/
Автор: Башта Т.М
Теги: машиностроение механика гидромашины гидропривод гидромеханика гидравлика
Год: 1962
Похожие
Текст
КИЕВСКИЙ ДОМ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОПАГАНДЫ
ЗАОЧНЫЙ СЕМИНАР
передачи и устройства машин
и I *
КИЕВСКИЙ ДОМ НАУЧНО-
ТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОПАГАНДЫ
КАФЕДРА ГИДРАВЛИКИ
КИЕВСКОГО ИНСТИТУТА ГВФ
ЗАОЧНЫЙ СЕМИНАР
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ И УСТРОЙСТВО МАШИН
Лекции 12 и 13
Доктор технических наук,
профессор БАШТА Т.М.
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРИКЛАДНОЙ ГИДРАВЛИКИ
КИЕВ
19 6 2
ОСНОВНЫЕ свдания ПО ГИДРАВЛИКЕ
трубопроводов
Течение вязких жидкостей по тру Сопроводим и раз-
личным каналам гидравлических агрегатов сопровождается
потерями напора на преодоление сопротивлений, причем ве-
личина этих потерь зависит от характера движения жидкос-
ти.
Различают потери на трение, зависящее от длины тру-
бопровода, его диаметра, скорости рабочей жидкости и ее
вязкостей потери в местных сопротивлениях,o6jсловлен-
ных в основном деформацией потока.
Различают два режима движения жидкости в трубопро-
водах: ламинарное и турбулентное, причем переход от ла-
минарного к турбулентному потоку наступает при опреде-
ленных условиях, характеризуемых некоторым параметром -
числом /критерием/ Рейнольдса Re , представляющим со-
бой безразмерную величину, связывающую среднюю скорость
потока жидкости и , диаметр d трубопровода /линей -
ныл параметр канала/ и кинематический коэффициент вяз-
кости • 3 применении к движению жидкости в трубах
круглого сечения выражение для числа Рейнольдса имеет
вад
/I/
п _ ud = <,274 q
к« “ » dV
и в трубах /каналах/ некруглого ’чения
_ 4utp 4m _ 4Q
« " * ’ ~.М '
где Re - число Рейнольдса;
и - средняя скорость движения /кидр ости на
данном участке поперечного сечения в се-
кунду;
d - внутренний диаметр трубопровода;
Q - расход жидкости;
(U и - коэффициенты динамической и кинематической
вязкости жидкости;
Я - смачиваемый периметр;
р - плотность жидкости;
1 - гидравлический радиус сечения потока,
представляющий собой отношение F сечения
потока к смоченному периметру Я ; 1= я
F - площадь сечения потока /трубопровода/.
Для узкого кольцевого трубопровода /шели / значе-
ние обычно принимается равным
где 1х и - внешний и внутренний рыацусы шели.
Значения всех величин, входящих в приведенные выра-
жения, можно брать о любых, одняко^в одинаковых размер-
ностях.
Ламинарному режиму течения жидкости по гладким ме-
таллическим цилиндрическим трубам соответствуют числа
Рейнольдса Re 3200 + 2300 и турбулентнсму-^ХЗ^ОО+ЗЗОО.
Для практических расчетов прочих гидравлических
звеньев можно принимать следующие значения величины кри-
тического значения Re :
а/ круглая гладдая труба Re = 2000+ 2300;
б/ гладкая концентричная щель Re = ПОО;
в/ гладкая эксцентричная щель Re» 1000;
г/ концентричная щель с кольцевыми канавками
Re я 700;
д/ эксцентричная щель с кольцевыми канавками
Re ’ 400;
е/ расходные окна золотников Re - 260.
При R, меньше критического движения потока ламинар-
ное и при R, Оольше критического - турбулентное.
Следует отметить, что критическое число Рейнольдса
Для круглых труб не всегда применимо Атя течении кад-ос-
3
।ей u маслопроводних панелях гидроагрегатов поекэлыц,
альшое число местных сопротивлений в них способствует
туроулизацим потока, а сравнительно *-рот’*ие участки
трубопроводов между ними не обеспечивают стабиf из*цию
потока.
Таким образом, критическим числом Рейнольдса назы-
вается число, соответствующее при данных услээиях момен-
ту перехода турбулентного режима в ламинарный и обратно.
Гидравлически гладкой трубой считается такая труба,
. кот рои выступы шероховатости скрыты в толще ламинар-
ного ..^граничного слоя /пленки/ у стенок. При значениях
Re < 100000 толщина S ламинарного пограничного слоя в
зубе круглого сечения может быть определена по следующей
лирической зависимости
-0,875
S=62,8dRe , /:у
хде d - диаметр трубы.
Принято считать трубы гладкими, если значение 6
отношения средней высоты выступов к к внутреннему диа-
етру трубы d равно € = j-4 17,85 Re
Практически цельнотянутые трубы /стальные,медные и
4
алюминиевые/, i'i имениемые и г/дрл'исгемнх машин, м * о
считать гидравлически гладкими.
РАСЧпГ JuTriPb НЛ.1СГА /МНЕНИЯ/
Размер сучения т^уЗы выбирается исходя из заданно-
го :<.< « )Ju. низкости и допустимой потери напора.
г'дя расчета потерь напора пользуются вы;«жени^м:
н - \ £.. .У— ,
Лт ?9
где и - средняя сюрэсть потока з м/сек;
М - потеря нвп;ра в м столба жидкости;
9 - ускорение силы тяжести, равное Q,8I м/сек*;
X - длина трубопровода в м;
d - внутренний диаметр трубопровода в м;
- коэф.|ициент сопротивления /трения/.
1отеря напооа др ,'ны;«женная в «гг/см^, вычисляет
я по заражению
др=АГ-^-
' Де Г , U , d , Z и g
Значение коэффициента А
- должны быть выражены
системе см.сек,
для ламинарного потока
5
/ Rt < 2300/ вычисляется по выражению
ч 64
л " Рв /б/
Принимая во внимание возможные сужения и искажения
сечения трубы, а также охлаждение слоев жидкости, няхоцй.
дихся у стенок трубы, коэффициент А при практических
расчетах принимают равным
0=^- • /7/
Если пренебречь поправочным числом, учитывающим ки-
нетическую энергию, для ламинарного течения в трубе бу-
дет также справедливо экспериментальное соотношение
Др = 8(м-* и
/8/
Значение коэффициента А для турбулентного пото-
ка /Re > 2300/ для тру5, которые можно считать гидразли-
4ес*и гладкимиtможно принять равным
-0Д5
А =0,3164 Re . /9/
коэффициент рассчитывается
Во многих случаях этот
сакже по выражению
о,5
? о,32
'е
б
для промежуточных меаду ламинарным и турбулентным
потоками значений числа Рейнольдса /переходная зона- при
расчетах следует принимать данные турбулентного потока.
для трубопроводов /систем/> в которых расход жидко-
сти зависит от потерянного напора, следует избегать ин-
тервала чисел Рейнольдса Re от 2200 до 2500 ив-ва воз-
можности появления колебательных явлений /процессов/.
На величину Л при турбулентном потоке может ока-
зывать характер/шероховатость/ стенок трубопровода.
Последнее обусловлено тем, что с увеличением Re толшиня
ламинарного пограничного слоя уменьшается,в результате
чего при известных значениях Re оголятся выступы /ше-
роховатости/ грубыми она перестанет быть гидравлически
гладкой. Ввиду этого для более точных расчетов коэффи-
циента Л для турбулентного потока следует принимать с
учетом относительной шероховатости 6 стенок труб £=-[->
где к - абсолютная шероховатость, ad- внутренний
диаметр трубы в мм /рис.1/.
Абсолютная шероховатость цельнотянутых труб из алю-
миния, латуни и меди колеблется в пределах 0,01 - 0,02мм
и цельнотянутых труб из стали - от 0,05 до 0,00 мм; чу-
7
гунных - 0,25 - 0,30 мм; резиновых олангов - 0,03 мм
Ниже приведены значения Re , при превышении кото-
рого трубы для данного 6 перестают быть гидравлически
гладкими:
£ = 0,01 0,005 0,002 0,001 0,0005
1O’’Re= 5,2 11,5 32,75 72,3 160,
где 6 - относительная шероховатость, равная отно-
шению абсолютной шероховатости К к вну-
треннему диаметру d труби»
Для кольцевой щели /трубопровода/ коэффициент
потерь принимают
= А • с ,
/II/
где Л - коэффициент сопротивления, вычисленный по
формулам для круглых труб;
С - поправочный коэффициент, зависящий от соот-
ношения диаметров образующихся щелей
Для гладких труб величину С для Re < 4.10s
можно определить по данным
-----П--------।------Т------
io I 0,1 I 0,2
.A-j__________;______•______
с ! 1,0 1,40 I 1,45
I I I
I I I
таблицы I
Таблица I
4---1----1--f---
: о,з j 0,4 : o,6 j i,o
। I»»
4 I- 4 L
1 1,47 Г 1~48:’Г,49~' 1’50
। lit
। iti
9
?£ расчете тр/Оопрозэдоз некпугдых сечений в ураь^
некие ала вычисления Л наоднт поправочный коэффициент
ррл> С< , в результате выражение /6/ принимает вид
А = С —
Л 4 Re /12/
Д1г. тр45эпроеэда прямоугольного сечения с отноше -
Б
глсм сторон величина с4 равна:
|«О,1 0,2 0,3 0,4 0,Ь 0,7 1,0
q-1,32 I,9b I,I 1,03 0,97 0,91 0,90
J этом случае при вычислении Rt вместо значения
л^ьметра d следует подставить учетверенный гмдрнвли-
ческмж радиус 1 /см.выражение /2/.
Трубы овальных сечений с небольшой овальностью мо-
гут рассчитываться .как круглые по выражению /Ь/. Для
тру о с сечением в виде равностороннего треугольника зна-
чение С< = I.
В случае применения весьма вязких жидкостей, как,
например, масел с вязкостью 30-40°£, могут наблюдаться
отклонения от результатов расчета потерь напора по при-
веденному уравнению в сторону увеличения расхода. Эти
отклонения обусловлены тем, что потери напора, которые
10
в этом случае достигают весьма больших значений, неравно-
мерно распределены по этим слоям, что приводит к различ-
ным температурам и вязкостям по этим слоям. Поэтому вяз-
кости, замеренные по средним значениям температуры жид-
кости на входе и выходе, не соответствуют фактическим
значениям. Согласно данным наблюдений в этих случаях в вы-
ражение потерь напора /5/ следует вводить поправочный
коэффициент К = 0,9 + 0,7.
Потери при течении в аакруглениях труб
При течении жидкости в изогнутых коленах /закругле-
ниях/ труб, помимо рассмотренного сопротивления^ имеют
место при ламинарном потоке некоторые потери от наруше-
ния параболического характера скоростного поля и в об-
щем случае - потери,обусловленные изменением направления
/поворотом/ двияущейся жидкости. ’ ' ,
ч Практически при ламинарном потоке коэффициент сопро-
тивления атгкурстно изогнутой трубы с углом изгиба 90° и
при отношении среднего радиуса R изогнутого участка
трубы к диаметру d трубы,равном ^-^4,равен коэффи -
циенту сопротивления в прямолинейной трубе /см.выражение
/7/. Лишь для изгибов, выполненных под углом > 90°
II
1 вмесилх 4tкоэффициент сопротизле ия сосгав^ет
ч 8о
Л= 2е ’ /IV
Потери кап эра при т е v е н и и в
шлангах
Коэффициент сопротивления прямолинейных отрезков
%
резино-тканевых шлангов распрх гране иных длин /ЗОО-ЬООмм
снабженных стандартной арматурой, колеблется для различ-
ных типов и диаметров шлангов в пределах
/«/
При этом следует иметь в виду, что критическое ч;
ло Рейнольдса для гибких шлангов разно 1600.
Дчя гибких -jii ’T.j, ..рмяровэнвых вгрт^и -т ль.г z
спиралью, коэффициент X выбирается в зависимости от
диаметра Г>у условного прохода /ГОСТ 355-52/.
А _1______??_______L_____??_______?_______38_ 50
X । 0,051—0,05? । С,<j5<5-0,065 ।0,072-0,09 Jq 083-9 09'
J п р , - е . ы = top»,,,. Пг.й?‘7м/(;<
альные системы работают в ограниченной з^не -,лс
•са потеря нипоре и трубах для орчеитжровэчны
женных/ расчетов можно производить вне зависимости от ре-
жима течения по выражению
др = 0,072 / К’/см1 > /Ы
где и - скорость течения жидкости в м/сек;
и d - длина и -внутренний диаметр .трубы в мм.
V Коэффициент сопротивления гибких ткане- резиновых
шлангов можно определять по выражению
Л = 0,01113 ♦ 0,9170
/16/
Коэффициент сопротивления прорезиненных шлангов,
армированных внутри проволокой, можн тределять по вы-
раже нию
А,= Л ДГ~ ’ /W
где А - коэффициент сопротивления, вычисляемый по
приведенному выше выражению /17/; f
8 - высоты выступов проволочной спирали над
внутренней поверхностью шланга;
t - шаг проволочной спирали;
d - внутренний диаметр шланга.
Влияние сил инерции относительного движения
Для многих случаев применения гидравлических
систем трубопровод, по которому движется жидкость,
также перемещается в пространстве с тем или иным
ускорением. Очевидно,на жидкость в этом случае бу-
ддгт действовать, помимо силы тяжести, еще и массо-
г
вые силы инерции переносного движения, значение ко-
торых может достигать при известных условиях боль-
.их величин. В частности это относится к движению
жидкости в трубопроводах гидросистем летательных
аппаратов, ускорение которых в переходных режимах
полета, в следовательно и cn.ia инерции переносногс
движения могут достигать значительных величин. Так,
например, инерционный напор /перепад давления/ в
магистрали при длине ее в 3 м и при возможной пере-
грузке /ускорении/ в 20g может составлять 5кг/сь?.
Нетрудно видеть, что, в зависимости от направ-
ления указанных сил инерции /в зависимости от знака
ускорения/ и направления течения жидкости в трубах,
сида инерции переносного движения жидкости будег
способствовать или препятствовать течению и при известны:
условиях может нарушить режим питания насоса или расстро-
ить регулировку различных приборов/ автоматов/ и пр.
Будучи отнесена к единице массы, эта сила равна юответс!
вующему ускорению и направлению в сторону, обратную уско-
рению. Значение инерционного напора И может быть вы -
числено по выражению
И = -М , /16/
О
где Q и J - ускорение в переносном движении и уско-
рение силы тяжести;
I - проекция рассматриваемого участка трубо-
провода на направление этого ускорения.
скорость потока адкости в трубах
С целью уменьшения потерь напора*скорость потока
жидкости в трубопровдах обычно ограничивается величиной
8-15 м/сек, однако в машинах, работающих с большим давле-
нием /в гидравлических прессах и пр./* применяются ско-
рости до 30 м/сек. Указанные скорости не могут быть при-
менены для всасывающих трубопроводов, допустимая ско -
рость для которых выбирается в соответствии с располагае-
Ib.
„ r-ниеы в 5ьке и дпиаэй трубопровода /удален
*Ли<Ти ДСВЛ\- п№*
от Зака/, в ТОМ случае когда давление
НЗСГЫО HdCOva or
баке разно атмосферному,
обычно выбирается равной
эта скорость для типовых систем
1,5 -J *В м/сек.
Применение высоких скоростей течения жидкости не-
е?лательно, Помимо того, что это связано с ростом потерь
давления до также ^следствие образования местных зон пони-
женного давления с паро-воздушными кавернами.
3 некоторых отраслях машиностроения приняты значи-
тельно меньшие скорости потока. Так например, в станко-
строении в большинстве случаев выбирают скорость масла
для коротких тру оэпрозодов < IOC, где Z и d
- длина и диаметр трубопровода, в следующих пределах:
для всасывающих трубопроводов - 0,0 - 1,5 м/сек;
для сливных трубопроводов открытых систем - ‘г м/сек;
для нагнетательных - 3 ? 5 м/сек.
для длинных трубопроводов / 100/ эти данные
понижаются на 30 4- 00
3 общем случае скорость выпирается такой, чтобы по-
тери напора в трубопроводе не превышали Ь-б/> рабочего
давления.
Крэме того, принято что максимальная скорость масла
в на гнета тельных трубопроводах не должна превышать более
чем на 50 £ от номинальной.
Подобные данные приняты также в других проектных
организациях и заводах СССР и зарубежных. Та к, например,
скорость движения масла по трубопроводам по рекомендации
многих 1ирм выбирается в следующих пределах:
всасывающие трубопроводы - до 1,2 м/сек;
нагнетательные трубопроводы - в зависла ости от дав-
ления:
при давлении до 25 кгс/см^ - до 3 м/сек,
It 50 If — 4 ”,
It 100 it 5 " >
ft 150 n 5,5 ".
Скорость масла в сливных трубопроводах - до 2 м/сек.
Максимальная скорость масла в нагнетательном трубо-
проводе обычно не превышает 8 м/сек.
РАСЧЕТ ВНУТРЕННЕГО ДИАМЕТРА ТРУБОПРОВОДА
По заданному расходу жидкости через данный трубо-
провод определяется диаметр d и площадь f сечения
трубопровода: . Q А_/ЛёГ
f’T или d=4,6y^-MH, /19/
17
где
Q - расход через трубопровод в л/мин;
ц - скорость жидкости в трубопроводе в м/сек
Расчет сечения прочих каналов гидроагрегатов, по
которым течет жидкость, производится на основе закона
неразрывности, согласно которому в любом неразрывном по-
токе жидкости средние ее скорости в двух каких-либо се-
чениях пропорциональны живым сечениям.
МЕСТНЫЕ ПОТЕРИ НАПОРА
Местными гидравлическими потерями напора в общем
случае называемся удельная энергия жидкости, идущая на
преодоление сопротивлений при течении жидкости через гид-
равлические агрегаты и устройства. Причем под удельной
энергией понимается энергия,отнесенная к единице веса
жидкости.
Местные потери напора создаются различными сопротив-
лениями течению жидкости, потери напора в которых обус-
ловлены деформацией и изменением скорости потока.
Потери напора, обусловлена ie увеличением скорости
потока жидкости в арматуре, вы? яютс т « что хотя
энергия потока преобразуется при м , энергию скорости,
18
однако, ввиду того что за этим сопротивлением возникают
сильные вихревые потоки, восстановить эту энергию полно-
стью не удается.
До настоящего времени не имеется математических
соотношений, которые позволили бы определять гидравли-
ческие потери# исходя из геометрических размеров армату-
ры и режима течения жидкости, поэтому приходится поль-
зоваться практическими данными. Так, коэффициент гидрав-
лических сопротивлений дросселирующих каналов обычно
определяется по экспериментальным данным, полученным пу-
тем проливок.
Потери удельной энергии на преодоление этих мест-
ных гидравлических сопротивлений определяются по общей
формуле
1 2Я Р ' < /20/
1-1 - удельн 1 энергия, которая идет на преодо-
ление данного местного сопротивления
/потеря напора в единицах высоты столба
зсвдкости/;
U
2,q “Удельная кинетическая энергия живого с л—
19
чения пигока;
U - средняя по сечению потока скорость жид-
кости;
Др - потеря напора в кг на единицу площади;
Q - расход жидкости;
| - плошадь сечения маслопровода /канала/ за
рассматриваемым сопротивлением;
- коэффициент местного сопротивления .завися-
щий от вада последнего значения его опре-
деляется опытным путем /вычисляется по
данным измерения величин И или др /.
Следовательно, коэффициент местных гидравлических
сопротивлений И представляет собой отношение перепада
давлений Др .создаваемого дросселем, к скоростному Ha-
ll1 Г
пору жидкости ~ь--- в рабочем окне;
Йа
Строго говоря, значение’ hj при ламинарном пото-
ке зависит от Re и лишь при турбулентном потоке значе-
ние Г для данного виды местного сопротивления не бу-
дет зависеть от Re . Однако в практических расчетах
завис им хтью от Re обычно пренебрегают, считая потерю
гО
напора пропорциональной квадрату средней скорости
жидкости ца входе в сопротивление.
Ниже приводятся значения для распространенных
местных сопротивлений. Для вентилей.
а/ ось прохода, по которому движется жидкость, из-
меняя свое направление под углом 90°:
я 2,5 +3;
б/ ось прохода не меняет своего направления или ме-
няет на небольшой угол:
*0,5+1 .
2. Для распределительных золотников в зависимости
□т характера движения и количества поворотов потока жид
кости
» 2 + 4.
3. Для распределительных и обратных /запорных/ кла-
панов /без учета усилия пружины/
я 2 -г 3.
4. Для самозапиряющихся соединений / муфт/
а i 7 1,5.
5. При внезапном расширении трубопровэдов.аналогич-
ном расширению при вводе жидкости в силовые цилиндры,
21
аккумуляторы, фильтры и др.
7Р“ 0,8+ 0,9.
Пот ‘рс напора /давления/ для этого случая можно
также вычислить иэ выражения
(m-ikfr
а9
ИЛИ
/г\/
где ц4 и Ujl - скорости жидкости до и после расшире-
ния.
б. При внезапном сужении трубопровода этого же ти-
па /в расчетах принимается скорость жидкости в трубе
малого сечения/
k=o.’(<-f) . w
где F и j - площади сечений трубопровода соответ-
ственно, до сужения и в месте сужения.
7. При выходе жидкости из резервуара /бака/ и
входе в трубу /при острых кромках и трубе, заделанной
заподлицо со стенкой резервуара/
7т • 0,5 .
Если труба заделана не заподлицо/ а вдвинута внутр?
резервуаре, то
Потери напора при выходе жидкости иэ трубы в резервуар
/бак/ определяются из выражения
н - 2$ 1 /га/
где IX - средняя скорость жидкости в трубе.
8. Для штуцеров, присоединяющих трубы к агрега-
там, и переходников, соединяющих отрезки труб,
= 0,1 4 0,15.
9. Для плавных колен /отводов/ под углом 90° при
распространенном минимальном радиусе изгиба, ранном
3 -г 5 диаметра трубы
= 0,12 4 0,15.
10. Для поворотных сверленных или штампованных
угольников под прямым углом
’ 2.
II. Для прямоугольных тройников с разделением и
соединением потоков:
а/ при отводе потока под углом 90°/рис.2 -а/
0,9 4 1,2.
При этом коэффициент сопротивления для транзитного
потока ^тр » 0,1 4 0,2;
23
й/ при разделении пэтзха по схеме/рис.^-у
‘ 1 ♦ 1Д>;
в/ при соединении потоков по схеме рис.г-в
^соад’ j
г/ при отводе потоков в случае соединения их по
схеме рис.^-г
* 0,Ь ♦ 0,6 .
Коэффициент сопротивления для суммарного трьН'<итно-
ГЭ ПОТОКИ, ДБИТуЩвГОСЯ В ТОМ «й НН.ЧрЧЗЛСНИИ , J каком и
суммарны/, со .-тоьляет ^сум = 0,3b 4 0,4b.
Приведенные практические данные модно применять
лиль JvJih лриолиженных расчетов гидросистем. Гдя точных
расчетов треоуются дополнительные испытания конкретных
сопротивлении в реальных условиях их раооты.
?ет>д эквивалентных длин
Для оц«-кки потерь напора часто применяют метол ' вл
валентных Тр.> 'Г; ОВОДОВ, ПОД которым понимают T”’ опрэ-
вол такой дч.-ны, потеря напора в котором при гэ*л же рьс-
х:де pciiHio '“гге!^* напора в данном местном сопротивле-
нии .
I-CV .)!th aroi’b, можно, пользуясь рормулами / >/ и
/‘-40/, на пи гь
или
Отсюда кэ-'^рициент местного сопротивления
/-4/
<?Ь
РаССЧИГь-ваЯ ЗЯрННеР ДЛЯ КН^КДЭГЭ ’Лестного сппгч
яфЭТии,
лени» длину трубы X , эквивалентную по величине Пот
напора этому сопротивлению, и увеличивая на указанную
длину расчет чую длину трубопроводов, можно при расчета/
применят! общую формулу /1/.
доя удобства преобразуем формулу /<>6/:
<£_? ->Л
d'Т "7'64 •' "'7
Ниже приведены значения эквивалентных относитель-
ных длин трубопровода доя некоторых распространенных
местных сопротивлений гидросистем, вычисления и по дан-
ным опытов. Следует иметь в виду, что приводимые вели-
чины отношения ; включают также и потерю на трение
по длине рассматриваемого сопротивления, поэтому при
расчете потерь на трение эту длину исключают из общей
длины маслопровода. Для вычисления ллины трубопровода,
эквивалентной данному местному сон; зги -лению, приведенные
значения отношения неэзхэцимо умножить на диаметр
соответствующего трубопровода.
.. /
величина для типового свмэзапиряющегося кла-
laihioro соединения /му^ты/ колеблется в пределах отно-
шения а для распределительных золотников при
максимальном смещении плунжеров - в пределах отношения
33 4- 39.
Дня стандартного поворотного угольника значение
при Re = 33 т 330 равно от 39 до 4Ь. В испытан-
ном угольнике плошадь сечения двух пропускных радиальных
отверстий была несколько больше площади сечения трубо-
провода, для которого предназначен этот угольник .-Указан-
ные значения можно распространить также на сверле-
ные и кованые 90-градусные угольники.
Величина /б для шарикового запорного клапана рав-
на 68. Следует иметь в виду, что потеря напора j этом
агрегате частично обусловлена усилием пружины.
Вход в трубу. Практический интерес
представляет местное сопротивление, j-взываемое при вхо-
де в трубу из большого об”ема, лаковым может служить
силовом цилиндр, пневмо-гидравлический аккумулятор, 4 иль т.
и пр. Расчет потерь ведется по ьыра нию
Ц _ и
Н8х“Х'2д. '•«/
Лоэр,ициенг м- »го сопр «гл ния . Л на лю,с?
иэго ОЭ" > *4» JXWOCO эт^рст
‘й3 .ц лиить р«з-м Ц ’ C,t>, /аэд аэ™ з5"емэм :;j.
,Гг» с ;’л> .;<дьо F сечении э нлэсиэсги, а-’рп-ц.
/,уц *Хч-Л м •
,, 3 ->'г;’и’ :>»«внъ1 F == 100, где т - цло-
1At че.1М згигрсгяя тр^Зц/.
7'AZehT сэлрэтиилеийл на входе видкэсги из Зес-
, знечи.Д* э "ема в ЭГ. . г/е /труЗу/ зависит от наличия
^к.уг-ен^ или 1асни /кэнуса/ на ВХЗД.ЮЙ ее части
Ниже, з таблице приведены значения /^вх з за-
висимости от отношения У© , где Т - радиус закругле-
ния входной кромки и D диаметр отверстия.
Таблица г
Г'о"’То’6ГГ67Й’Го’,О4";О,6б ! 6,08'0, bf!6,16 ;б,20
"7'Т6’&6~Т6’4з’!о^36 ;0~26 Го,20 ;г6,15^0,09^0,06 [о,03
______'____L_____L_____.____!_________*____t_____
Уменьшить коэффициент сопротивления на входе из
большого об’’ема в трубу можно также вы.'омнением на входе
фасок /конусного входа /рис.З-б/. Прием коэффициент
сопротивления зависит от величины угла се сужения /ко-
нуса/ и относительной длины t конуса.
Для практического применения может быть рекомендо-
ван конус с относительной длиной = 0,2 4 0,3 с
углом сужения /конуса при вершине/ = 40 4 60°, где
t - длина конусной части и Б - диаметр отверстия
/Трубопровода/.
Значение коэффициента потерь входа в этом слу-
чае равно в 0,1 4 0,1с.
3 том случае, когда трубе диаметром D заделана
так, что конец ее входит в реаервуар и находится на не*
29
котором расстоянии Z от стенки резервуара, в когорт
вделана труба, коэффициент сопротивления входа б^пет □
*• за-
висеть также от относительного расстояния е , вхэднэГо
о п о о с
т- л л ri со
Q О О О О
О 'О О С41
е о о с.
о о о о о
отверстия от стенки и превышает значение коэффициента с
заделкой заподлицо. Поскольку подобная заделка с рассмат-
риваемых нами агрегатах не применяется, данные по коэф-
фициентам сопротивления не приводятся.
Сужение тр убопровода. В том
случае, если вход в трубу происходит не из большого об"е-
ма, а из трубы с большим сечением будем иметь условия
течения с внезапным сужением /рис.З-в/.
Коэффициент сопротивления при внезапном суже-
нии потока в значительной степени зависит от числа Рей-
нольдса и отношения площадей проходного сечения трубы ма-
лого / / и большого / F, / сечений. Для распрэстра-
4
ненных чисел Рейнольдса [О **«<£<[О значения его приве-
дены в таблице 3 /стр. 31 /в
»1ри [<Re< ь значение ^ = —-уТ.е. коэффициент
огерь для этого условия/ зависит только от числа Рей ~
ольдса и не зависит от соотношения площадей.
7ля уменьшения влхреэбрнанэл и связанных с ним
I
31
30
»” И»ПИХ м»*( f • Ири ИН-.’ IHHHLX Г/ , НИИ/
1"-И )M<4UJ(/
х UHjI) 1ф >МЕУ .HI У}'., Г ЛЯП. И 1И ЬМ.НЛНЛП. я. и.
. .инльнии ||‘Т1 С t’T >И Г )МИИ нр НИЯ Л')/|у.,
пх'тслгнноу /коничиск»м/ сужении с плавным ни,
1 «НИЧ- СКО** И ЦИ 1Ц|1ДрИ'Я*С1'ИХ ЧШ‘р‘И,
М* *ГМ’О МОЖГТ 01-ТЬ р»ЧГ.М<‘Н|| >ЧПЦ К >цу<! С угд
• ’НИН /конуса лри j'-ршшн/ <4 40 ♦ 60°. Зннч-ние
к ) •! t И 1ИГЦТН IlJfpb UX Н1В Н лтим случ л* |Ч<Ч1Г) •
* ’ 1 ‘vJ*i и^'НГ iior’jpi, -Z iVH’JCHTl'il
и и< X рмс -мэтреШ1ЫХ случнях К СКО 'Л-ТИ их 3 ТруОе
мьлогэ сеч-.-нил.
ЗНЙЗАПНОК РМЖМГ.!'’ ТРУЮТ’0’20; л
Потеря зн чгии /напора жгд/осг/ при
вн^эышэм pre гир-нии трубы /{>/.•.. г/ имеет месгэ п; и in
Де жидкости в силэьые цилинцр.я, ПН ЧЛи-ГЛ'р:. J4 ич .‘СКИС ‘JK-
kjмул^тэры, фильтры и прочие гмкэсти. >*личмна этой поте-
ри равна С”jpocTHOMy напору пзт рннной скорости /теорема
Борда-Карно/.
_/pt \г и*
, /'^/
где и 1Ц - скэ1 ости и трузьх малого и большого се-
чений;
. I II '4 ,1
иии,
19>|{иии* '1т ii'iT1; !• yjini ii juni рислр> ipni-H,. г /
| I'HJ мьдсн ** .'4Л/0 льчи 'Ji'i1 i и tl'i । -jif1'
u / R Xх
'/ n", *4 kJ /-v
io ' '
При чи^лих г- b-л i >льдси и щ^дчлнх Ю < *g < 3000
и J’ 'ри ИН УДНр «Р1НИСЯГ кик ОТ COOTHOWHH/i ПЛ‘/Р:Д‘'И, I 1 '
и от числа Рейн лiпсп.
Осияшм»* знячении кт1Цици-Ч1та сл11'ЭТиилсниг п, /
днни в тнолицв :y\ /,
П{)И числнх Р'-лнэльдса Rt < IG потери нн удар оп; "-
делнются пэ ‘Ормуле
2 =
Практическое значение
при иьхэде из прямой труОы
ээл',,,эго оО”емн может быть
чете в
26
RT ' /-о1/
коэффициента сопротивления
в резервуар или в полость
взято для приближенных рас-
для турбулентного потока
1 ’ I,
для ламинарного потока
нсчвннс ко1 ?"и?мтв ccnp^Ti’ВЛРНИЯ
I
I
'4
ТЕЧЕНИЕ .лдасти ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ в тонхсл
СТЕНКЕ
В гидрацлических агрегатах и различных иэмерит-ль-
ных приборах распространены местные сопротивления при
перетекании из одного эб”ема в другой через отверстия
/шели/ в тонкой стенке /диафрагмах/. Расчет этих мест-
ных сопротивлений производится по измененной формуле
Ториччели для истечения жидкости через отверстия в гон-
кой стенке.
Средняя скорость в отверстии:
и = |М^И • /32/
Расход жидкости:
=|uf|f^T /33/
где (И - кээффиилент расхода, значение которого рав-
но произведению коэффициентов скорости
и сжатия € струи на выходе из отверстия;
практически величину этого коэффициента
Q<₽
находят из соотношения /
др=4*Г_ потеря напора;
6 - оО’Чмный вес жидкости;
35
U - средняя скорость жидкости по сечению огв*-рСТ11
* - площадь сечения отверстия;
Q<p- фактический /измеренный/ расход;
QT - теоретический /расчетный/ расход, вычисляемый
по выражению
QT=ulf=f^=f^
/ы/
Для диафрагм установленных в трубе, значение коэф-
фициента расхода зависит также от соотношения диаметров
отверстия d диафрагмы и трубы D . С учетом размеров
диаметров отверстия и трубы расход через диафрагму выра-
жается --------
П Г А1 н 2лр
.е С1 и Р - диаметры отверстия в диафрагме и трубе;
[И - коэффициент расхода.
Для распространенных значений % < 0,2 величина
jM с повышением Ре от некоторого малого значения рас-
Тет, достигая при Re = IGO и ’ 0,2 максимума,рав-
н: ро (Н * 0,7 4 0,7b, и при Re = ЬО и = 0,1
36
максммума^равного 0,63 + 0,64.
При дальнейшем увеличении Re значение (U вновь по-
нижается, стремясь при больших числах Re/~Re- I000
гооо / к некоторой постоянной величине, равной,пример-
но, 0,610 -г- 0,62.
Под тонкой стенкой понимается такая стенка, при ко-
торой вытекающая струя соприкасается лишь с кромкой отпер
стия, обращенной внутрь сосуда, и не касается боговой по-
верхности отверстия. Опыт показывает, что длина участка,
на котором происходит сжатие струи, может быть равна при
определенных условиях 0,5 диаметра отверстия, а, следо-
вательно, для того, чтобы предотвратить касание струи на
выходе из отверстия кромок отверстия толщина стенки не
должна быть больше диаметра отверстия.
Толщину стенки отверстия можно уменьшить до любой
малой величины ..утем выполнения острой или притупленной
кромки /рис.4-а/.
^1ДЯ малэвяэкой жидкости величина коэффициента рас-
хода (U зависит главным образом от сжатия струи и лишь
в незначительной степени от гидравлического сопротивле-
ния, обус -вленного сопротивлением кромок и неравноыер-
37
rtOCTbio лол?. скоростей. Тык, для случая истечения воды
через круглое отверстие в топкой стенке среднее зиаче
ние коэффициента скорости, характеризующее гидрачличес.
кое сопротивление , можно принять равным з 0,9?,
тогда как кзэ^ридиент всестороннего /совеошенного/ ежа-
тия струи рнвен Е = 0,64;
коэффициент расхода для этого случая равен
(И = 0,6^5.
Однако в машиностроительной практике распростране-
ны случаи, когда на формирование струи оказывает влияние
близость боковых /смежных/ стенок, вторые частично не-
правлнют движение жидкости при подходе ее к отверст.^,
благодаря чему струя по выходе из этв-рстия с д/зегся
в мсг.Ьхей степени, чем при истечении из резервуаре нс-
□Грип/ченнь»к размеров*
результате итого коэффициент сжатия уменьшается,
о сл-д длительно, и коэффициент расхода (И повышается.
Отмм объясняется, что величина последнего для др отсел ьн^
-е/б /г фрагм/, установленных в трубопроводах /рис.— >
бУ>чно пре1_оьет приведенную выше расчетную и может
достиг->ть = С,75.
Рис .4.
Практически при истечении малэвязких жидкостей
через круглое отверстие, расположенное в центре торцоь
стенки, коэффициент сжатия струи ёА можно вычислить иэ
следующей эмпирической зависимости.
£(=Й + ^nl)fc > /36/
f 4 с
де п =~£ * отношение плошади отверстия к
т площади |т поперечного сечения тру-
бопровода /резервуара/;
€ - коэффициент сжатия при полном /совер-
шенном/ сжатии ; 8 =0,64.
При больших числах Рейнольдса Re форма сечения
нр> гичес^и не а “идет на величину коэффициента сжатия
струи и значение коэффициента сжатия £
Значение коэффициента сжатия можно приближенно вы
39
числить пэ выражению
О,Gt 3
£ = 0,57 <• ----- ,
111 — п
Ц),
Где n=£f-- отношение площади сО< отверстия диафрбГыы
к площади cpj сечения трубопровода пере»
диа [рн гм эй.
3-эличина рассматриваемых коэффициентов практически
не зависит от того, происходит ли*истечение из отверстия
в атмосферу /неза топленное отверстие/ или в пр хтра нс тво,
заполненное жидкостью /затопленное отверстие/.Опыты пока-
зывают, что при истечении под затопленный уровень (и мо-
лет уменьшиться на -—=*1,4 /.
Лоскэльку коэффициент с;кагия струи, /оторви в ос-
новном определяет величину коэ{{ициента расхода, зависит
от вязкости жидкости незначиге'f[но, приведенное выше зна-
чение коз;[ициента расхода (И = 0,6г -? 0,6‘Лэ можно счи-
тать справедливым для всех применяющихся в гидравличес-
ких системах минеральных мисел /влиянием чл,‘ля Ры^аольц-
са также можно пре неоречь/.
*1ри оценке зависимости от вязкости следует учи-
rjbujb, что при увел ’чении .ня'-г'Зсги значение ум нь-
'К
л&ется ,однако одновременно увеличивается значение 6 »
поэтому для отверстий с острой кромкой значение (W при
увеличении вязкости может также увеличиваться. Так, зна-
чение fl для масле вязкостью 5-8эК на больше значе-
ния для вады при тех же условиях. Однако для отвер-
стий с округленными кромками / £ 3 I/ значение |U пр.’
увеличении вязкости ft понижается.
Следует отметить, что с увеличением числа Re коэф-
фициент расхода ft сперва несколько увеличивается,что
ооусловлено резким увеличением , а затем, достигну в
максимального значения / птах = 0,69 при Йе 350/,
уменьшается, ввиду значительного понижения 6 , и при
больших числах Re стабилизируется, становясь практиче-
ски постоянным и равным (И = 0,620+ 0,625.
В зоне весома малых чисел Рейнольдса / Re<25 /
сжатие струи, вследствие увеличения роли вязкости я зна-
чительного повышения торможения скорости lj кромки,
практически отсутствует / 6 = 1/; в виду чего значе-
ние (И - . Расход жидкости в этой зоне пропорционален
напору в первой степени и коэффициент расхода пропэрцио-
i;i ' этом случае для расчета расхода Q можно
41
пользоваться следующим выра..
jrd^U
50
которому соответствует значение
/37/
/за/
Значение (Ц зависит в некоторой степени также от
размера отверстия и величины напора. При увеличении раз-
мера отверстия значение (И уменьшается, причем с увели-
чением напоре влияние размера отверстия на уменьша-
ется. При малых отверстиях и напорах значение (Ц дохо-
дит до 0,68 - 0,70.
Истечение из квадратного
отвер стия. Коэффициент расхода [U квадратного
отверстия небольших размеров в тонкой стенке практически
тот же, что и круглого отверстия; при этом принимают, что
диаметр отне{>стия равен стороне квадрата.
Коэффициент расхода при
неполном сжатии. Рассмотренное выше зна-
чение справедливо лишь для так называемого совершен'
ного сжатия, которое наблюдается в тех случаях, когда
отверстие находится на таком расстоянии от боковых сте-
Аг
нок, что последние не окавываот влияния на тарейтер ис-
течения /на характер формирования струи/. Практически
считается, что сжатие будет совершенным, если расстоя-
ние от стенок до отверстия не меньше утроенной вел ины
диаметра /или стороны прямоугольника/ отверстия.
Коэффициент расхода для неполного сжатия
=р0+с у) > /39/
где S - периметр всего отверстия;
п - периметр контура,где отсутствует сжатие;
С - опытный коэффициент; для круглого и прямо-
угольного отверстий этот коэффициент,соот-
ветственно, равен 0,13 и 0,15.
Истечение через насадки.
Как известно, при истечении жидкости через внешний ци-
линдрический насадок, под которые понимается короткая
трубка длиной S , равной нескольким диаметра!» d его
отверстия [s = (3-b4)dj , бее закругления входной
кромки, расход жидкости получается больше, чем при исте-
чении через отверстие в тонкой стенке. Расчеты показы-
вают, что расход черев внешний цилиндрический насадок
больше расхода через отверстие в тонкой стенке на
43
Рзль n . •мКа В гидравлических системах машин обычно ВЬ|
пэлняюг толстые стенки гидроагрегатов /рис.4-0/, ес
толщина S стенки больше диаметра d отверстия в З-ч
раза. При % >4 сопротивления потоку возрастают,
вследствие чего расход жидкости уменьшается, и в этэы
случае насадок превращается в трубопровод.
Однако расход через насадок зависит от вязкости
жидкости.тогда как при течении через отверстие в тонкой
стенке эта зависимость для распространенных колебаний
вязкости практически отсутствует.
Поэтому в том случае, когда требуется обеспечить
минимальную зависимость расхода от вязкости, а,следо-
вательно,- зависимость расхода от температуры жидкости
применяют отверстие с острыми кромками и, когда требуется
получить максимальный расход,- применяется насадок.
Увеличение расхода при течении жидкости через на-
। садок обусловлено тем, что сжатие струи на выходе из на
садка отсутствует. Однако при этом скорость потока
кости несколько меньше вследствие большего вязкостного
сопротивления, а следовательно, сопротивление и расход
жидкости сильно зависят от температуры жидкости.
44
Так как на выходе из насадка диаметр струи равен диа.мет
ру отверстия, то (И
в случае маловязких
. Значения этих коэффициентов
жидкостей можно принимать равными
ьсли очертить насадок по кон-
туру поверхности струи, втекающей в
отверстие /рис.5/, тэ сжатие струи
сведется до минимума. Очерченный по
такому контуру насадок называется
коноидальным. Подобный насадок обес-
печивает коэффициент расхода,близкий
к единице / (И = 0,99/ и устойчивый
режим истечения с правильной формой
Рис..5.
струи.
.^следствие сложности такого
очертания его в инженерной практике заменяют очертанием
по дуге круга /рис.4-в/ причем в пределе, когда радиус *1
кривизны входной кромки равен толщине S стенки / *1 з S /
подобный цилиндрический насадок практически превращается
В коноидальный насадок.
Значения рассматриваемых коэффициентов в случае
4t>
плавного закругления входных кромок можно принимать
зависимости от Rt равными: = 0,99 + 0,96; зОль
ш числам R. соответствуют малые значения коэффициента
оасхода и наоборот.
Насадки некруглого сечения
Приведенные выкладки можно распространить также и на при.
меняющиеся насадки /каналы/ некруглого сечения /квадра-
та, правильного многоугольника и пр./.
Если насадок /трубка/ в поперечном сечении имеет
форму правильного многоугольника или квадрата, то за d
принимают диаметр вписанного круга.
Жиклеры . Жиклеры, под которыми понимаются
сопротивления малого сечения / d < I мм/* относятся к груд
де рассмотренных выше местных сопротивлений, однако, в
отличие от них^режим течения жидкости через жиклеры явля-
ется в большинстве случаев ламинарный, в виду чего сопро-
тивление их сильно зависит от вязкости жидкости.
Если кромки жиклерного канала плавно закруглить
/рмс.4-г/, то потеря напора определится /в особенности
при длине, значительно пре выла юней сечение канала/,тре
кием ж закон сопротивления будет близок к линейному.Если
46
яе трение свести к минимуму, что имеет место в жиклерах
малой длины с острыми кромками, то потеря напора,примерно
пропорциональна скорости во второй степени.
Рис.6.
Если соединить сопло и диффузор, получим диффузор-
ный насадок /рис .6/.
Наличие диффузора вызывает снижение давления в уз-
ком месте насадка, сопровождающееся увеличением скорости
и расхода жидкости через насадок. В результате расход че-
рез диффузорный насадок при том же диаметре узкого сече-
ния, что и у сопла, и том же напоре увеличен практи-
чески до 2,5 раза.
^тот насадок нашел применение в струйных реле и рас-
пределителях.
чцнако применение диффузорного насадка возможно лишь
47
при небольших напорах / Н * I 5- 4 м/, так как при повы-
шении напора в узком месте насадка может возникнуть
витация, При которой сопротивление увеличится и расход
уменьшится.
Сложение потерь. Общая потеря на-
пора в трубопроводе /системе/ равна сумме потерь в от-
дельных компонентах. Однако простое суммирование их до-
пустимо лишь в том случае, если расстояние между местны-
ми сопротивлениями будет больше участка, необходимого для
с тч бил л за дин потока после прохождения им каждого местно-
го сопротивления.
Дикость, поступающая в трубу с ламинарным течением,
должна протечь определенней участок трубопровода прежде
чем установится прэриль скоростей, соответствующий чисто
лагипьрасиу Тс-чению. Этот участок называется входным /на-
-хлгя^и/. Нарушение потока, возникшее в отводах, сохра-
няете.- на расстоянии °- ЬО калибров трубы.
,ля определения длинь* tCT участка стабилизации мо*еТ
ОаТЬ Применена ^ЭрмуЛй
0 -°25 I
ter - 0,693 Re d , /40/
'•V d - заутрени/. . -rp T. yOjJjOdOH;».
При закруглении ьхэдньх крэ.«эк грузы длин- ш<чьль-
НЭГО учВСГКа ум ? НЬШ-ЧСТСЯ •
Практически стремятся местные сопротивления по оО-
кожиости разделить прямолинейными участками Z и расаолн
гать друг от друга на расстоянии /а <• Ю ? i -О, при не-
ээеспечении этэгз,потэк не успевает с та бил _'<зир зваться и
расчет потерь в местных сопротивлениях усложняется, так ,,гар
необходимо учитывать изменения поля скоростей.
Следует указать, что при расчете длинных трубопро-
водов потерями на входе и взаимным влиянием друг на
друга местных сопротивлении, ввиду их относительно не -
Оэльшой величины, обычно пренебрегают. <‘тими потерями
также зачастую пренебрегают и при приближенных рчс^гах
коротких трубопроводов.
Течение жидкости в узких
’/канн л л я р н ы х / .целях
Течение жидкости в та^их щелях предсравняет практи-
чески интерес в связи с герметизацией гидрант;:ческиу
c'.l ГЭВ, плотность соединения ПОДВИЖНЫХ пар ''ВТОРЫХ
^^•п чя^егся оылзль-гием гарнированного малого эчоора.
Течение кидг'_>сгей в мзк-;х 'гл-.. >.
а «I о ул „1Х , ОлЬ леьЫХ цечлл ..ОДЧИп/“Г*
19
СЯ J L u,им
гичее^зе
число
у г..\причту d этом случае
Рели .ль чек / R, / Олизм к 600 ♦ 1оо^'
Л UJ.4/-.- ГСл iid ЛЧрнЖеНЛЮ
р - У$_
• " * ’ /41/
*Д? S ’ Н ЛгИниЛЬНаП UСЛИЧИЛИ *1еЛИ^
U И - СЭЭТВеГСГь-ННО, С^ЭрЭСГЬ Т^ЧеНИЯ И КЭЭффй-
U1fJHT Ч’Иигь-аГИЧ^?- ,. ibi- ^РТИ Kitty* X! ГМ.
Рлс.
7.
1 '» -ле м и jl> ' j с
Д з У w *: i р 1 л л е j »> (.
и /рис. <7. Усиление ..*зн{ )Г'‘или.
U3dri/Ke.K>Lee /)И дви.кен/и и >
нмжне/. сз 1ЫО и
□npt челирег Ис ечр^нии / р .
*' -1 • ' д у
и .1 .1 .• • f и Н а
ля HZJ ДИЧИНУ ПЛЭШЯДИ,
л • л,..- jthj лгельнэ
□ле1ию грения,
/ ..-и/ :
du .. и /42/
WdpCs”
s - величина зазора /«цели/;
U - скорость движения пластины;
(й - коэффициент абсолютной вязкости жидкости.
Расход /перенос/. жидкости через дель, обусловлен-
ный ЭГНОСИГеЛЬНЫМ Л epeV* 'd-НИе1/ пластин, составит
Q И Ср S W S W , г>/
где W - ширина пластины, или длина ‘пели, в перце иди
кулярнэ/ движению ньпра нении;
Ucp- среднлл скорость потока для ус эвий рас-
сматриваемого линейного про’иля распределе-
।i Ч/
ния скоростей Ucp = •
Величина силы сопрстгуленил длилт Н ’ю пластуны /си-
пы трения/ определится из уяснения
Ft = ^Xw=(H-4-Zw , ,ч /
где <Z - длина :Г<;.с1инь /челд/ в напри* лении л»и *е-
eOidj 1Ь СЭЛ. оживления трения
VF(U~ £-u’/w
/1
Течение жидкости м е ж п v
д * Д з у .
мн пластинами по д Д е и с т Б и
дере л й д а давления ж и ц к э с т й
на эн ц ах зазора между н и м
/рис.7-6/. Пластина находятся одна от другой на таК0м
небольшом расстоянии» что образуют капиллярную щель.
Расход жидкости определится из выражения
где w - ширина щели в направлении,перпендикулярном
движению потока жидкости;
£ длина щели в направлении движения потока
жидкости;
^P-Pi-p2 _ перепад давления.
М.1С, ЦЭС МЬКУ ПеЧКИ 3аВИСЯГ 14 ог температуры
чение pJje‘ueHHUe рэрмулы следует вводить среднее зн
чение вязкости
/“«>
где „ 2 > /:?/
1 де и ш
я ^“’^{-ициенты абсолютной вязкости
Масла При хНКГИЧс*СКИХ темп^р^^УР11
Ни ьхэде в щель и на выходе из*1*
Течение жидкости в кольце-
В 9 м зазоре. Течение жидкости через а^зор
*/-?ад плунжером и цилиндром в случае концентричного за-
зора:
а/ средняя скорость Ucp движения жидкости в зазо-
ре, имеющем длину с/, в направлении течения жидкости
определится по выражнию:
_2
ApS
U‘p_ /4Ц/
Перепад давления др :
12(м/иСр
ДР = —- • /49/
Расход /утечка/ жидкости через щель определяется
как произведение среднем с’-эросги Ucp жидкости на пло-
щадь зазора -f = fids
н — JdApS^
42(mZ ’ /50/
r>J d - средний диаметр кольцевого зазоре при кон -
цептричном расположении поршня /рис.8/;
S - нэмийальйьм зазор.
При ьгэм влиянием относительной скоростью U дви-
жения плунжера в цил:»ндре пренебрегаем. С учетом этой
53
СЮ) ХЛИ г.'.ЧИМ
л . ./ApS5
q, = u.,.ds-rt ₽ .
' /М/
Л KJH сопротивления для кольцевой /концентричной/
>и а.-и -< /инарном течении в безразмерной »орш> вырваит
< .1 . и<\м
Ч 24 (И __ 24
Л Suf " "Rc ’ №/
Rc - число Р-инэльдса для кольцевой щели,кэг>
a Jc М гея ио формуле Re = -“-=—.
“х ?‘ .том за г;*д|>а вл веский радиус кольцевой ще-
ли принято отношение удвоенной площади поперечного сече-
ния потока к смоченному периметру. Для кольцевых щелей
- случае гидра гл ич ее »'ии радиус равен номинальной ши-
рине чили .
жидкости при эксцентричности положения пэрь-
пл /Ддунж^рн/ относительно цилиндры
£ S иТнхигельный эксцентриситет;
е - личина э-сцентриситега /гис.З'';
г - - величина радиального зазора при "знцент-
' 2
ричном распэлимении । ту н.кера и цилиндра.
При максимальной величине эксцентриситета течение
равно радиальному зазору S , аэследовательно,расход
q и перепад давления Др определятся по выражениям
_ 2,5дрЭТс1£3 Ак12/и/р»
- 42 (и/ ’ Р 2,5 Л dS4 ’ /54/
где Q- - расход жидкости уь>'С1Л1л льнэу. значении
эксцентрисит га.
Л :. 1.
Зя ЛЯ НИ е ?»н >;!. • х эд аЯдк j ГИ ' - J ° ения
При л.-rtп..и Рсщ,в;чгуры и давления п.оиех <,иг изменение
УЯЗЕЭСТИ г.Цд«О г и /йг«сла/.
*1х-Ьк1 crille температуры At’" 'Jit <ipi. J ,u p
через ‘Цель МОЖНО ВЫЧИСЛИТЬ /'ОЛИ ДОПУСТИТЬ Чг-
’ - —
BHLhL'U -еся При этом тепло аккумулируется в мчслр
• - vj.t , Т.е,
отсутствует теплоотдача от масла к деталям ирлч.^/
<о;иуле
ПЭ
At-..U - QP = Р_
QmciT QmclT гпсГ ’ /hiy
где р - потеря давления в щели;
С - удельная теплоемкость жидкости;
Г - вес единицы эб”ема жидкости;
ПТ - механический эквивалент тепла.
Изменение расхода жидкости
и размера з ьзэрь в ? а в и с и v. -
т £ ° т давления и температура.
*1 ос к ольку
при
течении жидкости через щель при высоком дин
л ,.ии i; оД'ент давления не сохраняется постоянным по ‘-б
---- » оСл .-1 «ие ч< [-о ур.шьение /\к>/ примет вин:
ни ч
.ИЧЛНа Др лаМсН^На В i.O 2J4-ДНсМ ^.LblH
/.гп/
НИИ ниране-
В - опытный коэффициент, учитывающий изменение
ГЛ ft
вязкости от давления; практически в -
-0,002 4 0,003 мм или В = 1,2-10 41,0.10 ;
е - основание натуральных логарифмов.
При этом
А = бр,
/57/
где |ИО и fl - абсолютные вязкости, соответственно,при
атмосферном и заданном давлении.
-8р
При достаточно высоких давлениях член € стано-
, -бр ,
вится исчезающе малым, а выражение / А - С /-постоян-
ной величиной, численно равной величине, обратной коэф-
фициенту 6 .
Влияние изменения вязкости при изменении давления
необходимо учитывать при расчетах гидросистем. Подсчеты
показывают, что при давлениях окало 700 кг/см1^ расход
жидкости через щельэобразованную абсолютно жесткими стен-
ками, может упасть до 50 % величины, которая имела бы
место при начальной вязкости; при давлении 70 кг/см^
уменьшение расхода жидкости составляет 7 %; при давлении
же в 1000 кг/см*^увеличение давления в два ряза—увеллче-
ние расхода жидкости через трубу составляет всего лишь
•57
сх>б %, При этом предполагается, что величина 6 Яв
ляется постоянной на всем диапазоне давлений. В действи
тельности при воврастании давления эта величина будет
также уменьшаться до тех пор, пока жидкость не затвердеет
Вязкость реальных масел, работающих в прессах,повы-
шается при повышении давления с О до 560 кг/см2 от 35
сантистоксов до ПО сст.
Изменение размеров щели
Приведенные выше данные справедливы при условии сох-
ранения геометрической формы и размеров деталей. Однако
в результате изменений температур и давлений жидкости мо-
жет произойти изменение размеров щелей, вследствие их
температурного расширения и деформаций деталей.
Выражение для определения зазора при изменении тем-
пературы от te до t будет, иметь вид
St3S„+ 3r(p-*)(t-t») , /58/
где ©d и р - коэффициенты теплового расширения мате-
риала поршня и цилиндра;
- зазор при температуре t .
Изменение величины зазора,обусловленное давлением
жидкости,можно вычислить по формуле
58
Apd„D*
S = S+AS = S+E^dJ) ’ /59/
где E - модуль упругости материала;
D„d, - соответственно, внешний диаметр цилиндра и
диаметр поршня;
др - перепад давления жидкости;
aS- увеличение начального зазора S под дейст-
вием давления.
Облитерация капиллярных щелей
На течение жидкости по капиллярным каналам сущест-
венное влияние оказывают граничные условиз, обусловлен-
ные силами межмолекулярного и электрического взаимодейст-
вия, действующих на границе раздела жидкой и твердой фаз,
под влиянием которых происходит явление адсорбции, в
результате которой у стенки образуется квазитвердый слой
или слой,имеющий вязкость, значительно отличающуюся от
об"емной.
Сущность адсорбции состоит в электрическом взаимо-
действии ионов или электрически заряженных частей моле-
кул жидкости с электрическим полем атомов и ионов метал-
ле» образующих твердую поверхность.
59
Адсороированная на поверхности стенок жидкЭСгь
обретает также механические свойства, отличные от
свойств в об"еме и в частности приобретает прочность на
сдвиг, в результате часть граничного слоя, называемая
критической толщиной граничного слоя, будет фиксирована
на поверхности металла и является квазитвердой.
Абсолютные значения аномальной вязкости и прочих
механических свойств жидкости зависят от строения адсор-
бированных молекул и физико-химических свойств материале
стенки: наибольшее влияние наблюдается у сталей и наиме-
ньшее - у стекла.
Под критической толщиной граничного слоя понимает-
ся толщина граничного слоя жидкости, при которой впервые
появляется скольжение меяду адсорбированными молекуляр-
ными рядами*
Величина слоя, обуславливающего заращивание /обпи-
терацию/ щели, который условно можно считать неподвижным,
составляет 4-7 мк. Очевидно, в случае течения жидкости s
капиллярных каналах с малым гидравлическим радиусом,у ка-
занный грсни^ныи слой может составить существенную часть
от номинальной плзцади поперечного сечения канала.
60
I
Ввиду ТОГО, что наличие граничного слоя аналогично
уменьшению эффективного сечения канала, сопротивление
щели в результате указанных процессов будет зависеть от
физико-молекулярных свойств жидкости. Эта зависимость
внешне проявляется в том, что коэффициент сопротивления
щели, а следовательно и утечка жидкости зависят ,лри всех
прочих одинаковых условиях, от длительности пребывания в
покое плунжера, находящегося под давлением жидкости.Кроме
того,эта зависимость проявляется по-разному для различных
жидкостей, вне связи с их вязкостью.
Наиболее сильно облитерация проявляется у жидкостей,
сложных по молекулярному составу. К таким жидкостям отно-
сятся масла на нефтяной основе.
Интенсивность заращивания /облитерации/ зависит от
величины перепада давления жидкости, увеличиваясь с его
повышением. При смещении с места плунжера заращ|/вание во
всех случаях устраняется и утечка жидкости восстанавлива-
ется в первоначальном об"еме.
Причиной уменьшения расхода является также то, что
вязкость жидкости в щели вследствие молекулярно-фивичес-
ких структурных" процессов в капиллярном слое жидкости,
61
сопутствующих основному процессу облитерации,
от вязкости жидкости вне щели.
отл веется
Некоторую роль в указанном изменении эффективного
сечения щели играют также инородные тела, закупоривающие
щель.
Полное взращивание наблюдается лишь в узких щелях
/до со O.OI мм/, при эолее же широких щелях наблюдается
лишь уменьшение эффективного сечения щели, сопровождав
щееся уменьшением утечки через нее жидкости. Полное эн-
рашивание щели в этом случае не происходит,вваду того
что при известной толщине рост адсорбционного покрытия
прекращается, так как чем дальше от твердой поверхности
тем рыхлее становится поверхность этого покрытия.Поэто-
му средние слои граничной прослойки с ослабленной связью
молекул не могут противодействовать усилию сдвига от дей-
ствия давления жидкости, в результате чего они выдавли-
ваются из зазора /щели/.
"арЬ’ИэЗнне (.ели возникает не только вследствие ад-
.-уи г.о...чрьх молекул рабочей жидкости на пэ.эерхнэс-
:/ но ? вследствие концентрации в последней смолис-
ты/ >0ри *оторые, от^ильтрэвывяясь на базе наел
явиющихся рядов полярных молекул, засоряют проходное се-
чение. Последнее особенно проявляется при низких давле-
ниях жидкости. Дня уменьшения последнего аффекта приме-
няют специальную очистку масла от асфальто-смолистых ве-
ществ, в частности очистку селикагелем /гидрат кремниевой
кислоты/, который является хорошим адсорбенто-поглогите-
лем.
Тепловой расчет /баланс/ системы
Теряемая в системе мощность превращается в тепло,
которое идет на нагревание масла и агрегатов системы и
отводится через поверхности охлаждения.
Величина потерянной мощности Nncr равна
ПОТ “ ^П»Д 0 “ » /60/
ГАе - подводимая мощность;
- полный к.п.д. установки.
Этой моц^ости соответствует тепло
А = ^„^с5>, /61/
Г,а,е - коэффициент эквивалентности, равный:
860 ккад/час для мощности I квт,
63
С а 630 к*ал/час для мощности в I л.с.
э
8 соответствии с этим
выделенное количество тепла
определяется:
а/ для случая, когда мощность выражена в квт
А . М„ЭТ86О =N„Ji -Q„ J 860 . /ei/
для случая, когда мощность выражена в л.с.,
А = "U(<- 7««)““Уча. . /6У
Теплопроводность и тепло-
емкость. Для обеспечения отвода из гидросистемы
тепла, выделяющегося при ее работе, а также рассеивания
тепла необходимо,чтобы жидкости и механические компонен-
ты системы обладали известными высокими показателями, к
числу которых относятся показатели теплопроводности и
теплоемкости как жидкости, так и компонентов системы.
Теплоемкость масел. Теплоемкость
где t
масла можно подсчитать по формуле
ккал/,г
- температура в Град.;
град. ,
/64/
)Г - об емный вес в г/см3 или Хг/л 1Ь *С.
Для распространенных жидкостей средняя удельная теп
ломкость с и интервале температур от О до 10С)°С со '
‘А
гтьвльет:
р — Н л ККфЛ
минеральные масла и - и» »?г#ррид. f
глицерин ь и»°окг.град. *
п - п ел*) ккал
керосин С - и»* кг7граД.
Те пл о пр о в э д н о с т ь масел.
Минеральные масла /лвляются плохим проводником тепла и с
этой точки зрения устилают жидкостям на водной основе,
при применении которых температуры в гидросистеме,рабо-
таг^цей в идентичных условиях, на 3b-fiO°C ниже, чем при
применении масел.
КоэЦициенг теплопроводности минеральных масел
подсчитывается по выражению
= О-4’ кял^м.сек. град/0*5/
где а и £ - коэффициенты,которые могут быть приняты
-4
равными: доя веретенных масел a-C.ICj
п -6 i
О = 3,7Ь.Ю = 1,зь.[О ;
-А
а для машинных мчсел Л = 3,7 .IG
д -6 -Д
6 = 3,7. 10 - 10 а.
Геиловые характеристики некоторых кидкостей приь-е --
ribi з таблице 5.
6Ь
66
Расчет теплового баланса
Выражение для определения температуры масла в сис-
теме при условии,что начальная его температура равна тем-
пературе окружающей среда и что трубопроводы и гидроагре-
гаты не участвуют в рассеивании тепла/, имеет вид
cm-*cfm, cm+c.m,
, /66/
где Д _ количество тепла,выделяемого в гидросистеме
в единицу времени /см.выражения 61-63/;
t - температура масла к началу рассматриваемого
бесконечно малого промежутка времени;
te- температура окружающей среда;
См с,- теплоемкость жидкости и материала бака;
т«тг вес жидкости и бака;
- коэффициент теплопроводности /теплоотдачи от
бака к воздуху/;
F - площадь поверхности бака,омываемая жидкостью.
Установившаяся температура жидкости в баке может
,5ыть определена по формуле
t=t0+-^- • /67/
67
Оэлее точном расчете следует учесть участие
процессе трубопроводов и гидроагрегатов, для чего
димо, соответственно, увеличить параметры m , m и р
Ддя теплового расчета можно принять: коэ^ициент
теплопроводности/ теплоотдачи/ при свободно обтекаемой
открытой поверхности резервуара /бака/ принимают равным
, 2
Q = 13 ккал/м.час.град. При искусственном воздушном
охлаждении с помощью вентилятора значение его равно
- 20 ккал/м4^ час.град. Теплопередача поверхности мед
ных труб змеевиков или ребристых поверхностей охлаждаю-
щих устройств /при принудительном охлаждении циркулирую-
щей водой/ составляет 95-150 ккал/м^час.град.Теплопере-
дача масла зависит от его циркуляции, от соотношения
об"ема Vp<a масляного резервуара и минутного расхода
QM насоса. При условии -77^ =4- и при скорости по-
тэ^а масла в трубах более 1,5 м/сек, при которой наблю-
дается интенсивная циркуляция масла, ко^ициент тепло-
отдачи для корпуса резервуара и поверхности труб
/.з..еняется от Ь до 10 при перепадах температуры at оТ
10 Ао 40° и доходит до = 15 при at = 609С.
При условии -рез = з и сгэоэсти потока в трубах
ЧН ж
68
1 & м/се" гл.^ициент теплоотдачи h • 6 + 7гиад/
Мс И*- 1 * > I
м^чнс.град.
Для практических расчетов можно принимать:
С * 0,4b к.кнл/кг °C,
= 15 ккал/м2час °C,
С< = 0,Ц ккал/кг°С.
I квт.час.эквивалентен 860 ккал.
Изменение температуры масла при
дроссел ировании
Для гидравлических расчетов зачастую требуется ра -
считать величину повышения температуры масла при проход»
им дроссельной щели.
Изменение температуры масла приближенно,не учиты-
вая теплоотдачи,можно найти,приравняв энергию,отдаваему»
маслом, вытекаемым в об"еме QyT из щели,энергии нагреве
масла этого об"ема /не учитывая}что часть выделившегося
тепла уходит из системы вследствие теплоотдачи/:
0>тДр = q¥Trcm(t-t0) ,
где Др - потеря /перепад^ давления в щели в иг/см*^;
QyT - величина утечки масла в см3;
69
j _ эЗ'ешжЛ вес ЖЖЛ’ХТГ 3 кт/о»в; u
w-v»wo пряня.ть 1 • 0,009 кг/си8-
- удельная, теплоемкость жидкости в кад/кг rps
для масел можно принять С * 0,44/
- механические эквивалент тепла в кг.см/ккал-
m « 42700;
изменение температуры масла,равное
° Гст /69/
Из приведенного выражения следует, что при дроссели-
ровании масла от давления 100 кг/см** до нуля температура
его повышается на 6°С.
3 действительности нагрев масла вследствие теплоот-
дачи будет меньшим.
ОХЛАЩДРЩИЕ УСТРОЙСТВ
Очевидно, что в некоторых случаях \ля обеспече-
ния температурных условий потребуется применить в гидро
системе специальные охлаждающие устройства.
Практически при длительном работе гидроустановок»
ь которых превышает гС-ЗС л.с.,обычно примени
70
СЯ искусственные средства для снятия тепла я поддержания
температуры масла в гидросистеме не выше 50°С.
Если исходить ив того, что к.п.д. гидросистемы ра-
вен 0,8, т.е. количество выделяемого тепла составляет
20 ? передаваемой мощности, то для охлавдения всей жид-
кости достаточно отводить через охладитель лишь 20 /все-
го расхода жидкости.
Для охлавдения масла применяются водяные и воздуш-
ные устройства /охладители/, В жарком климате примени -
ются охладители испаряющегося типа, в которых поверхность
змеевика, в котором циркулирует масло, обливается водой
и одновременно продувается воздухом.
В тех случаях, когда имеется дешевый источник холод-
ной воды,целесообразно применять водяной радиатор,кото-
рый является более компактным, чем воздушными эффектив-
ность которого не зависит от температуры воздуха.
Расчеты и опыт показывают, что при температуре воды
на входе в охладитель в 1ЬЭС и на выходе bb-fiO°C. каждый
литр боды уносит 50 кг.кал.Следовательно расход волы на
кЬ/адую лошадиную силу потерянной мощности составляет
°° 10 литров в час.
71
Рис.9,
н- рис.9 пэк,,,,, ТИ|1эаой
ДИНОЙ рн ДИ 11 тор.
с целые экономии иодо м„сло
должно поступить и радиатор ,,ри
мнксимлльнои температуре и не эх.
лажднться ниже 50°С. Ддя регули-
рования температуры применяются
автоматические температурные ре-
гуляторы.
Воздушные охладители /радия-
торы с воздушным охлаждением/огра
ничены в применении, так кок ми-
нимальная достижимая температура
масла Судет выше всего на 6-9^С температуры охлавд&ющегэ
воздуха.
Ввиду этого, этот охладитель в основном применяется
в преобразователях момента и гицромотэрнх, в которых
пература v/ сла достигает 100-12&эС.
cxmib породами имвулша
Знжнэ'* значение для многих гидравлических сие гем
имеет скоро‘ть передачи гидравлического импульс», от TD-
т.»рэи зависит время запаздывания нпчпла денствия/реакции/
исполнительных гидравлических механизмов.Следует указать,
что некоторых случаях требуется, чтобы запаздывание по
времени начала действия исполнительного механизма от по-
дачи командного импульса не превышало 0,(&-0,05 сек. В
частности, подобные требования пр« л”являются к гидравли-
ческим устройствам, предназначенным для парирования по-
рывов ветра, действующих в воздухе на самолет, или поры-
вов волны, действующей на судно.
Минимальное запаздывание исполнительного органа за-
висит от скорости распространения давления /импульса/ по
трубопроводам, заполненным жидкостью.
Скорость а распространения ударной волны /импульса/
в жилиэсти определи» тсч по известному уравнению Р.Н.Й'у -
КОНСКОГО ,Г~й—
73
р*е а - скэрэсть рьспрэстрвнения * ,
Ь ’’НЫ/ В см/сек; ^'Рнэй
' - модуль упругости VaTWa тпу3ы в ,т/ г
К - модуль у1ЗД1,сти жип^сти в
д - толщина стенки трубы в см.;
Р - плотность жидкости в кг.секг/см4•
J- - ДИЬМ.'Тр трубы в см.
.ли абсолютно жесткой трубы скорость распростране-
1ИЯ ударной волны будет равна скорости распространения
вву*а в данной жидкой среде
/71/
звука в жидкости ,на-
Скорость QT распространения
ходащеися в упругой трубе
где D
- внешний диаметр и
толщина стенки трубы.
Скорость распространения звука в воде J1 =
т^4 >
кг.м сек ; модуль об”емяой упругости воды
Л ж го,67.юб кг /м*^/; при этом скорость звука равна CL'
= 14ib м/сек.
Скорость распространения звука в широко прим^нйС
щемсл в гидросистемах масле марки АМГ-Ю при t = 2°°C
74
>т a I-s90 м/сек.
гоСГКИЛЬсТ
Скэ эсгь передачи импульса для деаэрирэьаннэго /«с-
.. ./ически не зааисит от давлении жидкости в труЗо-
Л' мзде Однако при повышении вязкостей жидкостей и в
оОенности в сочетании с малыми циаметрами •••о, ость iie-
редачи импульса уменьшается. Учитывая эго, при пришли..- я
ных расчетах принимают для стальных и прочих металличес-
ких труб 01 я 1000 м/сек.
Гидра влический у дер
3 случае мгновенного перекрытия труЗопрэоэдн, а ко-
тором движется жидкость с9 ског тыо Uo, возникает рез-
кое повышение давления, вызванное изменением скорости
движения жидкости, обусловленным пере "р., г лом трубопрово-
да, называемое гидравлическим ударом, величина изменения
/заброс/ давления не зависит от транзитного расхода, а
эбу слупливается величиной потерянной скорости ди«и,-и,
1де ц _ измененная скорость жидкости и при известной зе
ичине когорои заброс давления может достигнуть разруши-
ьного для компонентов гидросистемы значения. Ввиду
Данный вопрос представляет практический интерес,
так как нередко наблодаются случаи разрушения трубопро-
водов при рабочих давлениях жидкости, которые не дЭстИ-
гают величин, способных разрушить трубопровод в сгигйчес.
ких условиях. Повышение /заброс/ давления при гидравли-
ческом ударе может вызвать также нежелательное срабаты-
вание различных агрегатов /клапанов разгрузки насосов,
гидравлических замков реле и др./ и может привести к рнз.
рулению приборов.
Повышение /заброс/ давления др при мгновенном пе-
рекрытии трубопровода /закрытии крана/ определяется со-
отношением др=ради.
где э - плотность жидкости;
& - скорость распространения звука в жидкости,
заключенной в трубе;
ди=ио-ц - уменьшение /потеря/ скорости жидкости з
трубе,вызванное перекрытием труба;
щ - начальная скорость движения жидкости;
и - измененная скорость жидкости /скорость к
моменту прихода ударгэл волны к задвижке/.
Ьсли время f перекрытия трубопровода /закрытия
зздвижки/ будет меньше значения, так называемого,периода
76
грубопрэиода /*азы удара/ 2"=-^— ,где </ - длина
рассматриваемого участка трубопровода и а - скорость
распространения но трубопроводу ударной волны, то гидрав-
лический удар будет обуславливаться потерей всей скорости
й заброс давления будет максимальным. Под периодом трубо-
провода понимается время пробега ударной волной двойной
длины рассматриваемого участка трубопровода /от задвижки
цо запорного бака или насоса и обратно/t <€' = ~
Подобный удар называется полным или прямым.
При условии t >€"= — повышение давления опре-
делится лишь гой частью скорости Au=ue-u , которая
будет потеряна за время, равное периоду трубопровода t< .
Повышение /заброс/ давления при прямом ударе /изме-
ненная скорость движения жидкости U = О/ вычисляется по
уравнению /см.также выражение 70/:
др„ = арU.+ /72/
Величина ударного давления при полном ударе,выражен-
ия в м столба жидкости, определится из уравнения
ц -ДРц,- да .
" гг - 9 /,4/
77
73
-оасгичйски Л >•
стальных труб мои т Оыть принято
1л s 102 U ’
Повышение /ааброс/ давления при непрямом удвре
/ х > Г /вычисляется во уравнению
дР«=Раи»(а1-^) • /?г/
х-/ как транзитный расхэд не влияет на иг . ние
’ления давления ври неполном глд-
2/
-^— / МОЖеТ быть олред--л« на по
давления, величина пос.
ранлическэм удвре / t >
уравнению
иля
Оценить уменьшение давлении при неполном. ударе м>«-
но также по вырь^нию <£
А Рн ~ -£ Д рн .
С точки зрения гидравлического УДИР'4 весьма нексла
тельно наличие в системе тупиков, в которых ударное Дс _
ление при соединении их с уагп ’тралыо с пэвь. j-h-.jm да^л
нием может в два раза превысить давление в этой мапстра
ли.
При мгновенном /время открытия меньше периода Tty
t у"»голого павле*”
проводи/ открытии крана, с одной сторон
79
ийе н с лгу р эх /г пи„эчэ , „
" ’ ’ г,-:’!нйе
ДЗЬЛеНИС, риЗВИiH-MLeeCy* г' Т'‘П’17- •'iiurxn
~ - • » -’ди^е п >• -р
ние Перед кр н’эм ’*'
ДР = Р,-р. =2(fv-p.) ,
где Рт - Д-’ЬП» ние d т;>пи»е, ойзьишианееся ь п. - ...
те Г’Д V ‘'-ДПМесюгэ У Дарр;
Рк - Диш1сние перед краном;
ро ~ давление меаду кранов и тупиком до открытия
крн на.
J рнjветвленних сист^гпх повышение давления может
Зыть вследствие мнэгикратнэго этр^у-чшв волн, Оэльие ,цоу-
КраТ 1ЭГЭ. Опыты ПЭКИЗЫВИЮТ, ЧТО При МГНЭВ ‘ННЭМ СО
/ "t = ~Ь миллисекунд/ стэльнэгэ труээпрэвэда.яапапн^н-
нзрэ .одкэсгыо с нулевым давлением, с лнеы/эгидрнвлкчес-
. >
“•им J К чу му ля г Эром, заряженным ДО Д НИЯ г 10 ИГ/см ,
эзычнэ происходит знЗрэс давления в труЗзлрэвэД’*» котор^е
за 0,04 сек с нулевого значения нэвыш '• гСч до <—>'100
кг/см^.
ЛэдэОные повышения давления достаточно для того что*
Оы ризру аить трубопровод или нарушить герметичность со»?"
динения.
80
нежелателен также переход ударной волн» е т;. ы
}j;ibUDfO диаметра на тру Оу малого диаметра.
Снизить величину гидравлического удара мэ^нэ либо
соответственным увеличением /регулированием/ времени за-
. о /
Т'РЫГИЯ заднимки t > 4=- , лиэо уменьшением периода гру-
• проводи, достигаемым ооычно путем установки воздушны,
пинков или *ид*эсгных емкостей.
)ля уменьшения удара время t закрытия крана /пе-
рекрыгяя тру oil; >эда/ должно быть значи!ельно больше fa
1Ы /време ни риспростр;нения давления, возникающего у кра-
э, до прэгивопэлэжного конва трубы и обратно/ удара.
Так, если в приведенном выше примере время t закры-
тия задвижки увеличить до РО миллисекунд, то гидравличес-
кий удар практически будет устранен.
Для увеличения времени t открытия клапанов обыч-
но применяют демпфирующие /дроссельные/ устройства или
•инод их осу ес.гвляется с юм.ошыо электродвигателя и
‘»и 1Г .И Ой й.
. ‘JpeOyev up- t ьи^р^ии зад.1Ил.,,и при заданном
я'liveгимэм ПО -V4*» нии давления И может быть определено
hj ypcijj,
cl
+ - L ц« 1.Гн~
T-g(n-n.)Vn. • /7е/
где И. - начальный напор /давление/, выраженный в ед,,
ницах высота столба жидкости.
Весьма эффективным средством снижения гидравлически
го ударь является установка в напорной магистрали воздуш-
кого компенсатора, с помощью которого можно при правиль-
ном выборе основных размеров компенсатора снизить заб-
рос давления при прямом ударе в сравнении с системой
без компенсатора в 5-6 раз.
Г1адР0ЖНАМИЧЕС1ЮЕ ДАВЛЕНИЕ СТРУИ .МОСТИ
Практический интерес в частности при расчетах рас-
пределителей типа сопло-заслонка может представлять вели-
чина силы давления струи на неподвижную, расположенную
перпендикулярно струе, плоскость /стенку/. Для установив-
шегося движения эта сила равна
P = Mu = pu)i?=fUQ , /77/
где М - секундная масса жидкости;
U. - скорость движения жидкости;
82
- сечение струи;
р — плотность жидкости»
Q - секундный расход жидкости.
При ином угле установки стенки или другой ее форме
в формулу вводятся практический поправочный коэффициент
УДАР ПРИ ТОРМОЖЕНИИ ДВИЖУЩИХСЯ МАСС
Практический интерес представляет заброс давления
/гидравлический удар/, во вникающий при торможении с по-
мощью дросселирования жидкости движущейся массы.
Величину ударного давления жидкости, вызванного тор-
можением движения инерционных масс, можно приближенно
наити из равенства ж пульса силы изменению количестве
движения
рд^ М д V , /70/
где р - возникающая сила в кг ;
- время изменения скорости движущихся масс на
величину Д\/ ;
М - двиэдщаяся масса.
И' прение расхода аддости
на ио злее простым и вместе с тем точным способом
83
. JMv t «-Н.Ji JJ«JH ’ XI ГИ tin/ cJ ЛЕШИХ pnСхо-
дах , являет*. .'** 1 -гпенное измерение количества жщ.
кости эбнемнык ’ еэзым СПОСОООМ.
При первом способе жидкость поступяет в тарированный
сох уд/мерный с , см. не.олнения которого {/.-сигует-
сл по секундомеру. « гн расход Q находится из JJf.
шения
т/
V - об"ем сое <- зннил об”ем/;
t - измеренное время его заполнения.
При весовом способе находят взвешиванием ня весах
ес Gv жидкости, поступившей в тарированный сосуд за
t , пользуясь которым определяют весовой расход
G в единицу времени
GGV
= ~t~ ' /80/
ио"емны/ расход Q в единицу времени будет равен
Q - • /81/
Оо*’емныи и весовой способы могут оыть применимы
/ ь при сравнительно небольших значениях расхода.
л . ерения больших расхоцов нашли распростри не-
(uU. специальные приборы /рисхэдэмеры/ самых f ,:1И
них конструкции, одни ко все они относятся кдвум Л >.н :
И одной ИЗ НИХ измерение расхода производится по емкости
/оо’’ему/ и а другой - по скорости. X первой группе
/об”емных/ расходомеров относятся поршневые, диа;р.«г.' н-
ные, дисковые и лр.расходомеры, а также расходомеры с
качающимися сосудами и ко второй - рмехздомеры с крылья-
ми или турбинками.гриводимыьм го вращение протекавшей
жидкостью,а также устройства без врощакшихся органов.
Оо'"емные расходомеры отличаются большей /чем ско-
ростные/ точностью измерения пропущенных об"емов жидкос-
ти, оцнако одновременно они более слэжны,чем последние.
Расходомеры обычно подбираются по соответствующим
каталогам как готовые изделия.
ПРИБОРА для ИЗМЕНИВ ЛАД1ЕНИЯ
Ь гидросистемах машин приходится измерять как изоы
ное давление^ так и вакуум. Приборы для измерения
Из Г qc] п рч р
давления называются манометрами и для изуе-
Р^Ния вакуума г»»
•У ла - вакуумметрами.
Принципу Действия лриэоры ,ЦЛЯ измерения ’ >
t£>
I
ниж бывают жидкостные пружинные
ческие и коыбанированные. Наибо^еГ’01”* ’ •*»*
ние получили костные и пружиХ Pacn?0=^^ -
из них получи. и Наэвание пьГзомеЛ "РИ°?Р“-Пе№
при небольших давлениях /^ХТтХоТГ?"
и вторые получили название манометров й Z *
СЯ ГПК! ЛЯйгри-й- Т Р и ПР'1’1Г-ИЯ»Т.
а жидкостных призорнх измерение давления эсуг.еога-
ляетгв высотой столба хид^ги и , ада4йнньк /мет.лли-
чесгих/-путем изиеренил _.лр,г.'х деформаций рабочих час-
тех прибора /пружинных гр , мембран и пр./, вызываемых
^-/.сть/.ем давления жидкости , которые через специальный
МеХан/ЗМ ПсреДиОТСЯ rib СГр^ДЭЧНЫЙ ЦИ^врбЛЫТ Приборе.
Чег.ее распрэсгрь 4ены поршневые Приборы ,Де/стнуЯ”’»-
по лри-^жпу Передачи Давления ЖИДКОСТИ На поршень, и
ЭЛектричсС^/е, делствуюшие а основном по принципу изме-
-^нжя ем-'хтж в электроцепи /ем^остнле приборы/ или из-
не^<ния сопрэтиа/.енмя прободни^а с изменением давления,
с :•*<« Oj йнц.ипе пьезометрического з^екта.
Чбсг> пр/меняогся также механиг,о-эле‘'Тричес1,яе
приборь^ь *згорых в качестве чувствительного эле/ента
/>.»;*-/?»/ используется мембрана, погорая под аоздейстбИ
=ы измеряемого давления деформируется и через передаточ
86
ныл
меха
низм перемещает дпижок потенциометра,
НКДЮЧЬемУ-
гэ вместе
с указателем а электрическую схему.
jo многих случаях требуется подать сигнал при дос&
,ении определенного /заданного/ давлении. Для этой цели
применяются манометры с одним или двумя электроконтви-
тами. Такие манометры применяются для давлении до 830
«*г/смг. Точность переключения о-» I/.
Присоединение манометра к системе обычно осушесть -
ляется трубопроводом с наружным диаметром Ь им и внут-
ренним I ,Ь - У,0 мм.
Манометры, конструкция которых основана на измере-
нии деформации согнутой трубки, строятся на давления до
IOOOO кг/ см .Электрические манометры, работающие на осно-
ве измерения электрического сопротивления металлических
сплавов в зависимости от величины давления, а также
пьезометрические манометры, основанные на определении
’'эличествь электричества, возникающего на пластине, в
зависимости от приложенной к этой пластине силы,строятся
Для давлений до 30000 кг/см~.
измерения оолее высоких давлении э основном
применяются манганиновые лриооры, тарируемые по данным
87
УИЛПНЫХ мегалличес'/х.
Эксплуатация манометр Эв
Дульсадга подачи «д»эети, а также механические к,
бания си. гемы, в которой устанавливаются манометры,
ь т колебания Ил стрелок, что затрудняет ОЬТЗЭЯЬ
пиления, ч также приводит к выходу манометров на ст?эя
Учитывая это, «анэ.у.етры следует усган iDji в т
«
ком месте, где они не лопв^ргь'этся внешни»/ илэ^иим».’.
1 . к
Для устранения влияния пульсации давления и гидрав-
лических ударов применяют различные демпфирующие устрой-
ства, схемы которых показаны на рис.10.
Опыт показал, что наилучший результат по гашению
колебаний стрелок манометра достигается при об"емнэм
демпфере /рис.10-е/, который обычно снижает амплитуду
колебания стрелки в десятки раз, а также пластинчатые
демпферы /рис.Ю-д/, снижающие амплитуду в 4-5 раз.
Дроссельным каналом демпфера, изображенного на
рис. 10-г, является щель резьбового соединения и демпфера,
изображенного на рис.Ю-в - щель в соединениях подвижных
штырей а .
Распространены также сопротивления в виде тонкой
/капиллярной/ трубки. Для масляных систем применяются
трубки с внутренним диаметром / 0,5 мм и длиной ^0,9 +
1,0 м.
В лабораторных условиях применяются более радикаль-
ные средства гашения колебаний стрелой, из которых наi-
лучшие результаты получены при непосредственном демпфи-
ровании стрелки и пружинной трубки с помощью жидкости,
залитой в корпус манометре!. Опыт показывает, чт> заливка
89
в корпус манометра масла типа "Индустриальное 4b"
тически обеспечивает полное гашение колебаний
Прак.
Следует
иметь® виду, что при заливке корпусов
косты
несколько снижается /на
манометров жид.
Ьтб/ точность измерения
/показаний/ манометра.
Манометры, предназначенные для работы в условиях
низких температур, должны заливаться жидкостью соответ-
ствующей морозостойкости. Так, в условиях температур от
О до-50°С хорошие результаты показала спирто-глицерино-
вая смесь с объемным содержанием спирта «^40 %.
Жидкостные м а номе тры / пье-
зометры/ /рис.II/. Из жидкостных манометров наий>
лее распространен так называемый V - образный манометр
/рис.П-а/, который представляет собой изогнутую стеклян-
ную трубку, содержащую ртуть или иную жидкость,не смеши-
вающуюся с жидкостью гидросистемы и имеющую об"емный
вес, превывающмй осГемный вес последней.
Выражение для избыточного давления р в точке С
имеет вид
P = h«Vh*lT» > /82/
90
где Ц и - об”емный вес ртути и жидкости гидро-
системы;
h< и h2 - соответствующие высоты /рис.Ц-а/.
Рис.II.
При определении погрешности в измерении ртутных
приборов необходимо учитывать изменение об"емногр веса
ртути в зависимости от температуры.
Кроме того, следует учитывать явление капиллярности
которое проявляется в том, что в открытых трубках малого
диаметра, опущенных одним концом под уровень жидкости,
последняя устанавливается выше этого уровня при вогнутом
91
мениске или ниже его при выпуклом мениске.
Смещение мениска определяется формулой
д h = ~ мм
, d
где а - диаметр трубки, мм;
А - коэффициент, зависящий от материала стен-
ки и рода жидкости, а также от температу-
ры ее.
Для стекляиых трубок при t = <iO°C с водой коэффи-
циент А = 30 и с ртутью А = - Ю.
При внесении в показания приборов поправок на ка-
пиллярность следует учитывать, что эта поправка для
U - образного мановакулшетраи дифференциальных ма-
нометров ничтожна, так как силы поверхностного натяже-
ния на поверхностях рабочей жидкости в правом и левом
коленах прибора противодействуют друг другу, хотя и
не равны между собой вследствие различия сред, сопри-
касающихся с рабочей жидкостью, и возможного различия
ь диаметр трубок правого и левого колен.
Ошибка из-за капиллярности может быть уменьшена
при применении трубо* больших диаметров /для воды IG-L‘
мм и для ртути - 6-9 мм/.
93
Алл практических целей удобно пользоваться чашеч-
ных манометром /рис.П-б/, в котором при достаточно боль-
ном диаметре чашечки по сравнению с диаметр» трубки
ровень жидкости в чашке сохраняется практически неизмен-
ным, благодаря чему можно фиксировать положение лишь од-
ного уровня жидкости.
При измерении разности давлений в двух точках обыч-
но пользуются дифференциальными манометрами, простейшим
из которых является U - образный тип /рис.11-в/.При
измерении этим манометром разности давлений р4 и р2
в жидкости с удельным весом V , которая полностью запол-
няет соединительные трубки, выражение для разности /пере-
пада/ давления Др будет иметь вид
Лр-р^-Рг^Грт-Г . /8^
где Грт и Г “ об"емный вес ртути и жидкости.
При измерении малых перепадов давления жидкости
обычно применяется двухжидкостный микроманометр,представ-
лявший собой перевернутую U - образную трубку, верхняя
я есть которого заполнена жидкостью с об**емным весом
меньше об”емкого веса жидкости системы /рис.11-г/.
Перепад давления для этого случая определится иа вираже-
94
НИЯ
Др - р4 ~ ря. “ ^(^2 Л) *
/84/
Для точного измерения малых давлений газа пользуют-
ся чашечным микроманометром с наклонной трубкоД/рис.12/.
Рис.12.
Если к резервуару манометра подвести давление р4 ,
а к наклонной трубке давление pt и если р, > рЛ , то
разность давления др=р4-рх определится выражением
/85/
где оС - угол наклона трубки;
95
V - длина сголза жидкости в тоубкА
РУ е, отсчитыв8еы
от нулевого /начального/ положения;
f - площади сечении резервуара и труояй;
Г - объемный вес жидкости.
3 качестве жиллости для этих целей оЗцчно пГ1,«,1№1
сй спирт, который имеет отнз игельно низкое поврпмнтрф
ное натяжение, ранное
» 0,0G’,7h г/мы
/85/
Кроме того,спирт ооладает стабильными капиллярными
свойствами независимо ог загрязнения стенок трубки.
При точных измерениях следует учитывать под"*?" ме-
ниска в тонкой трубке вследствие капиллярности, который
выражается
l- 4 G
h " (й-гоа ’ /87/
где d - внутренний диаметр трубки ;
об"емный вес жидкости и воздуха.
Кроме того,следует учитывать понижение лЬ уровня
ртути в чашке при заполнении ее трубки в процессе изме-
рения .
36
При увеличении угла оС точность измерения лозы -
шаетсл. Практика показывает, что отсчет величин может
быть эзизведен с точностью — 0,5 мм.
И вмерение вакуума, Для измере-
ния вакуума в оо"еме жидкости В пользуются либо
простои V - зорнзной трубкой /рис.11-е/, либо пере-
вернутой U - образной трубной, один конец которой опу-
щен в сосуд с жидкостью /рис.И-д/. Схема действия и ме-
тоды измерения ясны из рис.11.
основное справочно: данные и елиниш
ИЗМЕРЕНИЯ
Единицы измерения давления и вакуума
За единицу физической атмосферы /обозначается Ат/
условно принято нормальное давление атмосферного возду-
ха, равное 760 мм рт.ст.при t - 0эС или 1,033 кг/см".
За единицу измерения гидр эста тичес^ого давления
в технике принята техническая атмосфера, равная давлению
н I кг/см*^ /обозначается ат / или 10000 кг/м'л
Гидростатическое давление может быть также выражено
97
ы любых единицах силы на единицу площади
2 . ’
тоннах на м и др. Давление часто выражают
столба; одна техническая атмосфера агп =
/пресная вода при t « 4°C/.
к Примеру в
в м ВОДЯНОГО
Юм ВОД.СТ.
d ряде стран /США, Англия и др./ за единицу давле-
ния принят английский фунт на квадратный дюйм, значение
кэторэи равно 0,0703 кг/см .
Ниже, в таблице 7, приведены данные для перевода
одних единиц измерения давления в другие.
Ь1сли при определении гидростатического давления
принимается во внимание тайке и атмосферное давление,
действующее на свободную поверхность жидкости, подобное
давление называют абсолютным. В этом случае величина
давления, измеряемая в технических атмосферах, обозна-
чается агпа .
Значения атмосферного давления в зависимости от
высоты над уровнем моря приведены в табл. 8 /стр. 78 /
Гидростатическое давление можно также выражать
/маиерять/ высотой И столба жидкости:
/8В/
98
где Г - об"емный вес жидкости, кг/см8;
Н - высоте давления, см.
Одна техническая атмосфера соответствует давлению
ртутного столба / Г 3 0,01359 при t 3 0°С/,высотой
735,56 мм рт.ст. или давлению водяного столба /при Г *
0,001 кг/см3/, равного 10 м. Физической атмосфере соот-
ветствует давление ртутного столба в 760 мм рт.ст. и
10,33 м водяного столба.
Необходимо помнить, что для воды с Г * 0,001 кг/см
давление в I т/м^ соответствует высоте в I м и давление
в I кг/|Л - высоте в I мм.
В технической практике давление атмосферы обычно не
принимают во внимание, пользуясь так называемым избыточ-
ным рмв или манометрическим давлением /давление сверх
атмосферного/.
Избыточное /манометрическое/ давление ри5 Находится
как разность между абсолютным рв^ давлением в жидкости
и атмосферным рот давлением
Рил “ PaS ~ Pai /HQ/
и намеряется также в технических атмосферах, называемых
99
в эт>. случае иэ5ыгочц)л /означаете,, ати/.
Бывают случаи, «огла гадрхт»ГИчес-эч пиление в
жидкости оказы ,,,-гся меньше атмэс |-ег нэгэ. Подобное с-
стояние называется вакуумом. d-личина вакуума отделяет,
ся резкостью между а гм ос ;е рным давлением и с» .ос элитным*
давлении в жидкости.
/’X)/
и изменяется в пределах от нуля до атмосферного давле-
ния .
.величину вакуума можно также характеризовать вели-
чиной аОсэлюгного давления. Абсолютное давление ^=О,4ота
соответствует вакууму = I 4 0,4 = 0,7am.
Та о лица 7
-1Д- pH Ьут2 кг см кг u M.J
1,0 144 0,0703 703
0,00694 1,0 0,000488 4,88
14 ,г*гз •гО48 1,0 10000
0,0014гг 0,:г048 0,0001 1,0
100
Синицы измерения температуры
За условный нуль в шкале Цельсия / С / принимая г-
СИ температура таяния льда, температуры ниже нуля обоена-
чаются как отрицательные.
'Гема ер а гура, лежащая по шкале Цельсия ниже нуля нв
273,2°, называется абсолютным нулем.
Температура, отсчитываемая от абсолютного нуля по шкале,
градус которой равен градусу Цельсия, называется темпера-
турой в градусах /Гельвина и обозначается К или Т .
Соотношение между шкалой Цельсия / t / и абсо-
лютной шкалой / Т / имеет вид
Т = 273,2 + t .
/91/
Кроме шкалы Цельсия в США и Англии применяется ика-
ла Фаренгейта / F /, в которой температура таяния льда
/0эС/ соответствует Зг° F , а точка кипения воды /ГОГ»°С
соответствует 2l2° F . Перевод градусов Ьапенге^та°Р
в градусы Цельсия ЭС и обратно производится по формулам
’С-*ЦЛ Т=|(’С+32) . /%/
Коэффициент тем я е ра ту рно-
г ° расширения жидкости /или газа/ jj -этно-
101
ение изменена* об"ема шццсостл при поношении темпера-
туры на 1°С, т.е. f1 - К об”ему жидкости при
0°С * ‘
6 = 2. —24_2±_ .
° vo vt, /эу
Коэффициент расширения р /газов/ в первом прибли-
жении можно принять не меняющимся с температурой и рав-
Р ’ 1/273 - 0,00366.
твердых тел рассматривается таклж еще коэффи-
циент линейного расширения сС , который определяется
НЫМ
аналогично предыдущему «
1 ч - ч
1» V4 /ш
где Ч , ц и to - длина тела,соответственно,
при температуре t2 , и 0°.
При условии,что tf = 0 и t2’ t< , будем иметь:
tt,40+c<t<) •
УДЕЛЫЮЛ ТЕПЛОЕМКОСТЬ!) Н А 3 Н 3 APT
количество теплоты в ккал, которое необходимо, чтобы
нагреть I кг данной жидкости на 1'0. 1»!сли обозначить
череа А - тепло, необходимое для нагрева жидкост!
веса G / в кг/ от температуры в град. С до темпе
регуры ta в град. С, td
Аа= <CCGfta-t4) , /96/
где С - удельная теплоемкость, ккад/кг град.
Холичесгво теплоты, проходящее в единицу времени
черев единицу поверхности перпендикулярно к этой поверх-
ности, называется тепловым потоком. Если обозначить че-
рез <£ количество теплоты в ккел, проходящее через пл о
щадь S |в мг| за время /в сек/ из одного места в дру
гое, находящееся на расстоянии L /в м /, причем разное!
температур равна а! , получим
i- “As 14 » /97/
где А - коэффициент теплопроводности, который выби-
рается по данным характерно тик данной мате-
рии /жидкости и пр/.
Теплопроводность жидкостей несколько увеличивается
с увеличением давления. Например, если для воды принять
теплопроводность при I а» ва I, то при «сОС'О атя тепло-
пр' joci’b будет равна 1,11» при 6000 аги буд^т ранне
’ при 10000 ьти будет равна 1,43.
103
FsC'rwe справочные материей
. _ — — — - Тгчг rtr
Линейные , ДМ ' , ш* *• •* "* 1д,фИТ С’ > i • 2 : k < 1
-| ДМ 4У» СМ I и —— VJ * Z? /.
I 12 г,54 0,0254 Г 1 0,006^ 6,4«J v»'-r
I 30,48 0,3048 144 I 929 0,092 •
0,3937 39?37~ — 1 1 СО 1 о • • t w 1 Л' ! о » -• & 1 1 1 I 1 100 0,01 1 O.IbSG . —•* «» —— — * — 1500 0,001076 '16*76 ’ I 'ioooo 0,0001 I
Кубические
ДМ3 ( ФУГ3 CM3 M3
I 1 0,000579 16,387 C,I639.I0r*
1728 1 I 28317 ~~l 0,0283
0,061 0,0000353 ' I 0,00000I
_1—д—r clkz-t 35,315 I000000 I
г/ таблица для перевода скоростей
CM сек M _сек_ M мин KM час ?ут CeK уУТ мин миля
4&r
1,0 -4 0,01 0,6 0,036 0,03276 1,966 0,02232
100 — 1,0 60 3,6 3,276 196,6 2,232
,667 0,01667 1,0 0,06 0,0546 3,276 С,0372
27,7b 0,‘>778 16,67 M) 0,9113 54,68 « 0,621
30,48 0^3348 I о, 29 1,097 1,0 60 0.682
0,506 0,00508 0,3048 O.Olteg 0,01667 To 0,01136
44,70 0,447 26,82 1,609 1,467 88 1,0
3 & ф 2 1 I 1 1 1 l~ » 1 1 1 » 1 J_ 1 ! 7/зг ! 1/4 1 1 !5? •co i « 1 » 1 g 1Ю 3— I 1 1 L 1 1 1 I 1 1 1 1- •—« a Ю" 0Z‘?I! 906*11 ! « 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 Ю ! d^ 8 1 Й ! S 1 co J
35 5 as 2 oj t 1 1 f 1 1 <O ►—• eft • 02 1 <o 1 IS .L^ 1 1 1 1 1 1 1 1 l_ <o t—« 1 1 1 1 1 4 J cv •k 1 1 1 1 1 1 1 1 I i 1 1 00 1 1 1 1 1 1 1 Г 1 I 1 1 1 J 1 1 1 1 1 » 1 г 1 1 1 I 1 1 8 cv •k C\) co
co 1 «4 Ф t=J о et co 4 о CJ Ф Q« Ф a a; l” 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I- 1 1 1 1 1 1 1 — Й 00 Й u • 5Q 1 o> i • 1 co 4— — — 1 •—• • —? 1 co 1 J 1 • 3? i CO 1 cv 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1- 1 1 1 1 1 1 1 1- 1 1 1 1 1 1 1 - Й 2 00 Й* М» * 8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 » 1 1 1 1 1 1 o> co «к О 8 Ю Ch ГО 00 1 1 1 1 1 1 -1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 >11/16 1 3/4 ! 13/16 ; съ CO <0 •* о о? 8 О Ch CM <0 хГ К ►—4
Й co rf ж ё й c^ Л°ли ! 1/32 ! 1/16 1 доима. 7 । ' i t 1 !fe ! 1 Ю I 1 - 1 1 —• 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 sj* 1 1 Ch l 1^.' I О J 1 1 1 2 l 1 2 l 1 1 1 1 1 1 <O 1 —• l \ 1 iO 1 1 — i a ! oS* к — — — - 1 co i s; z ! 1 1 • 1 co i Ch i 1 S- i 4— 1 • vT l l~ 1 o- J. 1 I 2 1 2 i 1 106 1 1 1 1 I 1 ! _l 1 1 1 1 1 1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l_ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 30 50 Ch co 0 g Г 1 1 • 1 1 1 T 1 1 1 1 1 1 Г । । । i ю fe м (П § ►—« 2 2
4/ Таблица для перевода крутящих моментов
1 <& 1 ВС t • 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 <е 1 а: । • _ • ! Н 1 1 1 » 1 1 1 я г. см 1 1 1 1 1 кг.м.
I 0,0833 1,152 1 1 1 0,01152
12 । • I 1 13,83 1 1 1 0,1383
0,858 1 0,0723 I 1 1 1 1 0,01
85,8 ; 7,233 -J L 100 1 1 1 .1— I
Прочие справочные данные
I мл.с. * 75 = 542,47 фн. $>ут/сек* 0,996 анг.л.с
I англ.л.с.* 76,04 в 550 фн. фу т/сек» 1,014 и.л.с.
сек
I статут миля » 1,-609 км * 5280 фут.
I км * 0,6214 ст.мили 3281 фут.
Р - 0,125 ксм_4сек2 - 0,002378 фн.фт'4секг.
Г- 1,225 Sg • 0,0765 ®S-5 ; 4 - 9,81 -й-г >32,17
М8 фут8 ° сек* сек*
I » 7,233 ; I -К£- • 735,5 мм рт.ст. при
сек ’ сек см2 0°С
107
фн.фут
сек
0,13*3
чгм
а» • «»
сек
I мм рт.сг. = 0,00136 —г
см^
I фн * 0,4536 кг
I кг » 2,2046
I кг.кал.» 427 кгм
I амер, галл эн = «3,785 литра
I литр = 0,264 a.vер.галлона
С°= 5 /F °. зг° /
9
I кгм » 0,002342 кг.чал.
/с9 + за9/.
»
F о _ 9
5
Выражения для пэгсч-.-га ыжности в единицах
давления и расхода жидкости
Величина мощности определяется расходом жидкости
в единицу времени и давлением.
Если принять перепад давления р в кг/см*^ и
фн/дм^, то вырвав ния для мощности ь! будут иметь в за-
вис»! ости от размерности расхода Q вид:
I. Расход Q = л/мин и р » кг/см^:
н=-^-ЛС-; 4=-^-^-
2. Расход Q » д/сек и р = кг/см*^:
Н = -^-лх. ; н=^-квт.
3. Расход Q = см3/мин и р = кг/смг:
N = ^to* Лс,; Н = }}/-юч 1<8г-
108
4. Расход Q = см3/сек и p= гг/смг:
K1= 7500 Л,С; К&Г ‘
Ь. Расход Q = дм3/мин и давление р » фн/дм^:
Ki-_pQ лс . м- pQ цдт
396000 ’ N 291456 6т '
5. Расход Q » дм3/сек и давление р = фн/дм~:
w ~ 6000 лс; ^=-4444 k’t •
7. Расход Q » англ.гал/иин. .и давление р =
фн/дм^ :
^-^8 А с- ’ Ч = -Уг квт •
8. Расход Q » амер.гал/мин и давление р =
jjh/am^:
**=w лс-; н=-£г,Лт-
109
Литература
I. Т.М.Башта. Расчеты и конструкции самолетных
гидравлических устрглств. Оборонгиз. [961.
2. Б.Б.Некрасов. Гидравлика, Военное издательство
Министерства Обороны Союза ССР, Москва, I960.
3. Н.З. Френкель. Гидравлика, Госэнергоиздат,1956.
4. И.Е.Идельчик. Гидравлические сопротивления.
Госэнергоиздат, 1954.
ПО
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Основные сведения по гидравлике трубопрово-
дов I
Расчет потерь напора /давления/ 5
Потери при течении в закруглениях
труб II
Влияние сил инерции относительного
движения И
Скорость потока жидкости в трубах 15
Расчет внутреннего диаметра трубопровода 17
Местные потери напора
Метод эквивалентных длин <*5
Внезапное расширение трубопровода Зе!
Течение жидкости через отверстия в тонкой
стенке 35
Насадки некруглого сечения 46
Сложение потерь 48
Течение жидкости в узких /капиллярных/ щелях 49
длияпие на расход жидкости температуры
и давления 55
Изменение размеров щели 58
Сблигсрация капиллярных щелей 5Q
Тепловой расчет /баланс/ системы
III
Расчет ТвПЛЭВОГО ЗиЛаПСЭ
Изменении температуры м«сла при
ш эссе-1! ирона НИИ
Охлаждающие устройства
Скорость передачи гидравлического импульса
Гидродинамическое давление струи жидкости
Удар при торможении движущихся масс
Измерение расхода жидкости
Приборы для измерения давления
Основные справочные данные и единицы измерения
Ответственный за выпуск
Майстренко Е.Е.
Редактор Серова С.С.
Корректор Батук В«А.
Участниц ее.
И Н8 Ц’Э Н&