Результаты расчета потерь давления в линейных сопротивлениях

№ Участка	Длина гидролинии, l, м	Внутренний диаметр d,мм	Расход жидкости Q, л/мин	Средняя скорость, V, м/с	Число Рейнольдса Re	Коэфф. гидравлич. трения λ	Потери давл. ∆pl, Па
	1.14		272.4	1.14		0.043	404.94
	2.94		272.4	7.93		0.034	102915.124
	3.44		22.8	7.56		0.031	344817.512
	3.94		44.232	1.94		0.044	13401.913
	4.44		249.6	7.83		0.034	161335.847
	4.94		249.6	1.95		0.041	6625.316
	5.94		293.82	1.85		0.04	6338.722

Потери давления в местном сопротивлении

∆p_м = γ ς ,

где ς – коэффициент данного местного сопротивления.

Участок 1

∆p_м1 = = 86.173 Па;

Участок 2

∆p_м2 = = 41697.3 Па.

Участок 3

∆p_м3 = = 151588.126 Па.

Участок 4

∆p_м4 = = 9982.172 Па.

Участок 5

∆p_м5 = = 162609.2 Па;

Участок 6

∆p_м6 = = 10085.346 Па;

Участок 7

∆p_м7 = = 3025.82 Па;

∆p_м7 = = 15129.12 Па.

∆p_м7 = = 226.936 Па.

Таблица 4

Результаты расчета потерь давления в местных сопротивлениях

№ Участка	Вид сопротивления	Количество	Коэффициент местного сопротивления	Потери давления ∆pм, МПа	Сумма потерь давления, МПа
	Закругленное колено		0.15	86.173
	Тройник раздел.		1.5	41697.3
	Распределитель			151588.126
	Распределитель			9982.172
	Распределитель			162609.2
	Распределитель			10085.346
	Тройник слияния Фильтр Закруг. колено		0.15	3025.82 15129.12 226.936	18381.87

Далее определим общие потери давления в гидроприводе.

∆p = ∑∆p_l + ∑∆p_м = 1030269.52 Па;

Суммарные потери в гидролиниях гидроцилиндра (участки 2-3-4-7) равны:

∆p_ц = ∆p_l2+∆p_l3+(∆p_l4+∆p_l7) к_м+∆p_м2+∆p_м3+(∆p_м4+∆p_м7) к_м,

где к_м – коэффициент мультипликации;

∆p_ц =

= 734341.11 Па.

Суммарные потери в гидролиниях гидромотора (участки 2-5-6-7) равны:

∆p_гм = ∆p_l2+∆p_l5+(∆p_l6+∆p_l7) к_м +∆p_м2+∆p_м5+(∆p_м6+∆p_м7) к_м,

∆p_гм = = 548934.065 Па.

Теперь определим давление насоса, необходимое для обеспечения функционирования гидроцилиндра и гидромотора, при условии их независимой работы:

p_нц = ∆p_гц+p_ц;

p_нгм = ∆p_гм+p_гм;

p_нц = 0.734+3.6 = 4.334МПа;

p_нгм = 0.55+15.1 = 15.65МПа.

Поскольку гидроцилиндр и гидромотор должны работать вместе, то необходимо повысить давление в менее нагруженной ветви до большего для этого установим в гидролинии 4 дополнительный дроссель.

∆p_др4 = p_нгм – p_нц , так как p_нгм>p_нц;

∆p_др4 = 15.65 – 4.33 = 11.32МПа;

d_др4 = = = 0.0027 м.

Построение характеристики гидролинии

Суммарную потерю напора в общем случае удобно выразить формулой:

где A и m – коэффициент пропорциональности и показатель степени, учитывающие сопротивление гидролинии.

Q_кр2 = ;

Q_кр2 = = 0.00147 м³/с;

Q₂₁ = Q_кр2 = 0.00147 м³/с;

Q₂₂ = 1.5Q_кр2 = 0.002205 м³/с;

Q₂₃ = 2Q_кр2 = 0.00294 м³/с;

Q₂₄ = 2.5Q_кр2 = 0.003675 м³/с;

Σh = (Σς+λ ;

Σh₂ = ( 16.81 м;

h₂₁ = Σh₂×( Q₂₁)²;

h₂₂ = Σh₂×( Q₂₂)²;

h₂₃ = Σh₂×( Q₂₃)²;

h₂₄ = Σh₂×( Q₂₄)²;

h₂₁ = 16.81×(0.00147)² = 0.00003632 м;

h₂₂ = 16.81×(0.002205)² = 0.00008173 м;

h₂₃ = 16.81×(0.00294)² = 0.00014529 м;

h₂₄ = 16.81×(0.003675)² = 0.00022702 м;

Q_кр5 = ;

Q_кр5 = = 0.00142 м³/с;

Q₅₁ = Q_кр5 = 0.00142 м³/с;

Q₅₂ = 1.5Q_кр5 = 0.00213 м³/с;

Q₅₃ = 2Q_кр5 = 0.00284 м³/с;

Q₅₄ = 2.5Q_кр5 = 0.00355 м³/с;

Σh = (Σς+λ ;

Σh₅ = ( 1.7 м;

h₅₁ = Σh₅×( Q₅₁)²;

h₅₂ = Σh₅×( Q₅₂)²;

h₅₃ = Σh₅×( Q₅₃)²;

h₅₄ = Σh₅×( Q₅₄)²;

h₅₁ = 1.7 ×(0.00147)² = 0.00000342 м;

h₅₂ = 1.7 ×(0.002205)² = 0.00000771 м;

h₅₃ = 1.7 ×(0.00294)² = 0.00001371 м;

h₅₄ = 1.7 ×(0.003675)² = 0.00002142 м;

Построение пьезометрической и напорной линии энергии

Атмосферное давление: H_Б = P₁/γ = = 11.53 м;

Напор насоса: H_нас = P_нгм/γ = = 1804.5 м;

H_гм = P_гм/γ = = 1741.04 м;

Потери напора на участках:

Σh = h_l + h_m

h_l =

h_m =

Участок 1:

h_l = = 0.046 м;

h_m = = 0.01 м.

Участок 2:

h_l = = 11.87 м;

h_m = = 4.8 м.

Участок 5:

h_l = = 9.3 м;

h_m = = 18.75 м.

Участок 6:

h_l = = 0.38 м;

h_m = = 1.16 м.

Участок 7:

h_l = = 0.366 м;

h_m = = 2.2 м.

Определим значения полных напоров вначале и в конце каждого участка гидролинии:

H₀ = H_Б – h_l1– h_m1 = 11.53 – 0.046 − 0.01 = 11.47 м;

H₁ = H₀ + H_нас = 11.47 + 1804.5 = 1815.97 м;

H₂ = H₁ – h_l2 = 1815.97 − 11.87 = 1804.1 м;

H_тр1 = H₂ – h_m2 = 1804.1 – 4.8 = 1799.3 м;

H₃ = H_тр1 – h_l5 = 1799.3 – 9.3 = 1790 м;

H_р2 = H₃ – h_m5 = 1790 – 18.75 = 1771.25 м;

H₄ = H_р2 – h_l5 = 1771.25 – 9.3 = 1761.95 м;

H₅ = H₄ – H_гм = 1761.95 – 1741.04 = 20.91 м;

H₆ = H₅ – h_l6 = 20.91 – 0.38 = 20.53 м;

H_р2 = H₆ – h_m6 = 20.53 – 1.16 = 19.37 м;

H₇ = H_р2 – h_l6 = 19.37 – 0.38 = 18.99 м;

H_тр2 = H₇ – h_m7 = 18.99 – 2.2 = 16.79 м;

H₈ = H_тр2 – h_l7 = 16.79 – 0.366 = 16.42 м;

H_ф = H₈ – h_m7 = 16.42 – 2.2 = 14.22 м;

H₉ = H_ф – h_l7 = 14.22 – 0.366 = 13.85 м;

H₁₀ = H₉ – h_m7 = 13.85 – 2.2 = 11.65 м.

Графика удельной энергии приведен в приложении 1.