7.2 Определение потерь давления в трубопроводах
7.2.1 Потери давления по длине
Потери давления по длине обусловлены вязким трением жидкости при ее течении в трубопроводе. Существенное влияние на величину потерь оказывает режим течения жидкости. Различают два режима течения жидкости: ламинарный и турбулентный. Режимы отличаются друг от друга критическим числом Рейнольдса (Reкр):
где u – фактическая скорость течения жидкости в трубе, м/с; ν – коэффициент
таблица 7.1
Потери давления в гидроаппаратах
Наименование и модель аппарата |
∆Р0
Мпа |
А
|
В
|
Этап цикла |
Qмах
|
∆РГА
Мпа |
∆РГАсум
Мпа |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
напорная линия |
|||||||
фильтр 32-25-КВ
|
0 |
30 |
11250 |
БП (БО) |
1,67 |
0,081 |
0,549 |
клапан обратный Г51-35 |
0,15 |
24 |
11520 |
1,38 |
0,205 |
||
распределитель В22 |
0 |
15 |
5625 |
1,38 |
0,031 |
||
обратный клапан 20-1 |
0,15 |
26 |
17280 |
1,38 |
0,232 |
||
сливная линия |
|||||||
распределитель В22 |
0 |
15 |
5625 |
БП (БО) |
1,38 |
0,031 |
0,375 |
распределитель В22 |
0 |
15 |
5625 |
1,38 |
0,031 |
||
дроссель МДВ25 |
0 |
150 |
56250 |
1,38 |
0,313 |
||
∑ |
0,3 |
285 |
113175 |
|
0,924 |
||
кинематической вязкости жидкости , м2/с.
Если Reк≤Reкр ,то режим течения - ламинарный, если Reк≥Reкр, то режим –турбулентный. Для гладких круглых труб и отверстий в гидроблоке управления Reкр=2300; для рукавов Reкр=1600.
Потери давления ∆Рl на вязкое трение определяются по формуле:
где ρ – плотность жидкости, кг/м3; Q – расход жидкости в линии, м3/с; λi – коэффициент гидравлического трения на i – том участке; Li , dст, fст – соответственно длина, внутренний диаметр, площадь внутреннего сечения трубопровода на i - том участке; n – число участков.
Для гладких цилиндрических трубопроводов коэффициент λi определяется по формулам:
-
при ламинарном режиме
-
при турбулентном режиме
Пример расчета потерь давления по длине для участка 3-6:
Внутренний диаметр труб на этом участке равен dст=30,8 мм, расход жидкости Q=100 л/мин (1,671·10-3 м3/с ), длину трубопровода найдем по чертежу - L=0,87 м.
Площадь
внутреннего сечения равна
Определим фактическую скорость течения жидкости для участка 3-6:
В качестве рабочей жидкости примем минеральное масло ИГП-38
(ТУ38 101413-78 ) , для которого ν =40 мм2/с (4·10-5м2/с ).
Число Рейнольдса для участка 3-6 равно:
Так как число Рейнольдса на этом участке меньше критического , то значит режим течения жидкости -ламинарный, тогда по соответствующей формуле найдем коэффициент гидравлического трения λi :
Потери давления ∆Рl на вязкое трение для участка 3-6:
Расчет потерь давления проводим на этапах быстрого подвода и быстрого отвода руки робота при максимальных значениях расхода жидкости. Результаты сводим в табл. 7.2
таблица7.2
Потери давления по длине
Этап цикла |
Линия |
Qмах
|
Участок |
dст i
|
fст i
|
uст i
|
Rei |
λi |
Li м |
∆Pl i МПа |
∆Pl МПа |
|
||||||||||||||||
БП (БО) |
напорная |
1.67 |
3-6 |
30,8 |
7,45 |
2,24 |
1727 |
0,037 |
0.87 |
0,0023 |
0,0130 |
|
||||||||||||||||
1,38 |
6-9 |
26 |
5,31 |
2,6 |
1690 |
0,038 |
0,98 |
0,0043 |
|
|||||||||||||||||||
20-21-17 |
22 |
3,80 |
3,63 |
1998 |
0,032 |
0,2 |
0,017 |
|
||||||||||||||||||||
0,29 |
6-30 |
30,8 |
7,45 |
0,39 |
300 |
0,213 |
0,46 |
0,0002 |
|
|||||||||||||||||||
1,38 |
23-20 |
25 |
4,91 |
2,81 |
1758 |
0,036 |
0,23 |
0,0012 |
|
|||||||||||||||||||
38,8 |
11,8 |
1,17 |
1133 |
0,057 |
1,64 |
0,0014 |
|
|||||||||||||||||||||
17-16 |
2 |
0,0018 |
0,0163 |
|
||||||||||||||||||||||||
сливная |
15-14 |
3,6 |
0,0032 |
|
||||||||||||||||||||||||
14-25-11 |
25 |
4,91 |
2,81 |
1758 |
0,036 |
0,2 |
0,0010 |
|
||||||||||||||||||||
11-29 |
30,8 |
11,8 |
1,17 |
1133 |
0,057 |
3,86 |
0,0034 |
|
||||||||||||||||||||
25 |
4,91 |
2,81 |
1758 |
0,036 |
0,35 |
0,0018 |
|
|||||||||||||||||||||
|
0,29 |
31-32 |
30,8 |
11,8 |
0,39 |
300 |
0,212 |
0,46 |
0,0002 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
∑ |
0,0293 |
|
10,8 |
9,16 |
0,93 |
251 |
0,255 |
0,9 |
0,0085 |
|||||||||||||||||||
После расчета потерь давления по длине следует просуммировать значения
для напорной и сливной линий.