Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Для распространенных жидкостей средняя удельная теплоемность в икал/кг град в интервале температур от 0 до 100' С: Минеральное масло ..., ..........., ... 0,45 — 0,50 Керосин 0.50 Глицерин 0.57 Жидкость не волной основе (нрв г = 25'С) ...... 0,72 Для рабочих жидкостей минерального происхождения средняя удельная теплоемкость при температуре от 0 до 100' С может быть принята равной 0,45 икал)кг.град.
У болыпинства реальных жидкостей и газов удельная тепло- емкость повыгпается с увеличением температуры, причем зги изменения для газов существенны, а для жидкостей незначительны, поскольку модуль объемной их упругости велик. Теплоемкость смеси минеральных масел может быть приближенно определена по выражению се=от +от +..., (31) где с, — теплоеыкость смеси; с, н с, — теплоемкость отдельных компонентов смеси; т, и т, — весовые количества компонентов. ДАВЛЕНИЕ (УПРУГОСТЬ) НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ ЖИДКОСТЕЙ Давлением или упругостью насыщенного пара жидкости навывается установившееся в замкнутом пространстве давление пара, гоо и. й ~ оо й бо , ао Ч м 700 НО 200 000 0 Температура находящегося в равновесии с жидкостью. Данные по величине давления насыщенного пара жидкости необходимы при определении о бо го ие гго ио гоо во 'о Гаааара ауба ааааа Рис.
2К Зависимость давлении насыщенных паров минеральных масел от темпера- туры мм ргп спг % 7000 Я 700 вача хш В го 70 аа % Ог 'О УО Рис. 22. Зависимость упругости насыщенных паров жидкостей от температуры: г — лмг-ге; г — мп е евое~ о — вере ееное з~ о — машинное ст! б — силиконовые живности ароне евою в гьоо пригодности жидкости для работы при высоких температурах, н также для оценки кавитационкых характеристик гидросистемы. В практике пользуются средними экспериментальными данными по упругости насыщенных паров, аначения которых для некоторых распространенных в гидросистемах марок минеральных масел приведены в табл. 5 и на рис.
21 — 22. Таблица 5 Упругость (давление) наеьпценных паров масла в мм рли слг. КАВИТАЦИЯ ЖИДКОСТИ Под кавитацией понимается местное выделение иэ жидкости в зонах понин~енного давления ее паров и газов (вскипавие жидкости) с последующим разрушением (конденсацией паровых и смыканием газовых) выделившихся парогазовых пузырьков при попадании их в зону повышенного давления. Это разрушение пузырьков сопровождается местными гидраалкческими микроударами большой частоты и высокого уровня ударных давлений.
Кавитация нарушает нормальный рон им работы гидросистемы, а в отдельных случаях может вызвать разрушение ее агрегатов. разрушительному действию кавитации подвергаются насосы, золотники, клапаны и прочие гидроагрегаты,причем это действие проявляется аачастую в очень короткое время. Так, например, наблюдаготся случаи выхода иа строя аксиально-поршневых насосов (см.
рис. 73), происходящие в результате кавитационного разрушения (изпоса) распределительнон пары и сопровождающегося недопустимого падения проиаводительности аа время работы от 20 мин до 1 ч. Схематически механизм возникновения кавитацин и его раарушительного действия сводится к следующему. При понижении давления жидкости в какой-либо точке потока до некоторой величины жидкость вскипает (происходит ее разрыв), выделившиеся же пузырьки газа и пара увлекаются потоком и переносятся в область более высокого давления, в которой паровые пузырьки конденсируются, а газовые сжимаются (смыкаются).
Так как процесс конденсации парового и сжатия газового пузырька происходит мгновенно, частицы жидкости перемещаются к его центру с большой скоростью, в результате кинетическая энергия соуда- ряющихся частиц вызывает в момент смыкания пузырьков местные гидравлическио микроудары, сопровождающиеся высокими забросами давления и температуры в центрах пузырьков (по расчетам температуры могут достигать значений 1000 — 1500" С и выше и местное давление может достигать 1500 — 2000 лГ!см'). В том случае, если эти процессы протекают вблизи от стенок ограничивающих каналов, последние будут подвергаться непрерывным гидравлическим ударам (бомбардировкам), которые вызывают местные разрушения стенок.
Этому разрушению способствуют местные высокие температуры, развивак<щиеся в результате скачкообрааности процесса и высокого уровня аабросов давления. Указанные ударные действии частиц жидкости дополняются химическим воздействием на металл кислорода воздуха, выделяющегося иэ жидкости, а также воздействием электролитнческого характера. Под действием высоких температур в присутствии кислорода воздуха происходит активное окисление (коррозия) контактпрующнх поверхностей.
Происходящие прн этом оьпс:иыельные процессы усугубля<отея тем, что растворенный в жидкости воздух содоржит почти в полтора раза больше кислорода, чем атмосферный воздух (см. стр. 28). Кроме того, интенсивность окислительных процессов новь<я<ается в ре Р«с. 23. Характер кавизультате разрушения поддействнемгидраз- тацконного разрушения лических мнкроударов окислительной влунжера распредели- пленки, которая в обычных условиях за- тельного зало<явка слемедляет окисление металлических поверх- дяз<ей< гидросистемы ностей деталей. В результате при длительной кавитации под действием указанных гидравлических ударов высокой повторяемости и одновременном воздействии высокой температуры происходит разрушение (эрозия) поверхностей деталей.
Кавитацня наступает тем раньше, чем больше жидкость аагрязнена твердыми частицами, Это обусловлено тем, что на поверхностях этих частиц адсорбируется тонкий слой воздуха, частицы которого при попадании в зону пения<енного давления служат очагами, способству<ощимн возникновению кавитации. Разрушению подвергаются при развитой кавитации детали различных гидроагрегатов. На рнс. 23 показан плупжер распределктельного золотника (клапана) следящей гидросистемы, работавший в условиях значительного дросселирования жидкости. Кавитационному разрушению подвергаются также торцы блока цилиндров и межоконные перемычки распределительного диска аксиально-поршневых насосов (см. рис.
73), на поверхности которых образуются глубокие питинги и выколы (см. рис. 76). При возникновении навигации в трубопроводах сопротивление их значительно возрастает, а пропускная способность соответственно уменьшается. При небольших сечениях трубопровода образуются газовые пробки и движение жидкостно-гааовых фаа происходит чередующимися импульсами.
Кавитация я~идкости в насосах наступает при условии, когда жидкость при всасывании отрывается по тем или иным причинам от рабочего элемента насоса — поршня, лопасти, зубьев или прочих вытеснителей. Возмонсность отрыва зависит от вязкости жидкости и величины давления на входе в насос, а также от числа оборотов и конструктивных особенностей насосов. В частности, кавитация воаникает, если давление на входе во всасывающую камеру насоса окажется недостаточным для обеспечения неразрывности потока жидкости в процессе иаменения скорости дальнейшего ее движения.
Предельно допустимым, с этой точки зрения, числом оборотов насоса является такое число, при котором абсолютное давление жидкости на входе в насос будет способно преодолеть без разрыва потока потери напора во всасывающей камере, обусловленные ее сопротивлением и силами инерции. В случае шестеренного и пластинчатого (лопастного) насосов (см. стр. 230) к этим потерям добавляются потери, обусловленные центробежной силой, действующей на жидкость, вращающуюся вместе с ротором насоса.
Способы борьбы с кавнтацией. Основным способом борьбы с кавитацией является максимальное снижение разрежения в аонах возможной кавитации, которое частично может быть достигнуто за счет повышения окружающего давления. В частности, в борьбе с кавитацией во всасывающей камере насосов основным является обеспечение на всасывании такого давления, которое способно было бы преодолеть без разрыва потока жидкости гидравлические потери во всасывающей магистрали и в самой камере всасывания, включая сопротивление, обусловленное инерцией жидкости.
Очевидно, что для того, чтобы жидкость развила в рабочей камере насоса (в цилиндре и пр.) необходимое ускорение, требуемое для предотвращения отрыва ее от всасывающего элемента (поршня и пр.), к ней необходимо приложить соответствующее давление. Сила Р инерции жидкости при этом определится так: Р=ту', где т — масса рассматриваемого объема движущейся жидкости; ) — максимальное ее ускорение. Для преодоления этой силы на входе во всасывающую камеру Р насоса должно действовать давление р= —, где Р— сечение потока.
Повышение давления достигается наддувом бака гидросистемы гааом (поддавливанием), а также установкой подкачивающих насосов, зжекторов и прочими средствами. В общем случае условие бескавитационной работы насоса можно вырааить уравнением Рб — яу Рп Р1 Ря ~ "вхт- И (32) 47 где Рб — давление в лсидкостном баке, питающем насос; Ь вЂ” разность между уровнем жидкости в баке и входным штуцером насоса; Хр„— сумма потерь напора во всасывающей магистрали; Р, — потеря напора, обусловленная ускорением жидкости во всасывающих каналах насоса и подводящем трубопроводе; и„ вЂ” скорость жидкости во входном окне (канале) насоса; мг у — объемный вес жидко- а сти; р„ — критическое давле- к й и г'г ННЕ, ПРИ КОТОРОМ На- — б -Х вЂ” сб — — — — Я ступает активное выделение из жидкости пузырьков воздуха; -Хй зто давление зави- Рвс. 24.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
