2.8. Визначення дійсних перепадів тиску

При визначенні перепадів тиску виходячи з витрат , на які розрахована апаратура. Дійсні витрати відрізняються від довідникових. Тому необхідно уточнити значення перепадів тисків.

Перепади тисків на золотнику можна знайти з виразу:

и

де - перепад тисків на золотнику при витратах ; - витрати рідини в порожнину нагнітання циліндра; – витрати рідини з порожнини зливу.

Визначимо витрати рідини, що витікає зі штокової порожнини:

Визначимо перепади тисків:

Аналогічно можуть бути уточнені значення і для іншої гідроапаратури.

При підрахунку перепаду тисків на фільтрі відношення треба підставляти у першому степені, так як режим руху рідини у фільтрі ламінарний:

Для визначення дійсних перепадів тисків у трубах спочатку визначимо середню швидкість руху рідини у магістралі зливу :

Далі визначимо число Рейнольдса:

де – кінематична в’язкість масла, яка визначається з формули:

де - кінематична в’язкість індустріального масла И-25, м²/с; - температура масла, ºС; – показник степеня, який залежить от .

Оскільки та більше критичного числа, режим протікання в тубах турбулентний, тому коефіцієнт гідравлічного тертя визначимо з формули О.Д.Альтшуля:

Визначивши коефіцієнти гідравлічного тертя знаходимо перепади тисків у трубах:

де – щільність робочої рідини, для И-25 = 890 кг/м³; и – коефіцієнти гідравлічного тертя для напірної та зливної гідро лінії відповідно.

Оскільки перепади тиску на дроселі залежать від степеня його відкриття, то залишимо їх такими ж, як і раніше: .

По уточненим перепадам тиску знаходимо тиск в порожнинах силового гідроциліндра:

;

з формули визначимо

та уточнимо тиск, яки розвиває насос:

.

3. Визначення ккд гідроприводу

Визначимо ККД гідроприводу, враховуючи, що він працює при постійному навантаженню.

Загальний ККД проектованого гідроприводу, працюючого при постійному навантаженню визначимо з формули:

де - потужність приводу, що витрачається (насосної установки):

де - загальний ККД насосу при розрахункових значеннях тиску, витрат, в’язкості робочої рідини та частоти обертання приводного вала насоса;

- полезная мощность привода, которая определяется по заданным корисна потужність приводу, яка визначається по заданим загрузкам та швидкостям гідро двигунів:

де - число силових гідроциліндрів, включених в привод.

Загальний ККД гідроприводу . Причина такого низького ККД міститься у тому, що в схему включено два силових гідроциліндра з великою силою тертя, прикладеної до поршня.

4. Розрахунок об’єму гідробаку

Визначимо втрати потужності в гідроприводі, які переходять в тепло, знайшовши різницю між потужністю, що витрачається і корисною потужністю:

Кількість тепла , що виділяється в гідроприводі в одиницю часу, потужності, що еквівалентно втрачається в гідроприводі :

Перепад температур між робочою рідиною та навколишнім повітрям:

Площина поверхні теплообміну, необхідна для підтримки перепаду :

де та – коефіцієнти теплопередачі труб та гідробака, Вт/(м²·ºС).

Приймаємо = 12 Вт/(м²·ºС) та = 8 Вт/(м²·ºС), тоді:

Площина поверхні теплообміну складається з поверхні труб , через які виконується теплообмін з навколишнім середовищем, та поверхні теплообміну гідро бака :

= +

Визначимо площину поверхні труб:

Знайшовши площину поверхні гідро бака, визначимо його об’єм та округляємо до стандартного значення в більшу сторону:

Округливши до стандартно значення V_б, приймаємо його рівним 20 літрів. Але, згідно рекомендаціям по проектуванню гідроприводу, об’єм гідро бака повинен бути у три рази більше об’єму масла, яке знаходиться у трубопроводах та гідроапаратах системи.

Визначимо об’єм робочої рідини, яка знаходиться гідросистемі.

Об’єм масла в трубах:

Об’єм масла в двох гідроциліндрах :

Об’єм масла в гідронасосі рівняється його робочому об’єму:

Об’єм масла у фільтрі можна приблизно підрахувати виходячи з геометричних розмірів обраного фільтра. Стакан фільтра має циліндричну форму діаметром 110 мм та висотою 205 мм. Пластини займають приблизно 60% внутрішнього об’єму фільтра.

Об’ємом масла, яке знаходиться в гідро розподільнику , дроселі, зворотному клапані можна знехтувати.

Таким чином, об’єм робочої рідини, яка знаходиться в гідросистемі буде рівним:

Тоді об’єм гідро бака рівним:

а округливши його до стандартного значення об’єму згідно ГОСТ 12448-80 приймемо об’єм гідро бака V_б = 100 літрів.