- •1. Гидропривод как фактор автоматизации станков и станочных комплексов
- •2. Рабочие жидкости гидросистем
- •2.1. Требования к рабочим жидкостям
- •2.2 Эксплуатационные характеристики жидкостей
- •2.3. Физические характеристики жидкостей
- •2.3.4. Кинематическая вязкость
- •2.3.7. Зависимость вязкости от температуры
- •2.3.8. Зависимость вязкости от давления
- •2.3.9. Вязкость смесей минеральных масел
- •2.3.10. Механическая и химическая стойкость (стабильность)
- •2.3.11. Теплостойкость жидкостей
- •2.3.12. Растворение в жидкостях газов
- •2.3.13. Механическая смесь воздуха с жидкостью
- •2.3.14. Образование пены
- •2.3.15. Влияние нерастворенного воздуха на работу
- •2.3.16. Сжимаемость жидкостей
- •2.3.19. Принципы выбора рабочих жидкостей гидросистем
- •3. Основы кинематики жидкостей
- •3.1. Силы, действующие в жидкостях
- •3.2. Одномерное движение жидкостей
- •3.3. Элементы тока жидкости
- • (Живое сечение) – поверхность в пределах потока жидкости, проведенная перпендикулярно направлению струек.
- •3.4. Методы описания движения жидкости
- •4. Законы и уравнения гидростатики
- •4.1. Основное уравнение гидростатики Жидкость находится в равновесии, т.Е. Действующие силы равны нулю.
- •4.2. Закон Паскаля. Гидравлический пресс
- •4.3. Уравнение неразрывности (сплошности) жидкости
- •4.4. Уравнение Бернулли
- •4.5. Уравнение Вентури
- •4.6. Число Рейнольдса
- •4.7. Уравнение энергии жидкости
- •4.8. Удельная энергия жидкости
- •5. Гидравлика трубопроводов
- •5.1. Расчет сечения трубопровода
- •5.2. Режимы течения жидкости
- •5.3. Расчет потерь напора при движении жидкости
- •5.3.1. Ламинарный режим течения
- •5.3.2. Турбулентный режим течения
- •5.4. Местные гидравлические потери
- •5.4.1. Потери в золотниковых распределителях
- •5.4.2. Вход в трубу
- •5.4.3. Внезапное сужение трубопровода
- •5.4.4. Внезапное расширение трубопровода
- •5.4.5. Сложение потерь
- •6. Кавитация жидкости
- •6.1. Способы борьбы с кавитацией
- •6.2. Практическое использование эффекта кавитации.
- •7. Гидравлический удар в гидроузлах
- •7.1. Скорость ударной волны
- •7.2. Гидравлический удар в отводах
- •7.4. Гидравлический удар в насосах
- •7.5. Гидравлический удар в сливных магистралях
- •7.7. Компенсаторы гидравлического удара
- •7.8. Клапанные гасители гидравлического удара
- •8. Гидродинамическое давление струи жидкости на стенку
- •8.1. Тепловой баланс гидросистемы
- •8.2. Охлаждающие устройства
- •9. Фильтрация рабочей жидкости
- •9.1. Методы фильтрации
- •9.2. Тонкость фильтрации
- •9.3. Типы щелевых фильтров и фильтрующие материалы
- •9.4. Схемы фильтрации
- •9.5. Место для установки фильтра полного расхода
- •9.6. Критерии для оценки качества фильтрации
- •9.6.1. Коэффициент пропускания
- •9.6.2. Коэффициент отфильтровывания
- •10. Понятие о подобии потоков жидкости
- •10.1. Критерии подобия
- •10.2. Закон подобия для теплопередачи
- •1. Терминология по гидравлике
- •1. Математические обозначения
- •3. Единицы физических величин
- •4. Единицы давления
- •1 Калтх – 4,1840 дж
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
9.4. Схемы фильтрации
Применяют схемы фильтрации всего потока жидкости или части его. Первую схему называют схемой последовательного, вторую – параллельного включения фильтра.
Схема последовательного включения фильтра обеспечивает фильтрацию всей жидкости, участвующей в циркуляции; однако в этом случае фильтр должен быть рассчитан на полный расход жидкости при допустимом перепаде давления.
Фильтрацию части потока обычно применяют при особенно тщательной очистке жидкости, которая поступает в ответственные гидроагрегаты, а также при профилактической очистке жидкости гидросистемы. Для фильтрации части потока обычно применяют глубинные фильтры тонкой очистки.
В большинстве случаев целесообразно применять одновременно обе схемы фильтрации: для фильтрации всего потока применяют фильтр, имеющий относительно высокую пористость, и для защиты особо ответственных агрегатов – фильтры тонкой очистки.
9.5. Место для установки фильтра полного расхода
выбирают исходя из следующих соображений
Для предохранения насоса, который наиболее чувствителен к загрязнениям гидросистемы, фильтр желательно устанавливать на всасывающей линии насоса. Однако ввиду того что фильтр увеличивает сопротивление всасывающей линии и тем самым ухудшает условия заполнения насоса жидкостью, этот способ установки фильтра в системах с самовсасывающим насосом не распространен. Практика показывает, что при установке фильтра на всасывающем трубопроводе самовсасывающего насоса сопротивление фильтра не должно превышать 0,1 – 0,15 кГ/см2.
Фильтры, устанавливаемые на линии нагнетания, могут быть рассчитаны на более высокое сопротивление, однако корпус фильтра в этом случае будет находиться под рабочим давлением, что потребует обеспечения его прочности.
Установка фильтра на сливной линии, хотя непосредственно и не предохраняет агрегаты от загрязнения, однако имеет преимущества, основными из которых является то, что фильтр в этом случае не препятствует всасыванию и не находится под рабочим давлением.
Применяют также другие схемы включения фильтров, позволяющие уменьшить размеры фильтра или действующее в нем давление.
Конструкция фильтра должна быть такой, чтобы при замене фильтрующего элемента не требовалось демонтировать фильтр и сливать жидкость из гидросистемы; для этой цели фильтры снабжают автоматическими блокирующими устройствами, запирающими жидкость в системе при замене фильтрующих элементов.
Фильтры обычно устанавливают на магистралях, в которых направление потока жидкости не меняется, однако в некоторых системах применяют фильтры, допускающие реверсирование направления потока.
9.6. Критерии для оценки качества фильтрации
9.6.1. Коэффициент пропускания
Тонкость фильтрации характеризуется коэффициентом пропускания , где n2 и n1 – число частиц данного размера в профильтрованной и нефильтрованной жидкости.
9.6.2. Коэффициент отфильтровывания
В качестве критерия фильтров пользуются также коэффициентом отфильтровывания.
где n1 и n2 – число частиц загрязнения данного размера в пробе не фильтрованной и профильтрованной жидкости.
Ниже приведены практические значения коэффициента ψ частиц размером 10 мк для распространенных фильтрирующих материалов.
Фильтрующий материал |
ψ |
Стальные шарики Ø 0,06 мм……………………………… |
1,0 |
Бронзовые шарики Ø 0,2 мм ……………………………... |
0,92 |
Картон фильтрующих ЦНИИБ…………………………… |
0,83 |
Бумага АФБ-1 …………………………………………….. |
0,82 |
Сетка плющения с ячейками в свету 15 мк……………… |
0,80 |
Бумага АФБ-1к ……………………………………………. |
0,69 |
Бумага АФБ-2 ……………………………………………... |
0,62 |
Фетр авиационный ……………………………………….. |
0,53 |
9.6.3. Пропускная способность q и расход
Указанные параметры Q фильтра выражаются зависимостями
л/мин · см2; л/мин
где μ – коэффициент динамической вязкости фильтруемой жидкости в пз
- перепад давления на фильтре в кГ/см2;
F – площадь поверхности фильтрующего фильтроэлемента в см2;
α – коэффициент пропорциональности, представляющий собой удельную пропускную способность единицы площади поверхности фильтра при перепаде давления 1 кГ/см2 и вязкости жидкости 1 пз в л/см2.
В табл. приведены практические значения коэффициента α для распространенных фильтрующих материалов.
Таблица 4
Коэффициент α для основных фильтрующих материалов
Фильтрующий материал |
α |
Фильтрующий материал |
α |
Сетка проволочная: № 01 ……………………... № 009…………………...... № 0071…………………… № 006 ……………………. № 0045 …………………... с размером ячейки 20 мм Фильтр проволочный с размером щели 0,08 мм………… Фетр авиационный …………. Бумага: АФБ-2……………………. АФБ-1……………………. Сетка проволочная плющенная с размером ячейки 15-20 мк …………………………..... Ткань сванбой ………………. Бумага АФБ-1……………...... |
11,24 9,91 6,93 6,06 2,27 1,16
0,105 0,037
0,036 0,03
0,022 0,016 0,015 |
Ткань 7-2 ………………. Капрон фильтрующий… Бумага лабораторная быстро фильтрующая … Стальной шарик: диаметром 0,6 мм » 0,4 »…. » 0,3 »…. » 0,2 » …. » 0,1 »….. » 0,1 »….. » 0,025 мм Бронзовый шарик: диаметром 0,15 мм » 0,07 » » 0,05 » » 0,005 » |
0,013 0,012
0,00065
0,0182 0,0172 0,0138 0,0132 0,0116 0,009 0,001
0,0105 0,0093 0,003 0,00072 |
Величина перепада давления в фильтрующем элементе составляет:
9.6.4. Загрязнение фильтрующего элемента
Процесс фильтрации жидкости сопровождается засорением фильтрующего элемента, которое вызывает при постоянном расходе жидкости повышение перепада давления или при постоянном перепаде – снижение расхода через фильтр. По мере накопления на фильтрующей поверхности осадка сопротивление потоку увеличивается, однако тонкость фильтрации при этом повышается. Учитывая повышение перепада давления на фильтрующем элементе в результате его загрязнения, необходимо обеспечить достаточную его механическую прочность и жесткость исходя из давления открытия предохранительного клапана; величину этого давления обычно выбирают равной 150 – 200 % нормального перепада давления, на который рассчитан фильтр.
Срок (время) работы фильтра между очистками устанавливают по данным эксплуатации.