Гидравлика

Re.

2. Зона изменения Re от 2320 до ~ 4000. Неустойчивая зона пе­ремежающейся турбулентности, когда на отдельных участках возникают области турбулентного режима, которые разрастают­ся, а затем исчезают и снова появляются. Изменение структуры потока сопровождается колебаниями величины λ. Зона не реко­мендуется для применения в гидравлических системах.

3. зона чисел Rе от ~ 4000 до ~ 10 d/k. Поток характеризуется турбулентным ядром и пристенным (пограничным) ламинарным слоем, который затапливает шероховатости внутренней поверх­ности трубы, ввиду чего коэффициент λ не зависит от k/d и за­висит только от Re. Здесь трубы работают как «гидравлически гладкие». Для этой зоны, по Блазиусу,

4. Зона, в которой λ= f (Re; ). Пределы зоны определяются соотношением 10 d / k < Rе < (500 d/k). Переходная зона к «гидравлически шероховатым» трубам. Пристенный ламинар­ный слой равен (или меньше) высоте выступов шероховатости.

5. Зона больших чисел Rе > (500 d/k) и, следовательно, интен­сивной турбулентности. Трубы «гидравлически шероховатые». Коэффициент λ не зависит от Rе и является функцией только k/d.

Как показали более поздние исследования, результаты экспериментов Никурадзе для «гидравлически шероховатых» труб нельзя перенести на трубы с естественной шероховато­стью. Оказалось, что в четвертой и пятой зонах общий характер зависимости сохраняется, но вид кривых на графике для раз­личных типов шероховатостей получается различным, т.е. на λ влияет не только величина k/d но и характер шероховатости стенок труб. Для реальных технических труб с естественной шероховатостью для определения λ в четвертой зоне может быть рекомендована формула Альтшуля

, а для пятой зоны - формула Шифринсона

Здесь k -эквивалентная абсолютная шероховатость, т.е. такая равномерная зернистая шероховатость Никурадзе, которая при расчетах дает такой же коэффициент λ., как и естественная ше­роховатость.

Отметим, что при малых Rе (<10 d/k) формула (7) пере­ходит в формулу (6) для гидравлически гладких труб, а при больших Rе (>500 d/k) обращается в формулу (8) для вполне «гидравлически шероховатых» труб.

3. Особенности расчета и построения характеристик разветвленного трубопровода

Разветвленное соединение - это совокупность нескольких простых трубопроводов, имеющих одно общее сечение - место разветвления (или смыкания) труб.

Рассмотрим основной трубопровод, который в точке М разделяется на несколько трубопроводов, имеющих различные размеры, местные сопротивления, уровни и давления в концевых точках. Найдем связь между давлением в точке М и расходами в ответвлениях, считая направления течения в них заданными.

Так же как и для параллельных трубопроводов,

Записав уравнения Бернулли для сечения, в котором находится точка М и конечных сечений всех ответвлений, получим, пренебрегая для простоты динамическими напорами,

Таким образом, получаем систему четырех уравнений с четырьмя неизвестными: Q ₁, Q ₂, Q ₃ и H _м.

Построение кривой потребного напора для разветвленного трубопровода выполняют сложением кривых потребных напоров для ветвей по правилу сло жения характеристик параллельных трубопроводов - сложением абсцисс (Q) при одинаковых ординатах (H _м). Из графика (рис. 5.2.3, б) видно, что условием подачи жидкости во все ветви является превышение напора в точке разветвления над наибольшим статическим напором в ответвлениях.

4. Объёмно-роторные насосы и компрессоры шестеренчатого и пластинчатого принципа действия, конструкции и характеристики

В объемных насосах передача механической энергии жидкости осуществляется изменением объемов их рабочих ка­мер. Объемные насосы делятся на классы: 1) поршневые - с воз­вратно-поступательным движением вытеснителя (поршня или плунжера) и клапанным распределением жидкости; 2) роторные - с вращательным движением вытеснителей или замыкателей (например, поршней плунжеров, зубьев шестерен, лопаток или пластин) и с бесклапанным распределением жидкости.

В отличие от лопастных насосов, в объемных насосах жидкости сообщается потенциальная энергия давления при практически неизменной кинетической энергии жидкости. В этих насосах подача и напор независимы друг от друга, насосы характеризуются неравномерностью подачи и пульсацией дав­ления.

Классификация роторных насосов. Общие свойства и область применения. Устройство и особенности роторных насо­сов различных типов: а) шестеренных; б) винтовых; в) пластин­чатых (шиберных); г) роторно-поршневых. Определение рабо­чих объемов. Подача и ее равномерность. Характеристики насо­сов. Регулирование подачи. Крутящий момент на валу гидромо­тора. Высоко моментные гидромоторы.

Роторными называются объемные насосы вращательно­го движения, содержащие статор, ротор и замыкатели, герме­тично соприкасающиеся со статором и ротором и разделяющие приемную камеру от нагнетательной. По конструкции роторные насосы разделяют на роторно-поршневые (радиальные и акси­альные), пластинчатые (шиберные, шестеренные, винтовые). Эти насосы широко используются в объемных гидравлических приводах. Роторные насосы обратимы, т.е. могут работать в ка­честве насосов и гидромоторов, имеют бесклапанное распреде­ление жидкости и потому выполняются быстроходными, имеют меньшую неравномерность подачи, чем поршневые насосы, мо­гут быть выполнены с регулированием и реверсированием по­дачи (роторно-поршневые насосы и шиберные простого дейст­вия).

Роторные насосы, так же как и поршневые, не могут ра­ботать с закрытой задвижкой и как правило, снабжаются пре­дохранительным клапаном, разгружающим насос в случае пере­грузки. Студенту необходимо разобраться в принципе действия и устройстве перечисленных типов роторных насосов. Следует знать область их применения, принцип действия, кинематиче­скую схему, уметь объяснять конструктивную схему, знать формулы для определения подачи насоса и рабочего объема и способы регулирования подачи, характеристики.

Обращенные роторные насосы являются гидромоторами вращательного действия. Так же как и насосы, они могуг быть регулируемыми и нерегулируемыми, реверсивными и неревер­сивными.

При изучении роторных гидромоторов следует усвоить принцип действия и устройство, расчетные формулы для опре­деления крутящего момента, мощности, частоты вращения. Следует обратить внимание на способы изменения (регулирова­ния) этих параметров в случае нерегулируемых и регулируемых гидромоторов.

Дата добавления: 2015-05-23