Файл: Терехин, Н. И. Расчет параметров объемной гидравлической передачи машин инженерного вооружения учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 75
Скачиваний: 0
ленный конец рукава вставляется в соединительную муфту 1, из
готовляемую из стали Ст. 45 с улучшением до твердости НВ = 240—270. В резьбу соединительной муфты 1 ввинчивают ко нический ниппель 2, для закручивания которого служит временная монтажная пробка 3. Для присоединения к гидроагрегату на нип пель 2 предварительно надевается гайка 4, кольцо 5 и уплотнитель ное кольцо 6 круглого сечения из маелоетойкой резиноюмеси. Для
Рис. 27. Разборная заделка гибкого рукава
предохранения собранного рукава от засорения на гайку 4 навин
чивается заглушка 7. Простота и надежность работы такого сое динения, а также возможность его выполнения в полевых усло виях обеспечивают этому способу широкое распространение.
Присоединение трубопроводов к гидроаппаратуре, а также их соединение между собой должно быть надежным в смысле проч ности и плотности. Для всасывающих трубопроводов, в которых имеется разрежение, плотные соединения должны исключить под сос воздуха.
При выборе трубопроводов в гидропередачах машин инженер ного вооружения представляют интерес такие их параметры, как сопротивление течению рабочей жидкости (гидравлические поте ри), размеры проходных сечений, толщина стенок и жесткость.
60
Compохмеление течению рабочей жидкости в трубопроводах определяется по уравнению Бернулли: при установившемся тече-
a v 2
иии жидкости изменение суммы трех напоров — скоростного — ,
пьезометрического (давления) — и высотного <г — между двумя
Т
любыми сечениями равно потерянному напору h между этими же
сечениями, т. е.
avi |
+ г1 |
av% |
, р 2 . |
г2 = /г, |
( 118) |
+ |
2 g |
Н-------+ |
z* |
|
|
2* |
|
Т |
|
|
где v — скорость потока;
а— коэффициент, для ламинарного потока а = 2, для турбу лентного а= 1;
р— абсолютное давление;
z — |
уровень жидкости, соответствующий нулевому уровню; |
7 — |
удельный вес рабочей жидкости. |
Потери напора в трубопроводе складываются из двух величин: из потерь hB на вязкое трение между слоями рабочей жидкости и потерь hMв местах сопротивления (в угольниках, ответвлениях,
кранах, местах расширения или сужения потока и т. п.). При рас чете трубопроводов эти потери принято учитывать в долях скоро стного напора по формулам
|
v 2 |
(119) |
|
h |
|
|
27 |
|
|
V 2 |
( 120) |
|
2 7 ’ |
|
|
|
|
где |
X — коэффициент сопротивления по длине трубопровода; |
|
|
L — длина трубопровода, ж; |
|
|
d — внутренний диаметр трубопровода, ж; |
зависящий от |
|
См — коэффициент местного сопротивления, |
|
|
числа Рейнольдса Re, формы местного |
сопротивления, |
|
шероховатости его поверхности и т. п. |
|
|
Число Рейнольдса, как известно, определяет режим движения |
|
рабочей жидкости и определяется по формуле |
|
|
|
Re = ^ ~ , |
(121) |
где |
v — средняя скорость потока; |
|
|
d — внутренний диаметр трубопровода; |
|
|
0 — кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости |
|
|
в стоксах. |
|
61
*Значение числа Рейнольдса, при котором происходит переход ст ламинарного режима к турбулентному, называется критическим числом и обозначается ReHp. При R e^>ReKр режим движения является турбулентным, а при Re<^ReKp ламинарным. Для прак
тических расчетов можно принимать следующие значения критиче
ских чисел Рейнольдса: |
|
|
|
|
||
для круглых гладких труб — 2000—2300; |
|
|
|
|||
для гибких рукавов или шлангов — 1600; |
|
|
|
|||
для концентрических гладких щелей — 1100; |
|
|
||||
для гладких эксцентричных щелей — 1000; |
|
|
|
|||
для концентрических щелей с выточками — 700; |
|
|
||||
для эксцентричных щелей е выточками — 400; |
|
|
||||
для окон цилиндрических золотников — 260.; |
|
|
||||
для распределительных кранов — 550—750; |
|
|
|
|||
для плоских и конусных клапанов — 20— 100. |
|
ско |
||||
По |
критическому числу легко определить |
критическую |
||||
рость |
|
|
|
|
|
|
|
|
ReкР& |
|
|
|
( 122) |
|
|
v кр |
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
При скорости потока ниже критической его режим всегда ла |
||||||
минарный. В области турбулентного движения |
необходимо |
раз |
||||
личать |
турбулентный поток в гидравлически' |
гладких |
трубах |
|||
(ReKp< R e < \ 0 % |
когДа потери давления |
не зависят от шерохо |
||||
ватости |
труб, и |
турбулентный поток в |
шероховатых |
трубах |
(R e > 10s).
Трубы считаются гладкими, если относительная шероховатость трубы 6, т. е. отношение средней высоты выступов А к внутреннему диаметру трубы d, равно
в = |
Д |
' |
-0,875 |
(123) |
d |
17,85 Re |
, |
||
|
|
|
|
|
Д |
гладкость. |
|
|
|
гд е ------- относительная |
|
|
d
Трубы перестают быть гидравлически гладкими при следующих числах Рейнольдса:
о |
0 , 0 1 |
0 , 0 0 5 |
0 , 0 0 2 |
0 , 0 0 0 1 |
0 , 0 0 0 5 |
R e |
5 ,1 • 1 р3 |
1 1 ,5 -1 0 3 |
3 2 . 7 5 . 1 0 3 |
7 2 ,3 - Ю з |
160-103 |
|
|
|
1 |
|
|
Обычно в трубопроводах гидропередач машин инженерного во оружения уровни.Z\ и z 2 жидкости в начале и конце трубопроводов
62
равны и расчет сопротивления течению рабочей жидкости сводит ся к определению потери давления
|
± Р = Р 1~ Р г = ^ |
- - \ |
— |
|
(124) |
|
|
|
|
2 s \ |
d |
|
|
Имея |
в виду, что v |
0_ |
где / |
— площадь |
поперечного |
сече |
|
|
/ |
|
|
|
|
ния трубопровода, получим |
|
|
|
|
||
|
bp = Q2 |
L |
|
|
См |
(125) |
|
\ Z g f 2 J m i |
' 2 g p |
||||
|
|
|
|
|||
или, |
обозначив выражение |
в скобках через k |
получим |
|
||
|
|
|
А /? = |
Q2k. |
|
(126) |
В приведенных выражениях величины коэффициента л могут быть приняты следующими:
— при ламинарном режиме движения рабочей жидкости при условии, что этот режим сохраняется для круглых гладких труб
75
до числа Рейнольдса #£<2000—2300; для труб Х= — , для гибких
Re
, |
|
80 |
|
рукавов X^ |
---- ; |
|
|
— при |
|
Re |
|
|
турбулентном движении рабочей жидкости, когда |
||
# £ > 2300; |
X= |
---- Для очень гладких алюминиевых труб, |
/ Д \ 0,314
0,06 1— 1 — для шероховатых труб.
Для расчетов рекомендуется принимать абсолютную шерохова тость стальных трубопроводов 0,04 мм, резиновых шлангов или рукавов 0,03 мм. Более полные зависимости для определения этого
коэффициента приведены в табл. 8.
Коэффициентом С* учитываются все виды местных потерь, включая сопротивления на входе и выходе из трубопровода. Значе ние коэффициента местных потерь С/ при проведении практиче ских расчетов рекомендуется принимать в соответствии с данными, приведенными в табл. 9.
При последовательном соединении трубопроводов потери давле
ния складываются, а расходы остаются неизменными. |
Расчетные |
формулы имеют вид: |
|
д p = 2 * b p i , |
(127) |
1 |
|
Q ~ Q\ ~ Q2~ • • • ~Qm |
(128) |
где i — номер участка трубопровода. |
|
63
Т а б л и ц а 8
Расчетные формулы для определения коэффициента сопротивления по длине трубопроводов
Характеристика потока и трубопровода
Ламинарный |
изотермический поток |
в круглых |
трубах |
Ламинарный поток в реальных тру бопроводах круглого сечения
Турбулентный поток в гидравлически гладких трубопроводах
2300</?е<105
Турбулентный поток в шероховатых трубопроводах (коэффициент к не
зависит от числа Рейнольдса)
R e > 105
Расчетные формулы
_64
А
Re
формула Пуазейля
75_
А
Re
формула для практических расчетов
X =0,3164 R e~ 0,25
формула Блазиуса
( .,1 4 + 2 1 g ^ - )2
формула Никурадзе или
Турбулентный поток в трубах с естественной шероховатостью
Ламинарный поток:
— в аккуратно изогнутой трубе с углом изгиба 90° и при отно шении среднего радиуса изог нутого участка к диаметру трубы
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
x=auJ/ т |
|
|||
формула Шифринсона, |
шерохова |
|||||
где Л |
— абсолютная |
|||||
тость, Д=0,05—0,08 для стальных |
||||||
цельнотянутых |
трубопроводов, |
|||||
Д=0,25—0,30 для чугунных тру |
||||||
бопроводов, Д=0,03 для резино |
||||||
вых |
|
шлангов, |
Д=0,01—0,05 |
для |
||
латунных и |
алюминиевых |
труб |
||||
(Д в мм). |
|
|
|
|
||
Формула |
Кольбрука |
и Уайта |
|
|||
1 |
: |
2 lg |
А |
|
2,51 |
\ |
|/Т |
|
+ |
Re / А |
/ |
||
|
3,7 d |
|
Re |
— при неаккуратном изгибе с вмя |
82 |
тинами до 10—20% диамет |
Re |
ра d |
|
64
Характеристика потока
итрубопровода
—при изгибе больше 90° и
—при большом смятии трубы до
40—50% d
Вгибких резино-тканевых рукавах длиной 300—500 мм с наконечни-
ками при /<+<1600
При малых радиусах изгиба гибких рукавов
Прорезиненные шланги, армирован ные внутри проволокой с внутрен ним диаметром d
Кольцевая щель (трубопровод) с внутренним диаметром d и наруж ным D
D r = D — d, (D — d )v
~0
|
|
Продолж ение |
табл. |
8 |
||
Расчетные формулы |
|
|||||
|
|
А= |
80 |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
Re |
|
|
|
|
|
А= |
150 |
|
|
|
|
|
Re |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ |
75 |
|
85 |
|
|
|
А= |
~ |
|
ке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А- |
108 |
|
|
|
16 52 |
|
Re |
|
|
|
|
|
|
|
-0 ,4 |
|||
А=А0+ — |
=(0,01113+0,917 Re |
)+ |
||||
dt |
|
16 52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
формула |
Черникина, |
сопротивления |
||||
где А0 — коэффициент |
||||||
для |
гладких резино-ткане |
|||||
|
вых рукавов; |
|
проволоч |
|||
Ь— высота |
выступов |
|||||
|
ной |
спирали |
над |
внутрен |
||
ней |
поверхностью |
шланга; |
||||
t — шаг проволочной |
спирали. |
|||||
Aj = |
с А |
|
|
|
|
где А — коэффициент сопротивления для круглой трубы диамет ром D T, с — коэффициент
формы
|
d |
0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,6 |
1,0 |
|
|
|
|
|||||||
|
~Ъ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
1 |
11,4 |
1,45 |
1,47 | |
1,48 |
1,49 I |
1.5 |
|
Весьма вязкие |
рабочие |
жидкости |
|
|
А= |
k А0 |
|
||
(вязкость |
30 |
40° Е) |
|
|
где |
А0 — коэффициент |
сопротивления |
||
|
|
|
|
|
|
|
по приведенным ранее фор |
||
|
|
|
|
|
|
|
мулам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k — 0,7 — 0,9 |
||
Турбулентный |
поток в |
трубах |
не |
|
А — определяется |
по формулам |
|||
круглого |
сечения |
|
|
|
|
для круглых |
труб |
||
5 За к. 878 |
|
|
|
|
|
|
|
|
65 |