Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Среднян величина показателя поли- тропы при опорок<ненни цилиндрического баллона при тех же условиях составляет 1,41. На рис. 27, в представлена зависимость осредненных значений п от длительности разрядки шарового баллона емкостью 3 л при 20' С и различном давлении рз зарядки. При оценке влияния условий он~атил и расширения газа следует иметь в виду, что при резких сжатиях газа температура его с нормальной (+20' С) может повыситься до 600' С и выше, а при быстром опорожнении баллонов температура гааа может понизиться до — 180' С.
Очевидно, если при расчетах эти иаменения температуры не будут учтены, это может привести при определении конечного давления газа к значительным ошибкам. Если объем гааа поддерживается постоянным, то давление р„в нем возрастает пропорционально повышению температуры Т: (42) р, = р, (1+ а Т). Для значения температуры Т = — 1(а величина р, становится равной нулю (газ сжкжается). Зта температура называется абсолютным нулем и равна — 273,2'С. Для случая изменения значения от абсолютного нуля она называется абсолютной температурой (Т,).
В соответствии с приведенным уравнение состояния газа, характеризующее зависимость плотности газа от температуры и давления, получает вид (43) рК =р Р (1+иТ). Введя абсолютную температуру Т, = — + Т, получим 1 (44) рУ'= р,у,аТ,. Так как г', представляет собой удельный объем, произведение (р,уга) для данного газа является постоянным в носит название газовой постоянной (В), которая определяет работу расширения 1 лг газа при нагревании его на $' при постоянном давлении и имеет следующую размерносття В = — (см/град) .
ру Т Для сухого воадуха В = 29,27 и/град. С учетом параметра Л уравнение состояния совершенного гааа (характеристическое уравнение) примет вид Рг (45) 3 т. м. Бамта Глава Н ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ГИДРАВЛИКЕ ТРУБОПРОВОДОВ Участок магистрали (трубопровода), соединяющий насос с резервуаром (баком), принято называть всасывающей магистралью (линией); участок трубопровода, по которому жидкость от насоса поступает в гидравлический двигатель, — напорный (рабочий или нагнетательный), и участок трубопровода, по которому жидкость отводится из нерабочей полости гидравлического двигателя в резервуар, называется сливной магистралью.
К напорной магистрали относятся также все трубопроводы, находящиеся под рабочим давлением. Расчет сечения трубопровода. Расход ()жидкости через данный трубопровод, площадь | его сечения и средняя по сечению скорость и течения жидкости связаны соотношением (46) Сечения прочих каналов гидроагрегатов, по которым течет жидкость, рассчитываются на основе закона неразрывности потока (постоянства расхода), согласно которому расходы в различных сечениях потока при установившемся движении одинаковы: Л= А или ( А' (47) 66 где и, и и, — средние скорости потока в сечениях 7', и 1, каналов. При выборе величины скорости потока (течения жидкости) в трубопроводе и каналах арматуры необходимо учитывать, что повжшение скорости приводит к увеличению сопротивления (потерь) системы (см.
стр. 67), а снижение — к увеличению веса трубопроводов и арматуры. Увеличение площади поперечного сечения каналов (трубопроводов) приводит к неблагоприятным конструкциям злементов гидропривода, а также повышает влия- ние сжимаемости жидкости, что ухудшает характеристики привода по показателям жесткости. Допустимая скорость течения жидкости является также функцией рабочего давления. На основании практических данных можно рекомендовать для напорных трубопроводов следующие величины скоростей1 Давление н кГ~смт.......... 10 25 50 100 150 200 Допустимая скорость жидкости е см/сек...............
130 200 300 450 550 600 В гидросистемах станков при коротких трубопроводах ((Я < < 100, где 1 и с( — соответственно длина и диаметр сечения трубопровода) скорость жидкости обычно находится в следующих пределах (в м!сек): 0,5 — 1,5 2 3 — 5 Всасыяающне трубопроводы Славные трубопроводы открытых систем Нагнетательные трубопроводы Для длинных трубопроводов (1Я ~ 100) эти данные уменьптают на 30 — 5069. В общем случае скорость выбирают такой, чтобы потери напора в трубопроводе не превышали 5 — бнгр рабочего давления.
В авиационных гидросистемах скорости в напорной и сливной магистралях доводят до 30 мгсек. Скорости (в м/сек) движения жидкости по рекомендации некоторых иностранных фирм следующие: Магистраль: всасывающая слннпая пагнетательпая прн давлении я кГ7гмтг 25 50 100 150 1,2 3 4 5 Более 5 корость н мккн Элементы тмдраннстеми Линия всасывання диаметром 12,7 — 25,4 мм То же диаметром больше 32 мм Линия нагнетания диаметром от 12,7 до 50,8 мм То же диаметром больше 50 мм .........
Клапаны упранлвння н ирочке короткие участка с нажатым сечением переданные я предохранятельные клапаны 0,6 — 1,2 1,5 3,0 3,6 6,0 30,0 Режимы течения жидкости и сопротивление. Течение реальных (вязких) жидкостей по трубопроводам гидросистемы н каналам ее агрегатов сопровождается гидравлическими потерями, 67 Скорости, применяемые в общем машиностроении США, приведены ниже. Различают потери, обусловленные трением, в зависимости от длины трубопровода, его диаметра, скорости рабочей жидкости и ее вязкости, а также потери в местных сопротивлениях, обусловленные в основном деформацией и иаменением скорости (ускорением) потока жидкости. Различают два режима течения жидкости в трубопроводах: ламинарный и турбулентный, причем переход от ламинарного к турбулентному режиму наступает при определенных условиях, характеризуемых числом Рейнольдса Ве.
Для труб круглого сечения этот критерий имеет вид Ве= — „, (48) где и — скорость потока жидкости; и' — внутренний диаметр трубопровода; т — кинематический коэффициент вяакости жидкости, Для труб (каналов) некруглого и кольцевого сечений 4ги Ве=— (49) Р где г= — — гидравлический радиус сечения потока, представляющий собой отношение площади Р сечения потока к смачиваемому периметру Х. Для кольцевого трубопровода (щели) значенйе г обычно вычисляется гз — г, г=— 2 где г, и гз — внешний и внутренний радиусы щели, Значения всех величин, входящих в приведенные выражения, можно брать в любых, однако согласованных размерностях.
Моменту перехода ламинарного режима в турбулентный н обратно соответствуют при данных условиях определенные критические значения Ве. Для ламинарного потока жидкости в гидравлически гладких металлических трубах круглого сечения это значение Ве =' 2200 + 2300 и для турбулентного Ве.=» 2200 †: 2300. Для гидросистем, в которых расход жидкости зависит от потери напора, следует набегать чисел Рейнольдса Ве = 2200 .+ †: 2500 ввиду неустойчивости в этом интервале течения и возможности появления в системе колебательных процессов.
РАСЧЕТ ПОТЕРЬ НАПОРА ПРИ ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ В ТРУБЕ Ламинарный режим течения. Потеря напора (давление) Лр э цилиндрическом прямом отреаке трубы, обусловленная сопротивлением трения жидкости при течении ее в ламинарном режиме 128 1. 128 у Е 4ДР= — УР—, 4',4; 4ДР= — У вЂ” „-, 4,4, (50) где )д и у — соответственно коэффициент абсолютной и кинематической вязкости жидкости; у и р — объемный вес и плотность жидкости; л — ускорение силы тяжести; Ь и 41 — длина и диаметр внутреннего сечения рассматриваемого отрезка трубы; р, и р, — давление в начале и в конце этого отрезка трубы; и й — средние значения расхода и скорости жидкости в трубе. В том случае, если искомой величиной является расход жидкости или диаметр сечения трубы, предпочтительнее пользоваться преобразованными выражениями 484 \Г з д 414 !28рЕ ' ~) 128 бу Е (51) Для удобства вычислений последнее уравнение можно представить с учетом распространенных в практике единиц; Лр = = рд — р — в кГ/см', у — в сст; р — в ссск'lсм4; Ь и 42 — в см в виде; 1 147 Лра'4 (52) 4др рд рд 14 4 косм (5З) Для практических расчетов часто также пользуются приведенными ниже выражениями с неоднородной размерностью входящих в них величин: 4, =2,41 10' — — Лр 1 414 ту Е.
и (54) ддр — 0,415 10"уу 4 Д где Е и д — в см; 4',) — в смд7сек; у — в сст (ммдlсек); р — в кГ|см', у — з гlсмз. 64т Путем введения коэффициента Х = — — и соответствующих 448 преобрааований выражение (51) можно привести к виду 64 Е ид Е ид Е у йр= — у(-. и~1~ 41 28 а4 28 41 2с 14 (55) (Ве ( 2300), вычисляется ио известным выражениям, полученным из уравнения Пуазейля: ав 0,6 пд п,з ц! апв п,пв апз а по ат а0з аппп а,ппг 007 0)В7 аппп аппп! аИбаl 7 зевав г зевав, г зевав „г з пввв, г зевав и уп! 70' и" ~а' вв Рис.
28. Зависимость коаффициевта гидравлического сопротиелевик Х цилиндрической трубы от чвсла Рейвольдса (с — отиосительвак шероховатость трубы) или 64т 64 и0 Ве' (57) С учетом дополнительных сопротивлений, выэываемых в основном сужением и прочими искажениями сечения труб, а также Н=Л вЂ”. — =).-. —, 1 ~и Х, 0т 2л П 2пгт' (56) где Н и Ьр — потеря напора (давлення) соответственно в единицах столба (Н) жидкости и удельного давления Лр; Х вЂ” коэффициент сопротивления трения. Расчетное значение этого коэффициента для ламннарного течения (Ве ( 2300; рис. 28) равно в соответствии с выражениями (51) и (55) охлаждением наружных слоев жидкости, соприкасающихся со стенками трубы, значение ) при практических расчетах труб следует принимать для ламинарного режима (см.
пунктирную кривую) Х= —. 75 Ве ' В соответствии с приведенными выражениями (55) и (56) потери напора Н и давления Лр связаны для несжимаемой жидкости соотношением Н = — '». 7 При расчетах гидравлических систем с низким давлением и особенно потоков жидкости со свободной поверхностью обычно пользуются выражением напора Н. В настоящем же пособии рассматриваются в основном системы высокого давления, для которых сопротивления (потери напора) обычно не выраясаются в виде разности уровней, ввиду чего впредь будем пользоваться выражением (55) давления и применять прп вычислении потерь напора (энергии) размервостп удельного давления, Приведенные выражения справедливы для отрезков труб такой длины, потери на входе которых являются по сравнению с потерями по их длине пренебрежимо малыми (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
