Расчет системы «насос – клапан»

Министерство образования и науки, Молодежи и Спорта Украины Одесский национальный политехнический университет Кафедра прикладной экологии и гидрогазодинамики Расчетно-графическая работа по дисциплине: «Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод»

Расчет системы «насос — клапан»

Выполнил: Алхименко Д. В Проверил: доц. Лесников В. П.

Одесса 2011

Задание на РГР Объемный насос 1 снабжен предохранительно — переливным клапаном 2 для защиты от аварийного повышения давления.

Давление настройки клапана ркл. Жидкость из насоса через трубопровод диаметром d и длиной l поступает в рабочую полость гидроцилиндра 4 диаметром D. В трубопроводе имеется местное сопротивление 3. Плотность жидкости, кинематическая вязкость. На шток поршня действует сила F.

Необходимо:

Рассчитать и построить характеристику системы «насос — клапан».

Рассчитать и построить характеристику трубопровода.

На графике найти рабочую точку системы и для фактического расхода рассчитать скорость поршня.

Дано:

Порядок расчёта.

1. Расчет характеристики «насос-клапан»

Характеристика насоса описывается уравнением:

(1)

а характеристика предохранительно-переливного клапана — уравнением:

(2)

Находим параметры, входящие в уравнение (1):

Параметры Р, Qном и находим для соответствующей марки насоса.

Параметр Ркл задан в исходных данных; остаётся найти Вкл:

где — перепад давления на клапане при изменении расхода от до, эти величины приводятся в паспортных данных клапана:

Определяем координаты точки срабатывания клапана:

Подача насоса при работе на сеть без противодавления:

2. Расчет характеристики трубопровода Для построения характеристики трубопровода необходимо выбрать не менее 6 значений расхода Q на интервале 0… Qна.

При нулевом расходе давление в начале трубопровода обусловлено только силой, действующей на поршень, и равно:

Если расход отличен от нуля, к давлению добавляются потери давления по длине трубы и на местном сопротивлении:

Потери на местном сопротивлении определяются как:

где коэффициенты В и С определяются исходя из паспортных данных местного сопротивления: насос клапан трубопровод давление Здесь скорость жидкости в трубе:

Число Рейнольдса определяется по формуле:

а коэффициент Дарси определяется как функция от Re в зависимости от режима течения и области гидравлического трения:

— если Re < 2300 (ламинарный режим), ;

если 2300 < Re < 4000, = 0,034 (приближенно);

если Re > 4000,;

Потери по длине рассчитываются по формуле Дарси:

Результаты расчета заношу в таблицу:

3. Нахождение рабочей точки и определение скорости движения поршня Точка пересечения характеристики трубопровода с характеристикой системы «насос-клапан» называется рабочей точкой системы. Рабочая точка показывает, какой фактический расход и фактическое давление установится при работе данного насоса на данный трубопровод.

В работе фактический расход Qфакт я определяю по графику. Для значения Qфакт расчет по пункту 2 повторяю и записываю подробно.

Qфакт = 0,46

Потери на местном сопротивлении определяются как:

где коэффициенты В и С определяются исходя из паспортных данных местного сопротивления:

Потери по длине рассчитываются по формуле Дарси:

Здесь скорость жидкости в трубе:

Число Рейнольдса определяется по формуле:

а коэффициент Дарси определяется как функция от Re в зависимости от режима течения и области гидравлического трения:

После этой проверки скорость движения поршня определяется по формуле:

1. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов / Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др. — М.: Машиностроение, 1982. — 423 с. ил.

2. Иванов К. Ф., Гусак А. И. Методические указания по выполнению расчетно-графической курсовой работы по курсу «Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы». — Одесса: ОПИ, 1984.