Запишем уравнение Бернули
Па (8)
Где: -атмосферное давление =101325Па
-плотность жидкости
g-ускорение м/с2
hв-высота всасывания м
vв-скорость потока жидкости во всасывающем трубопроводе м/с
-коэффициент местных сопротивлений во всасывающем трубопроводе
-поправочный коэффициент
-коэффициент трения жидкости во всасывающем трубопроводе
-Длинна всасывающем трубопроводе м
–диаметр всасывающем трубопроводе м
-расчет выполняется в диапазоне 0 ̶ +80оС и интервалом 20оС
Для удобств расчета составим таблицу-1. По рис40-41 [1.стр135-137] определяем плотность и вязкость рабочей жидкости для всех указанных температур.
Расчет давления для масла МГ-20
Расчет выполняем, начиная с температуры 0о С
Число Рейнольдса определим по формуле:
При tж= 0оС:
При tж= 20оС:
При tж= 40оС:
При tж= 60оС:
При tж= 80оС:
Результаты расчета занесем в таблицу-1.Режим течения жидкости пи всех температурах будет ламинарный. По формуле определим коэффициент трения для всех температур
При t= 0оС
При tж= 0оС:
При tж= 20оС:
При tж= 40оС:
При tж= 60оС:
При tж= 80оС:
Зависимость давления во всасывающей камере шестеренного насоса от температуры масла МГ-20
Таблица1
Параметры | Температура рабочей жидкости оС | ||||
V, м2/с*10-6 | 18,5 | 10,8 | |||
, | |||||
4,05 | 0,82 | 0,23 | 0,1 | 0,06 | |
Re | 18,5 | 91,4 | |||
b | 1,5 | ||||
Pв,Мпа h=+0.5м | 39078,8 | 71061,6 | 102126,6 | ||
Pв,Мпа h=-0.5м | 30356,8 | 62388,6 | 93623,7 | 96582,1 |
Поправочный коэффициент bв определим по графику зависимости поправочного коэффициента b от числа Рейнольдса. Результаты занесем в таблицу.
Теперь найдем Рв по формуле Бернулли при высоте всасывания 0,5м
Па
При tж=0оС:
Па
При tж=20оС:
Па
При tж=40оС:
Па
При tж=60оС:
Па
При tж=80оС:
Па
Затем найдем Рв по формуле Бернулли при высоте всасывания -0,5
При tж=0оС:
Па
При tж=20оС:
Па
При tж=40оС:
Па
При tж=60оС:
Па
При tж=80оС:
Па
Зависимость давления во всасывающей камере шестеренного насоса от температуры зимнего масла М-8В2
Число Рейнольдса определим по формуле:
При tж= 0оС:
При tж= 20оС:
При tж= 40оС:
При tж= 60оС:
При tж= 80оС:
Результаты расчета занесем в таблицу 2. Режим течения жидкости пи всех температурах будет ламинарный. По формуле определим коэффициент трения для всех температур
При t= 0оС
При tж= 0оС:
При tж= 20оС:
При tж= 40оС:
При tж= 60оС:
При tж= 80оС:
Зависимость давления во всасывающей камере шестеренного насоса от температуры масла М-8В2
Таблица2
Параметры | Температура рабочей жидкости оС | ||||
V, м2/с*10-6 | |||||
, | |||||
1,5 | 0,42 | 0,16 | 0,076 | 0,064 | |
Re | 177,8 | 984,6 | |||
b | 1,8 | ||||
Pв,Мпа h=+0.5м | 104746,2 | 105069,5 | 105042,5 | ||
Pв,Мпа h=-0.5м | 81176,7 | 96024,2 | 96543,5 | 96663,5 |
Поправочный коэффициент bв определим по графику зависимости поправочного коэффициента b от числа Рейнольдса. Результаты занесем в таблицу.
Теперь найдем Рв по формуле Бернулли при высоте всасывания 0,5м
Па
При tж=0оС:
Па
При tж=20оС:
Па
При tж=40оС:
104746,2Па
При tж=60оС:
Па
При tж=80оС:
105042,5Па
Затем найдем Рв по формуле Бернулли при высоте всасывания -0,5
При tж=0оС:
Па
При tж=20оС:
Па
При tж=40оС:
Па
При tж=60оС:
Па
При tж=80оС:
96663,5Па
На основании полученных таблиц строим график для летнего и зимнего масла, при высоте всасывания h=+0,5 м и h=- 0,5 м. Чтобы найти температуру, до которой насос работает в бескавитационном режиме, проведем линию параллельную оси абсцисс на расстоянии 0,07Мпа от начало координат. Пересечение этой линии покажет температуру до которой можно эксплуатировать насос. При более низких температурах работать не рекомендуется.
График. Зависимость давления во всасывающей камере шестеренного насоса от температуры
2.6Расчет потерь давления в напорной и сливной гидролиниях.
Путевые и местные потери давления определяем по формулам.
Путевые потери находим следующим образом.
,Па
Где: -коэффициенты трения жидкости в напорной и сливной гидролиниях.
-плотность жидкости кг/м3
Iн Iс –длины напорной и сливной гидролиний,м
dн dс-диаметры напорной и сливной гидролиний,м
vн vc-скорость потока жидкости в напорной и сливной гидролиний м/с.
Как и при расчете давления во всасывающем трубопроводе, начертим таблицу, в которую занесем все переменные параметры,
полученные из графиков и расчетов
Число Рейнольдса определим по формуле:
t=0оС;
t=20оС
t=40оС
t=60оС
t=80оС
t=0оС:
t=20оС:
t=40оС:
t=60оС:
t=80оС:
Вычисляем коэффициент трения жидкости в напорного и сливного трубопровода.
При t=0оС:
При t=+80оС:
При t=0оС
При t=20оС
При t=40оС
При t=60оС
При t=80оС
При t=0оС
При t=20оС
При t=40оС
При t=60оС
При t=80оС
По графику рис 90 [1.стр275] находим поправочные коэффициенты дла напорного и сливного трубопровода и результаты записываем в таблицу-3.
Местные потери давления в напорном и сливном трубопроводе находим из выражения
Где; -коэффициенты местных сопротивлений в напорном и сливном трубопроводах.
- поправочные коэффициенты, учитывая влияние вязкости жидкости на мастные потери давления в напорном и сливном трубопроводах.
vн vс-скорость потока жидкости в напорном и сливном трубопроводах м/с
ρ-плотность жидкости.
Рассчитываем местные потери давления в напорной трубопроводе
При t=0оС
Па=0,2МПа
При t=20оС
Па=0,056МПа
При t=40оС
Па=0,022МПа
При t=60оС
12337Па=0,012МПа
При t=80оС
Па=0,012Мпа
Рассчитаем путевые потери давления в напорном трубопроводе
,Па
При t=0оС
=3,1МПа
При t=20оС
=0,31МПа
При t=40оС
=0,08МПа
При t=60оС
=0,03
При t=80оС
=0,028Мпа
Рассчитываем местные потери давления в напорном и сливном трубопроводе
При T=0оС
При T=20оС
При T=40оС
При T=60оС
При T=80оС
Зависимость потерь давления в гидросистеме прижимного вала.(летнее масло МГ- 20)
Таблица-3
Параметры | Температура рабочей жидкости оС | ||||
+20 | +40 | +60 | +80 | ||
V, м2/с*10-6 | 18,5 | 10,8 | |||
, | |||||
0, 4 | 0, 1 | 0,05 | 0,04 | ||
0,6 | 0,2 | 0,08 | 0,05 | ||
Reн | |||||
Reс | |||||
bн | 1,7 | ||||
bс | 1,8 | ||||
МПа | 3,1 | 0,31 | 0,08 | 0,03 | 0,028 |
МПа | 0,2 | 0,056 | 0,022 | 0,012 | 0,012 |
МПа | 3,3 | 0,37 | 0,1 | 0,042 | 0,04 |
Рассчитаем потери давления для зимнего масла М-8В2.
Число Рейнольдса определим по формуле:
t=0оС;
t=20оС
t=40оС
t=60оС
t=80оС
t=0оС:
t=20оС
t=40оС
t=60оС
t=80оС
Вычисляем коэффициент трения жидкости в напорного и сливного трубопровода.
При t=0оС:
При t=+80оС:
При t=0оС
При t=20оС
При t=40оС
При t=60оС
При t=80оС
При t=0оС
При t=20оС
При t=40оС
При t=60оС
При t=80оС
По графику рис 90 [1.стр275] находим поправочные коэффициенты дла напорного и сливного трубопровода и результаты записываем в таблицу-3.
Местные потери давления в напорном и сливном трубопроводе находим из выражения
Где; -коэффициенты местных сопротивлений в напорном и сливном трубопроводах.
- поправочные коэффициенты, учитыва я влияние вязкости жидкости на мастные потери давления в напорном и сливном трубопроводах.
vн vс-скорость потока жидкости в напорном и сливном трубопроводах м/с
ρ-плотность жидкости.
Рассчитываем местные потери давления в напорной трубопроводе
При t=0оС
Па=0,1МПа
При t=20оС
Па=0,03МПа
При t=40оС
14191Па=0,014МПа
При t=60оС
Па=0,013МПа
При t=80оС
Па=0,012МПа
Рассчитаем путевые потери давления в напорном трубопроводе
,Па
При t=0оС
=1,1МПа
При t=20оС
=0,3МПа
При t=40оС
=0,1МПа
При t=60оС
=0,046МПа
При t=80оС
=0,042Мпа
Рассчитываем местные потери давления в напорном и сливном трубопроводе
При T=0оС
При T=20оС
При T=40оС
При T=60оС
При T=80оС
Таблица-4
Параметры | Температура рабочей жидкости оС | ||||
+20 | +40 | +60 | +80 | ||
V, м2/с*10-6 | |||||
, | |||||
0,74 | 0,2 | 0,07 | 0,03 | 0,04 | |
1,1 | 0,32 | 0,12 | 0,05 | 0,03 | |
Reн | 101,3 | 358,8 | |||
Reс | 65,8 | 233,3 | |||
bн | 2,3 | ||||
bс | 1,5 | ||||
МПа | 1,1 | 0,3 | 0,1 | 0,046 | 0,042 |
МПа | 0,1 | 0,03 | 0,014 | 0,013 | 0,012 |
МПа | 1,2 | 0,33 | 0,114 | 0,059 | 0,054 |