Гидравлика. гидравлика. Решение Построим характеристику насоса в абсолютных единицах

• Название: Решение Построим характеристику насоса в абсолютных единицах
• Анкор: Гидравлика
• Дата: 08.06.2021
• Размер: 255.53 Kb.
• Имя файла: гидравлика.docx
• Тип: Документы; #215343

1. Насос работает на гидравлическую сеть. Напорная характеристика насоса задана в безразмерных единицах в таблице 1.

Таблица 1

Q	0	0,2 Q0	0,4 Q0	0,6 Q0	0,8 Q0	1,0 Q0
Н	1,0 	1,05 	1,0 	0,88 	0,65 	0,35 

По заданным параметрам Q_o и Н_о рассчитать и построить напорную характеристику насоса Н = f(Q). Рассчитать и построить характеристику потребного напора гидравлической сети (Рабочую точку А). (Определить напор, подачу и мощность на валу насоса).

Дано:

Q₀ = 0,02 м³/с;

d = 100 мм=0.1 м;

 = 90 м;

Н₀ = 60 м;

Н_г = 20 м;

λ = 0,03;

∑ζ = 10.

Схема насосной установки:

Н – насос;

А – питающий резервуар;

В – приемный резервуар;

Р_м – манометр;

Рв – вакуумметр;

Нг – геометрическая высота подъема;

L – длина трубопровода,

d – диаметр трубопровода.

Решение:

Построим характеристику насоса в абсолютных единицах:

Q	0	0,004	0,008	0,012	0,016	0,02
Нн	60	63	60	52,8	39	21

Определим площадь сечения трубопровода:



Среднюю скорость течения воды в трубе определим по формуле:



Потери напора в трубе определяем по формуле:



Где  =0.03*90/0.1+10=37.

g=9,8 м/с² – ускорение свободного падения. Потребныйнапор определяем по формуле:



Результаты вычислений сводим в таблицу:

	 , м/с		 , м
0	0	0	0	20
0,004	0,510	0,013	0,490	20,490
0,008	1,019	0,053	1,961	21,961
0,012	1,529	0,119	4,411	24,411
0,016	2,038	0,212	7,842	27,842
0,020	2,548	0,331	12,254	32,254

По результатам расчета строим характеристику насоса, и график потребного напора в месте их пересечения определяет рабочую точку насоса.

Подача Q = 0,018 м³/с;

Напор H = 30 м.



Полезную мощность насоса определяем по формуле: 

P=p*g*H*Q=998*9.81*30*0,018=5287 Вт

Примем КПД насоса = 0,7.

Тогда мощность на валу насоса:

Pвал= кВт

2. В приводах многих машин применяется схема гидропривода, изображенная на рисунке:



Значения усилия на штоке F, скорости перемещения рабочего органа (поршня) V, рабочего давления в гидроприводе Р и длины трубопроводов Lприведены в таблице:

F, кН	P, Мпа	V, м/с	L, м
80	10	0,06	5

Для заданной гидросхемы необходимо:

1. 
   Рассчитать и выбрать стандартный гидроцилиндр;
   
2. 
   Рассчитать диаметр трубопровода;
   
3. 
   Подобрать стандартную аппаратуру: КО, Р, КП, Ф;
   
4. 
   Рассчитать потери давления в гидроприводе;
   
5. 
   Выбрать стандартный насос по результатам расчета.
   

Решение:

По заданному усилию и давлению определяем диаметр поршня:

 ,

где 0,5 F – усилие на штоке одного гидроцилиндра;

p – заданное давление;

 = 0,93 – механический КПД гидроцилиндра.

D=  = 0.074 м = 74 мм.

Принимаем по ГОСТ 12447–80 диаметр гидроцилиндра D = 80 мм., диаметр штока d_шт = 0,5D = 40 мм.

Принимаем стандартный гидроцилиндр ГЦ – 80х40х320.

Выбираем рабочую жидкость. Примем масло индустриальное И-50 с кинематической вязкостью ν = 0,45* 10⁴ м²/с, плотностью ρ = 900 кг/м³.

Выбор насоса производим по общему расходу жидкости и заданному давлению. Мощность гидроцилиндра определяется по формуле:

 ,

где V_п – скорость поршня, м/с;

 = 0,9 – объёмный КПД.

 = (0,5  80 10³  0,06)/0,9 = 2667 Вт = 2,67 кВт.

Мощность насоса

N_н = 2 К_с К_у, где:

К_с = 1,2 – коэффициент запаса по скорости;

К_у = 1,1 – коэффициент запаса по усилию.

N_н = 2  2,67  1,2  = 7,05кВт.

Определим подачу насоса:

Q_H= = =0.705* = 42,3 л/мин

 Выбираем насос НПлР 50/16 (насос пластинчатый, регулируемый) с рабочим объёмом V_p = 15–50 см³, подачей Q_ном = 63,5 л/мин и давлением Р_ном = 16 МПа.

Определим размер соединительных трубопроводов, приняв предварительно скорость течения масла за v = 3 м/с:

Диаметр условного прохода:

d_тр =  =  = 0.021 м. = 21 мм.

Принимаем по ГОСТ 16516–80 условный проход d_усл = 20 мм.

Фактическая скорость течения масла:

v_факт = =  =  = 3.37 м/с.

Определим режим течения жидкости по числу Рейнольдса:

R_c= =  = 1497;

R_c= 1497 < R_cкр = 2320, т.е. режим течения – ламинарный.

Коэффициент гидравлического трения:

λ_лам =  = 0,043.

Определяем гидравлические потери в трубах по формуле:

 , где:

 – длинна трубопровода;

 – диаметр трубы;

 – плотность масла;

 – скорость течения масла.

Тогда  =0.043* = 54630 Па = 0,055 МПа.

Потери в местных сопротивлениях примем 20% от линейных, тогда суммарные потери в трубах  = 1,2 = 1,2  0,055 = 0,066 МПа.

Обратный клапан выбираем Г51–33 (ТУ2–053–1649–83Е) с диаметром D_y = 16 мм., расходом Q = 63 л/мин, рабочим давлением  = 20 МПа и потерей давления  = 0,30 МПа.

Гидрораспределитель берем ПГ73–24 (ТУ2–053–1443–79) с диаметром D_y = 20 мм., расходом Q = 80 л/мин, рабочим давлением  = 20 МПа и потерей давления  = 0,30 МПа.

Выбираем фильтр по расходу рабочей жидкости: 0,12Г41–15 (ГОСТ 21329–75) расходом Q = 100 л/мин и потерей давления  = 0,10 МПа.

Определяем давление, на которое следует отрегулировать насос:

Р_гц = p_н + Σ = 4,5 + 0,040 +0,25 + 0,30 + 0,10 = 10,716 ≈ 10,8 МПа.

КПД данного гидропривода :

 =  =  =   =  = 0,72 = 72%.