ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТРУБОПРОВОДОВ

2.3 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТРУБОПРОВОДОВ

Гидравлический расчёт трубопроводов заключается в выборе оптимального внутреннего диаметра трубы и в определении потерь давления по длине трубопровода.

Расчётное значение внутреннего диаметра трубы

где Q- расчётный объёмный расход жидкости в трубопроводе,

[u]- допускаемая скорость движения жидкости,

- диаметр трубы, м.

Допускаемая скорость движения жидкости в нагнетательном трубопроводе гидропривода выбирается по нормативным данным, в зависимости от расчётного перепада давления р на исполнительном органе привода ([u]=3м/c).

.

Из справочной литературы [1] выбираем внутренний диаметр бесшовной холоднодеформируемой трубы так, чтобы действительный внутренний диаметр трубы  был равен расчётному значению  или больше него, т.е.

Принимаем бесшовные холоднодеформируемые трубы на нагнетательном и сливном трубопроводе:

труба  имеющая наружный диаметр 16 мм, толщину стенки 2 мм и внутренний диаметр мм.

Определяем действительную скорость движения жидкости в нагнетательном и сливном трубопроводах:

где Q- объёмный расход жидкости в трубопроводе,

Потеря давления при движении жидкости по нагнетательному трубопроводу (участок АБ) и сливному трубопроводу (участок ВГ) определяется:

,

где - потеря давления,  - коэффициент сопротивления;

- плотность рабочей жидкости, ;  - длина участка трубопровода,   - внутренний диаметр выбранной трубы,   - действительная скорость движения жидкости по участку трубопровода,

Коэффициент сопротивления

;

,

где  - число Рейнольдса.

Число (критерий) Рейнольдса

;

где  - кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости (масло И-20А), .

2.4 ВЫБОР ГИДРОАППАРАТУРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ

Гидравлическая аппаратура выбирается из справочника при соблюдении следующих условий:

где  и  - соответственно номинальное паспортное давление гидроаппарата и расчетный перепад давления на исполнительном органе привода;

 и  - соответственно номинальный паспортный объемный расход гидроаппарата и расчетный максимальный расход на входе в исполнительный орган привода.

Для выбранного типоразмера гидроаппарата определяется действительная потеря давления при прохождении расчетного расхода через гидроаппарат:

где  - паспортное значение потери давления при проходе через гидроаппарат номинального паспортного расхода;

 - действительное значение расхода, проходящего через гидроаппарат.

1.   Предохранительный клапан ПКПД10-20, имеющий техническую характеристику:

номинальное давление - 20×10­⁶ >5,4×10⁶;

номинальный расход – 6,7×10^-4>0,98×10^-4;

потеря давления – 0,25×10⁶;

объемный расход утечек – 2×10^-6;

диаметр условного прохода – 0,01м;

масса – 4,5кг.

Потеря давления жидкости при прохождении каналов предохранительного клапана:

.

2. Дросселирующий распределитель с пропориональным электрическим управлением РП6, имеющий техническую характеристику:

номинальное давление – >;

номинальный расход – >0,49×10^-4;

потеря давления – 1,2 ×10⁶;

объемный расход утечек – 2,5×10^-6;

минимальное время срабатывания – 0,04с;

диаметр условного прохода – 6×10^-3м;

диаметр золотника – 9×10^-3м;

максимальное смещение золотника – 1×10^-3м;

диаметр сопла – 0,4×10^-3м;

максимальное смещение заслонки – 0,4×10^-3м;

масса – 0,5кг.

Потеря давления жидкости при прохождении каналов гидрораспределителя:

.

3.   Двухсторонний гидравлический замок ГМ3 6/3, имеющий техническую характеристику:

номинальное давление – >;

номинальный расход – >0,49×10^-4;

потеря давления – 0,3×10⁶;

объемный расход утечек – 0,6×10^-6;

диаметр условного прохода – 0,006м;

масса – 0,8кг.

 Потеря давления жидкости при прохождении каналов гидравлического замка:

.

4. Фильтры, имеющие технические характеристики:

приемный фильтр ФВСМ32:

номинальный расход – 6,7×10^-4>0,98×10^-4;

потеря давления – 0,007×10⁶;

диаметр условного прохода – 0,032м;

точность фильтрации – 80мкм;

масса – 4кг.

напорный фильтр 1ФГМ32:

номинальное давление - 32×10⁶>9,12×10⁶;

номинальный расход – 5,3×10^-4>0,98×10^-4;

потеря давления – 0,08×10⁶;

диаметр условного прохода – 0,022м;

точность фильтрации – 10мкм;

масса – 5кг.

сливной фильтр ФС25:

номинальное давление – 0,63×10⁶;

номинальный расход – 4,2×10^-4;

потеря давления – 0,1×10⁶;

диаметр условного прохода – 0,02м;

точность фильтрации – 25мкм;

масса – 1,9кг.

Потеря давления жидкости:

;

.

5. Реле давления ВГ62-11, имеющие технические характеристики:

контролируемое давление – 1..20МПа;

объемные расход утечек 0,8×10^-6;

масса – 2,3кг.

Суммарные потери давления при прохождении жидкости как в нагнетательном, так и в сливном трубопроводах состоят из потерь давления по длине трубопровода  и в гидроаппаратуре , установленной в рассматриваемых трубопроводах.

Так как участки сопротивления соединяются последовательно, то суммарные потери в нагнетательной или сливной линиях гидросистемы определяются алгебраическим суммированием всех потерь давления в элементах трубопровода.

Суммарные потери давления в нагнетательном трубопроводе

(0,002+0,0053+2×0,065+2×0,003+0,003)×10⁶=

=0,143×10⁶.

Суммарные потери давления в сливном трубопроводе

(0,0016+2×0,065+2×0,003+0,004)×10⁶=0,142×10⁶.