Определение расхода моющей жидкости

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ СЕРВИСА И ЭНЕРГЕТИКИ

 

Кафедра «Автомобили, тракторы и технический сервис»

 

РАСЧЕТ

МОЕЧНОЙ УСТАНОВКИ

 

Санкт-Петербург

2015г.

Исходные данные к расчетному заданию

«Расчет моечной установки»

Вариант
Параметр	Значение
Тип насадки	ц	к	к.и	к.р	ц	к	к.и	к.р	ц	к	к.и	к.р	ц	к	к.и	к.р	ц	к	к.и	к.р	ц	к	к.и	к.р	ц	к	к.и	к.р	ц	к
Диаметр отверстия насадки, мм			1,7	1,3	1,6	2,1		1,5	1,8		2,2			1,45	1,1	2,3	1,2	1,4	1,25	2,1	1,9	1,7	1,45	2,32	1,55	2,25	1,6	1,4	0,8
Количество насадок, шт
hв	1,0	1,4	1,0	1,8	2,2	1,0	2,6	1,4	2,6	1,4	1,8	1,0	2,2	1,5	2,5	1,0	1,4	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6	1,2	1,6	1,7	1,3	2,1	2,3	2,5	2,7
hн	1,8	2,6	2,2	1,0	1,4	1,0	1,8	2,5	1,2	2,2	2,6	1,4	1,1	1,3	1,5	1,7	2,0	2,3	2,5	2,7	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6	1,5
l1, м
d1, мм
l2, м
d2, мм
l3, м
d3, мм
l4, м
d4, мм
Диаметр щетки, м	1,0	1,2	0,8	0,7	1,0	1,2	0,8	0,7	1,0	1,2	0,8	0,7	1,0	1,2	0,8	0,7	1,0	1,2	0,8	0,7	1,0	1,2	0,8	0,7	1,0	1,2	0,8	0,7	1,0	1,2
Частота вращения щетки, с-1	1,0	1,4	1,2	1,0	1,2	1,4	1,0	1,2	1,4	1,0	1,4	1,2	1,0	1,2	1,4	1,0	1,2	1,4	1,0	1,4	1,2	1,0	1,2	1,4	1,0	1,2	1,4	1,0	1,4	1,2
Высота щетки, мм	1,0	1,2	1,4	1,2	1,0	1,2	1,4	1,2	1,0	1,2	1,4	1,0	1,2	1,4	1,0	1,2	1,4	1,2	1,0	1,2	1,4	1,2	1,0	1,2	1,4	1,0	1,2	1,4	1,0	1,2
Количество щеток, шт

Расчет моечной струйной установки

Таблица 1. – Исходные данные

Параметр	Значение
Тип насадки
Диаметр отверстия насадки, мм
Количество насадок, шт
hв
hн
l1, м
d1, м
l2, м
d2, м
l3, м
d3, м
l4, м
d4, м
Диаметр щетки, м
Частота вращения щетки, об/мин
Высота щетки, мм
Количество щеток, шт

Определение расхода моющей жидкости

Струйные моечные установки могут иметь одну или две моющие рамки. Имеются конструкции, в которых, кроме того, предусмотрены рамки-смачивания и ополаскивания, или только рамка ополаскивания.

Давление воды во вспомогательных рамках не превышает, как правило 0,25...0,5 МПа, и расход через них невелик.

Давление в основных моющих рамках гораздо выше, так как природа удале­ния загрязнений с помощью струй заключается в механическом разрушений слоя загрязнений за счет удара движущейся жидкости о преграду.

Загрязнения будут удаляться, если максимальная сила сцепления между частицами загрязнений F_M не будет превышать величины гидродинамического давления P_x при встрече струи с преградой.

Таким образом, условие удаления загрязнений

P_x ≥ F_M (1)

Определим прочность сцепления (Н/м² ) между частицами

, (2)

где σ - поверхностное натяжение воды, Н/м;

D - диаметр частиц загрязнений, м;

W - влажность загрязнений.

Для чистой воды σ = 0,073 Н/м.

Радиус частиц загрязнения в среднем составляет: для легковых автомобилей - 10…30∙10^-6 м, а для грузовых и автобусов – 25…300∙10^-6м. Для практических расчетов можно принимать D = 20…80∙10^-6м.

Из анализа уравнений (1.1) и (1.2) следует, что силу сцепления можно снизить путем увеличения влажности, загрязнений или уменьшением поверхностного натяжения жидкости.

Исследования процесса мойки показали, что если автомобиль постоянно сма­чивать водой, то влажность W не может превысить 0,2 (20%), что соответствует максимальному количеству влаги, которое может удержать загрязнение.

Поверхностное натяжение σ можно снизить применением подогретой воли или СМС. Например, СМС "Прогресс" уменьшает поверхностное натяжение, до σ = 0,034 Н/м.

Гидродинамическое давление Р_х на расстоянии x от насадка

(3)

где ρ - плотность жидкости в струе, кг/м³ ;

V_x - скорость жидкости при встрече с поверхностью, м/с;

a - угол встречи струи с поверхностью, град. = 90̊

Скорость потока в струе на расстоянии x от насадка V_x (м/с) принимаем равной начальной скорости потока:

, (4)

где φ - коэффициент скорости, зависящий от профиля сопла (таблица 2);

Р_н - напор (давление) перед насадкой, Па.

Принимаем P_н = 2,0·10⁶ Па. Скорость жидкости на выходе из насадка может достигать 30...90 м/с.