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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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