Методические указания к выполнению задачи 1

Задача № 1

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Рис. 1 Схема установки для подачи СОЖ в металлорежущем станке.

Смазывающе-охлаждающая жидкость (СОЖ) Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru и вязкостью Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru с помощью на­соса 3 забирается из резервуара-отстойника 1 и по напорному трубопроводу 4 по­дается в коллектор 6 с шестью коническими сходящимися соплами 7, из которых жидкость разбрызгивается струями по поверхности обрабатываемой детали 8 (так называемое спрейерное охлаждение). Отработанная СОЖ собирается в поддон 9 и по трубопроводу 10 сливается в резервуар - отстойник.

На трубопроводе 4 установлен вентиль 5, регулирующий расход подаваемой СОЖ, а на всасывающем патрубке насоса - сетчатый фильтр 2, предотвращающий попадание крупных твердых частиц в систему охлаждения.

1- резервуар-отстойник; 2 - фильтр; 3 - насос; 4 - трубопровод; 5 - вентиль; 6 - коллектор; 7 - конические сходящиеся сопла; 8 - обрабатываемая деталь; 9 - поддон;10 - трубопровод.

Заданы следующие величины:

- Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru -скорость струй в соплах

- Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru -диаметр сопел

- Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru -диаметр всасывающего патрубка

- Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru -диаметр напорного трубопровода 4

- Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru -длина напорного трубопровода 4

- Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru -расстояние по вертикали от насоса до центра коллектора

-коэффициенты гидравлического сопротивления:

фильтра Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru , вентиля Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru и коллектора Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru .

Требуется определить:

-расход подаваемой СОЖ Q, Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru ;

-потребный напор Н, м, создаваемый насосом;

-Затрачиваемую насосом мощность N, кВт, с учетом его КПД Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Принять величину коэффициента скорости сопел Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru , коэффициент кинетической энергии Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru в уравнении Бернулли Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru (при ламинарном течении и ) Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru (при турбулентном.)

Высоту всасывания насоса не учитывать.

Заданные величины приведены в таблице.

Таблица 2

Параметры Варианты и исходные данные Цифра шифра студента
Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru 8,0 8,5 7,5 7,0 8,0 8,5 7,5 7,0 8,5 8,0 последняя
Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru последняя
Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru последняя
Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru последняя
Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru 1,6 1,7 1,7 1,6 1,8 1,6 1,6 1,8 1,7 1,6 предпоследняя
Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru 1,4 1,5 1,6 1,4 1,6 1,4 1,4 1,6 1,5 1,4 предпоследняя
Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru 2,5 2,0 2,1 2,1 2,5 2,2 2,2 2,0 2,3 2,2 предпоследняя
Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru 3,2 3,3 3,0 3,2 3,1 3,0 3,1 3,1 3,2 3,3 предпоследняя
Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru 1,2 1,2 1,3 1,2 1,1 1,3 1,3 1,1 1,2 1,3 предпоследняя

Методические указания к выполнению задачи 1

Наибольший расход СОЖ Q max при полном открытии вентиля определим

по заданной скорости струи v c и поперечному сечению сопел, с учетом количест­ва сопел - (n) по следующей формуле :

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Величина потребного напора Н определяется по величинам манометриче­ского давления Р ман в зоне нагнетания, и вакуума Рвак в зоне всасывания насоса (см. рис.) по формуле :

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Для определения величин Рман. и Рвак. воспользуемся уравнением Бернулли, соединив этим уравнением сечение потока 1-1 с 2-2 и 1 -1’ с 2 -2' (см. рисунок), тогда:

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

В уравнениях:

z - геометрические высоты расположения сечений относительно выбран­ной плоскости сравнения;

P - давление в указанных точках потока.

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru - средняя скорость потока в сечении;

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru - потеря напора на участке потока между сечениями;

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru - коэффициент кинетической энергии.

Потери напора определяются по величине скоростного напора Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru и коэффициенту гидравлического сопротивления участка потока Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru по формуле :

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Средние скорости в сечениях потока определяются по вычисленному рас­ходу Q и площадям сечений потока.

В уравнении (3) плоскость сравнения намечается в плоскости сечения 1-1. По условию задачи разность высот z1 и z2 не учитывается, давление P1 - равно атмо­сферному, а скорость v1 Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru О . Отсюда величина вакуума : Рвак = Ратм – Р2 со­гласно уравнению (З), равна:

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

где

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru - коэффициент гидравлического сопротивления, учитывается потери только в фильтре Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru .

Для определения Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru необходимо найти среднюю скорость во всасывающем трубопроводе по формуле:

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Для нахождения величины Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru необходимо определить режим движения по числу Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

В уравнении (2) плоскость сравнения намечается по сечению 1’-1 . При

этом Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru = 0 и z2 = z . Скорости Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru и Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru - равны, т.к. площади сечений 1-1 и 2-2 одинаковы.

Потеря напора Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru (на напорной линии) включает в себя потерю по длине трубы hl и местную потерю в вентиле Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Обе потери определяются по величине скоростного напора, равного Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Тогда средняя скорость определим по формуле :

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Согласно формулам Дарси и Вейсбаха, имеем :

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru , (Па), где

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru - коэффициент гидравлического трения, определяемый в зависимости от режима течения.

При ламинарном движении ( при числе Рейнольдса Re < 2300) - по формуле Стокса: Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

При турбулентном движении ( при числе Рейнольдса Re >2300) - по формуле Блазиуса. Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru где

Число Рейнольдса равно Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Re =

Решая уравнение (4), найдем разность давлений по формуле :

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru , (Па), где

Потеря напора в коллекторе hk определим как местную потерю по фор­муле Вейсбаха (решение приближенное):

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Напор hc, необходимый для создания струи, вытекающей на сопла с заданной скоростью vc, равен :

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru ,где

Сравнивая величины hk и hc через давление, получим согласно уравнения, формулу для манометрического давления по формуле :

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru ,

Величину потребного напора Н определим по формуле, а величина затрачи­ваемой насосом мощности N по формуле :

Методические указания к выполнению задачи 1 - student2.ru

Наши рекомендации