Башта Т.М. - Гидропривод и гидропневмоавтоматика (1067398), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Допустив, что изменение скорости потока в трубопроводе протекает равномерно, расчетную потерю скорости Ли за время т можно приближенно вычислить по выражению иот Заброс давления Ьр„при непрямом (неполном) ударе (() т) может быть вычислен также по выражению т йр. = —, Лр„. С учетом предыдущих уравнений последняя зависимость может быть представлена в виде (29) Скорость ударной волны. Входящая в приведенные выражения скорость а ударной волны в упругой жидкости, заключенной в трубопровод с упругими стенками (Е + со), определяется по уравнению Н.
Е. Жуковского [12) где р — плотность жидкости; К вЂ” объемный модуль упругости жидкости (для деаэрированного минерального масла К = 1,6 104 кГ(см') д и з — внутренний диаметр и толщина стенки трубопровода; Š— модуль упругости материала трубы (для трубопровода из стали 1Х18Н9Т Е = 2 10е кГ1смз), В соответствии с этим выражение (27) для вычисления ударного давления в упругом трубопроводе (Е + со) при полном (прямом) ударе будет представлено в виде Для трубопровода с абсолютно жесткими стенками (Е = со) скорость распространения ударной волны равна скорости распространения звука в данной жидкой среде с плотностью р и объемным модулем упругости К: а= )/ —.
Эта скорость для деаэрированного минерального масла а = 1320 —: —:1440 м!сек, для применяющейся в гидросистемах масляной смеси АМГ-1О при 1 = 20' С а = !290 м!сек. При наличии в масле нерастворенного воздуха в формуле (30) подставляется вместо объемного модуля упругости жидкости приведенный объемный модуль упругости смеси жидкости с воздухом. В соответствии с этим скорость ударной волны, а следовательно, и ударное давление в этом случае будет ниже, чем при деаэрированной жидкости.
Это обусловлено тем, что при наличии в жидкости нерастворенного воздуха последний, сжимаясь при повышении давления, допускает некоторое перемещение жидкости и тем самым понижает период т (фазу удара) трубопровода. Гидравлический удар в отводах.,Повышение давления при гидравлическом ударе в какой-либо ветви гидроснстемы вызывает гидравлический удар во всех отводах от нее и в особенности в тупиковых. Это обусловлено тем, что давление, возникшее в трубопроводе при гидравлическом ударе, распространяясь по отводу, способствует вследствие деформации его стенок и жидкости движению последней к тупику. В результате создаются аналогичные условия для развития волнового процесса, что и в случае перекрытия трубопровода с движущейся жидкостью.
Аналогичный гидравлический удар наблюдается также при мгновенных (скачкообразных) подключениях тупиковых магистралей или иных жестких емкостей, заполненных жидкостью, к источнику более высокого давления (к рабочей магистрали гидросистемы, пневмогидравлическому аккумулятору и пр.). В этом случае, если время 1 открытия крана при подключении тупикового трубопровода меньше периода т трубопровода, то давление, развивающееся в результате гидравлического удара в тупике, превышает возмущающее давление (давление перед краном) практически в 2 раза.
Гидравлический удар в тупиковом отводе имеет большое практическое значение, поскольку любая из недействующих в какой-либо момент магистралей разветвленного напорного трубопровода может рассматриваться как тупиковый отвод, затвор в котором создается присоединенным на его конце каким-либо агрегатом, перекрывающим этот отвод. К таким тупиковым отводам относятся также магистрали подсоединения различных измерительных и контрольных приборов: манометров, индикаторов и пр.
Способы снижения ударного давления. Смягчить гидравлический удар можно либо увеличением времени г переключения распределителя ,(перекрытия трубопровода) до 1) 2г, либо уменьшением т, осуществляемым обычно с помощью различных компенсаторов (гасителей) удара. Регулирование времени переключения распределителя обычно осуществляется дроссельными реле, при применении которых можно вбеспечить требуемое для безударного переключения время С Схема одного из подобных реле, предназначенного для плавного выравнивания давления при мгновенном соединении двух магистралей с помощью быстродействующего пе- 4 Х к рекрывного крана (задвижки) 8, установленного на выходе из реле, приведена на рис. 23.
Реле состоит из дроссельного плунжерного клапана 3, в котором размещен обратный клапан 2, и дозировочного поршня 4, нагружаемого пружиной 5. Положение подвижных частей реле, представлен-, ное на рис. 23, а, соответствует открытию перекрыв- ного крана 8. Плунжерныи клапан 3 под действием создавшегося перепада дав- ления ЛР =- Рг — Р* входном и выходном каналах перемещается вправо, открывая проходную щель, образованную конусной частью клапана 3 и кор- пусом реле, через которую Рис.
23. Схемы гасителя гидравлического уллкл жидкость поступает к выходному каналу и далее к крану 8. В начальной стадии перемещения клапана 3 сечение проходной щели, а следовательно, и расход жидкости через нее близки к нулю, и лишь после прохода им некоторого заданного пути сечение щели и расход жидкости плавно достигают требуемого (расчетного) значения. В конечном (крайне правом) положении клапана 3 сопротивление реле потоку жидкости определяется лишь усилием возвратной пружины 5. Скорость открытия клапана 3 и соответственно скорость повышения расхода через образующуюся при этом расходную щель определяется при прочих равных условиях скоростью перемещения поршня 4 дозировочного устройства, задаваемой сопротивлением дросселя 7, через который вытесняется жидкость из камеры а при перемещении поршня 4.
Положение, представленное на рис. 23, б, соответствует перекрытию трубопровода краном. Течение жидкости во входном и выходном каналах реле прекращается, а подвижные его части (клапан 3 и поршень 4) под действием возвратной пружины 5 перемещаются в исходные положения. Для ускоре- 46 ния этого процесса предусмотрен обратный (запорный) клапан б, через который жидкость перетекает параллельно с расходом через дроссель 7 в правую полость камеры а поршня 4, обеспечивая ускоренное перемещение его в исходное положение (влево). При изменении направления потока жидкости (рис.
23, в) реле работает в качестве подпорного клапана, сопротивление (подпор) которого определяется усилием пружины 1, нагружающим запор клапана 2. Очевидно, путем выбора соответствующего сопротивления дросселя 7 и угла конусной части клапана 3 можно обеспечить требуемое время соединения входной н выходной магистралей, а следовательно, обеспечить плавное выравнивание давления в этих магистралях. Требуемое время 1 закрытия (или открытия) задвижки, при котором будет обеспечен заданный заброс давления Лр„, может быть определено из выражения (29). Практика показывает, что безударность соединения магистралей с перепадом давления 220 кГ(сма надежно обеспечивается при г ~ 0,1 сек. ф е) Рис. 24.
Схемы компеисаторов гидравлического удара Компенсаторы гидравлического удара. Компенсатор (гаситель) гидравлического удара обычно представляет собой соединенный с трубопроводом сосуд той илн иной формы (рис. 24) с упругим элементом. Снижение компенсатором ударного давления происходит в результате поглощения при деформации его упругого элемента некоторой части энергии ударной волны, поступающей в компенсатор в виде потока жидкости, соответствующего приращению скорости в ударной волне над начальной скоростью. Распространены поршневые компенсаторы с пружинным (рнс. 24, а) и газовыми (рнс. 24, б) упругими элементами. Давление зарядки газом газового компенсатора (рис. 24, б) обычно выби- рается равным (илн несколько выше) максимальному рабочему давлению в гидросистеме.
Компенсатор к рабочей магистрали гидроснстемы присоединяют трубкой возможно малой длины и максимального сечения, что диктуется влиянием на динамический процесс присоединенной (приведенной) массы жидкости. Это влияние обусловлено тем, что инерционное давление р, возникающее при нестационарном движении жидкости, повышается пропорционально увеличению длины Ь разгона элементарной частицы жидкости: йи Р=рь лГ ~ где — — ускорение частицы жидкости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
