делятся на два основных типа: динамические и объемные.
Динамическая гидромашина – это гидромашина, в которой силовое взаимодействие ее рабочего органа с жидкостью происходит в проточной полости, постоянно сообщенной с входом и выходом гидромашины.
Объемная гидромашина – это гидромашина, в которой силовое взаимодействие ее рабочего органа с жидкостью происходит в герметичной рабочей камере, попеременно сообщающейся с входом и выходом гидромашины.
Динамическую гидромашину также называют «проточной», так как в ней внутренняя полость всегда сообщена как с ее входом, так и с выходом, а объемную – «герметичной», потому что в ней герметичная рабочая камера может быть подключена либо только к входу гидромашины, либо только к ее выходу. Это значит, что в объемной гидромашине вход и выход всегда герметично отделены друг от друга.
Для рабочего процесса динамической гидромашины характерны большие скорости движения ее рабочих органов и рабочей жидкости, а рабочий процесс объемной гидромашины заключается в силовом взаимодействии рабочей жидкости и вытеснителя гидромашины. Большие скорости движения жидкости и рабочих органов объемной гидромашины при этом в принципе не обязательны, так как основную роль в рабочем процессе играет давление, которое создается в результате действия больших сил на малые площади.
Список литературы
-
https://studfile.net/preview/950040/ -
https://core.ac.uk/download/328380445.pdf -
https://cchgeu.ru/upload/iblock/6e4/rab_progr_gidrigidropnevmopr_nttkptsdmio_01.09.2015.pdf -
https://siurgtu.ru/sveden/files/MU_230301_Gidravlika_i_gidropnevmoprivod_MU_k_PR.pdf -
http://dspace.kgsu.ru/xmlui/bitstream/handle/123456789/4250/ -
https://omgtu.ru/general_information/faculties/faculty_of_transport_oil_and_gas/the_department_quot_hydromechanics_and_transport_machines_quot/ -
https://studref.com/638831/tehnika/gidravlika_i_gidropnevmoprivod_gidravlicheskie_mashiny_i_gidropnevmoprivod
Вариант 2.
Задача 1.
Какой прибор (пьезометр, ртутный манометр, механический манометр) целесообразно установить в гидроцилиндре на глубине Н = 0,3 м, если к поршню приложена сила Р = 0,1 кН. Расстояние от точки измерения давления до уровня ртути в ртутном манометре а = 0,05 м. Плотность жидкости в цилиндре 900 кг/м3, плотность ртути рт = 13 600 кг/м3.
Определение давления в гидроцилиндре разными приборами: 1 - ртутный манометр; 2 - поршень; 3 - пьезометр; 4 - манометр; 5 - вода; 6 - ртуть
Решение. Манометрическое давление на измеряемой глубине:
=P/s+pgH=4P/(π )+pgH , где s- площадь поршня, s=π /4; = +900*9,81*0,3= 106639,3 Па = 106,64кПаВысота жидкости в пьезометре по формуле: h
= =12,08 м.Высота столба ртути
в ртутном манометре определяется из формулы: = g - ,Отсюда
= =