- •Міністерство освіти і науки України
- •Общие положения
- •1 Введение
- •2 Исходные данные
- •2.1 Задание на курсовую работу
- •2.2 Расчет нагрузочных характеристик
- •Пример №1
- •Решение
- •3 Обоснование метода регулирования гидропривода и системы циркуляции жидкости (сц)
- •4 Выбор принципиальной схемы гп
- •5 Выбор элементов гидропривода
- •5.1 Выбор гидродвигателей
- •5.1.1 Выбор гидромоторов
- •Пример № 2
- •5.1.2 Выбор гидроцилиндра
- •Пример № 3
- •5.2 Выбор насоса
- •Пример № 4 Выбор насоса
- •Пример № 5
- •Решение.
- •5.3 Выбор приводного двигателя
- •5.4 Выбор рабочей жидкости
- •5.5 Выбор элементов управления, дополнительных и вспомогательных устройств
- •5.6 Выбор и расчёт трубопроводов
5.6 Выбор и расчёт трубопроводов
Внутренние диаметры труб всех участков гидросети определяют по формуле:
, (34)
где: Q– номинальный (расчётный) расход рабочей жидкости на соответствующем участке гидросети, который устанавливается в соответствии с принципиальной схемой и определяется в зависимости от расчётных расходов насосов и гидродвигателей, разветвлений трубопровода;u– средняя скорость на соответствующем участке трубопровода, которая принимается:
‑ для всасывающей гидролинии uвс= 0,5…1,5 м/с;
‑ для сливныхгидролиний uсл= 2,0…3,0 м/с;
‑ для напорноймагистрали в зависимости от рабочего давления в гидросистеме по следующей таблице:
-
р, МПа
До 6,3
6,3
10
16
32
Свыше 32
uн, м/с
3 (2)
4 (2,5)
5 (3)
6 (3,5)
7 (4)
8…10 (4)
Для длинных трубопроводов (L> 100d) приведенные данные снижаются на 30%…50%.
Подсчитанный по формуле (34) внутренний диаметрdтрубы округляется доближайшегозначения ряда условных проходовdУ(номинального внутреннего диаметра трубы) по ГОСТ 16516-80:
dу=4, 5, 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 150, 200, 250 мм.
Для труб напорной магистрали определяют минимальную толщину δстенки трубы по формуле :
(35)
Параметры выбранных трубопроводов заносят в таблицу:
-
№ участка
1
…
i-тый
…
n-ный
dУ, мм
Гидравлический расчёт трубопровода.
Этот расчёт необходим для выполнения анализа баланса энергии в гидроприводе. Поэтому, конечной целью такого гидравлического расчёта является определение мощности ΔΝтр, теряемой на трение в трубопроводе:
ΔΝтр=Δ= , (36)
где: ∆ртр i, Qi - соответственно падение давления на i-том участке трубопровода и расход жидкости через него; n – число последовательно соединённых участков трубопровода.
Порядок расчёта потерь на участках трубопровода может быть принят следующий:
‑ по принятому условному проходу трубы – диаметру dу определяют дей-ствительную (фактическую) среднюю скорость uф рабочей жидкости на участках трубопровода:
(37)
‑ определяют режим движения жидкости на i-тых участках трубопровода, вычисляя число РейнольдсаRei:
, (38)
где υ – кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости.
Режим движения рабочей жидкости на участке трубопровода принимается ламинарным (если Rei≤ 2320) или турбулентным (если Rei› 2320).
‑ на каждом участке определяют коэффициент гидравлического трения λi (коэффициент Дарси):
для ламинарного режима (39)
для турбулентного режима
(при гидравлически гладких трубах) (40)
‑ определяют падение давления ртрi на i-том участке трубопровода:
, (41)
где: - потери давления на j-том элементе распределительной и управляющей аппаратуры для i-того участка трубопровода; m - число элементов аппаратуры на этом участке трубопровода;
(42)
- потери напора наi-том участке трубопровода длинойLi;ζii-коэффициентii-того местного сопротивления (подсоединения, разветвления, повороты, тройники и т.д.) наi-том участке трубопровода; к – число местных сопротивлений на этом участке.
Кроме местных гидравлических сопротивлений, принятых по принципиальной гидросхеме дополнительно следует принять из расчёта на дваметра длины гидролинии: один плавный поворот трубы; один резкий изгиб трубы или одно соединение труб при помощи колен или сверленных под углом 90оугольников.
При объёмном регулированиисуммарная величина потерь давления в трубопроводе ртр может оказать существенное влияние на выбор насоса. Поэто-му, суммарную потерю давления на r последовательно соединённых участках напорной магистрали необходимо вычислить по формуле:
ртр = ртрi (43)
Результаты гидравлического расчёта трубопровода (∆ртрi, ∆ртр, ΔΝтрi, ΔΝтр) следует свести в таблицу:
-
№ уч.
1
…
i
…
r
∑
ртр i
…
…
…
…
…
…
ртр
ΔΝтр i
…
…
…
…
…
…
ΔΝтр
Интегральной оценкой режимных параметров трубопровода может служить условный коэффициент полезного действия трубопровода:
, (44)
где (45)
‑ гидравлический КПД трубопровода;
(46)
‑ объёмный КПД трубопровода;
ΔQут i– суммарные утечки в гидравлических элементах нагнетательного трубопровода, определяемые в соответствии с рабочей схемой ГП и характеристиками выбранных элементов.