Рассмотрим гидравлические потери

Лекция № 14

Баланс энергии гидродинамических передач

Передача энергии с ведущего вала на ведомый сопровождается в гидропередаче потерями энергии на преодоление разных сопротивлений все потери можно разделить на 3 основных вида:

1.Гидравлические потери:

а) потери на трение жидкости в каналах колес;

б) потери зависящие от угла атаки;

в) потери на внезапное сужение или расширение каналов;

г)диффузорные потери связанные с вихреобразованием при отрыве потока от стенок резко расширяющегося канала.

(гидравлические потери учитываются гидравлическим КПД (η_r)_.

2. Объемные потери, связанные с внутренними утечками жидкости.

Они учитываются объемным КПД (η₀)_.

3. Механические потери:

а)на трение подшипников;

б) на трение в уплотнениях;

в) потери на трение поверхности о жидкость (дисковое трение).

Они учитываются механическим КПД (η_мех)_.

Полный КПД равен η₌η_rη_oη_{мex .}

Для гидромуфт η=0,95-0,98.

Для гидротрансформаторов η=0,9.

Насос: Действительный напор насоса Н_н меньше Н_ТН теоретического напора насоса на величину потерь насоса Н_н=Н_ТН - h_пот.н, где h_пот.н – потери давления в насосном колесе.

Турбина: Известно Н_ТТ (Н_Т>Н_ТТ).

Н_Т=Н_ТТ+h_{пот.т ,} где h_пот.т - потери давления в турбинном колесе.

Из схемы гидротрансформатора можно записать что напор создаваемый на напорном колесе Н_Н=Н_Т+h_пот.р+h’_пот,

где h’_{пот .} – потери давления в зазорах между рабочими колесами;

h_пот.р – потери давления в реакторе.

Тогда Н_ТН - h_пот.н = Н_ТТ + h_пот.T + h_пот.Р + h’_{пот .} , откуда

Н_ТН=Н_ТТ+∑h_пот.

η_г =Н_ТТ/Н_ТН=Н_ТН-∑ h_пот / Н_ТН=1-∑ h_пот / Н_ТН.

Законы подобия гидродинамических передач

Подобные лопастные машины:

Q/Q’=(n/n’) · (d₂/d₂’)³;

H/H’=(n/n’)² · (d₂/d₂’)²;

N/N’=(n/n’)³ · (d₂/d₂’)⁵.

Гидродинамические передачи называются подобными, если выполняется 3 условия подобия:

1.Геометрическое подобие, то есть пропорциональность всех линейных размеров.

2.Кинематическое подобие, то есть пропорциональность и одинаковое направление скоростей в сходственных точках.

3.Динамическое подобие (число Рейнольдса должно быть везде постоянным)

Рассмотрим 2 подобные гидродинамические передачи

М – модель,

Н – натура:

Q_М/Q_Н=(w_M/w_H) · (d_M/d_H)³;

H_М/H_Н=(w_M/w_H)² · (d_M/d_H)³;

M=ρQ(C_u2*r₂ - C_u1*r₁), отсюда М ~ ρQC_ur.

М_М/М_Н=ρ_мQ_мC_uмr_м / ρ_нQ_нC_uнr_н;

С_uм/С_uн=U_m/U_н=w_Mr_м / w_Hr_н;

r_м/r_н =d_M/d_H;

М_М/М_Н = (ρ_мw_Md_M³w_Md_Md_M) / (ρ_нw_нd_н³w_нd_нd_н).

Обозначим:

λ_МГ = М_М / ρ_мw_M²d_M⁵ = М_Н / ρ_нw_н²d_н⁵ – коэффициент гидравлического момента гидродинамической передачи,

но

N = wM,

следовательно

N_М/N_Н=ρ_мw_M³d_M⁵/ρ_нw_н³d_н⁵.

Введем понятие коэффициента гидравлической мощности

λ_N=N/ρw³d⁵.

Гидродинамические муфты

Общая схема гидромуфт

Гидродинамическими муфтами называют передачи, обеспечивающие гибкое соединение и передачу мощности с ведущего вала на ведомый без изменения крутящего момента

М₁ + М₂ = 0.

В общем случае гидромуфта состоит из насосного колеса, турбинного колеса и вращающегося корпуса, который может быть связан с насосным или турбинным колесом.

Проточной частью гидромуфты называют ту часть муфты, где протекает рабочая жидкость.

По этому признаку все гидромуфты делятся на 2 типа:

1. Муфты без внутреннего тора.

2. Муфты с внутренним тором.

Схема гидромуфты без внутреннего тора

	Вращающийся кожух

Внешний тор

Схема гидромуфты с внутренним тором

Внутренний тор

Наружный тор

Характеристики гидромуфт

Основные параметры:

1. Кинематические параметры:

- n₁, n₂ - частоты вращения ведущего и ведомого валов;

- i = n₂/n₁ – передаточное отношение гидромуфты;

- S = (n₁ - n₂) / n₁ = 1 – i - относительное скольжение гидромуфты

2. Силовые параметры^

- M₁ , M₂ - моменты на ведущем и ведомом валах;

- K = M₂/M₁ – коэффициент трансформации;

- N₁, N₂ – мощность на ведущем и ведомом валах.

3.Экономические параметры:

η = N₂/N₁ = n₂M₂ / n₁M₁ = i k = i.

Внешняя характеристика гидромуфты – это зависимость КПД, мощности и моментов от частоты вращения ведомого вала или передаточного отношения при постоянной частоте вращения ведущего вала, т.е.

η =f(n₂;i)

N=f(n₂;i)

M=f”(n₂;i).

При n_2ном η=1 (I=n₂/n₁).

Режимы работы гидромуфт

Дата добавления: 2015-06-04