4. Розрахунок та вибір трубопроводів

Внутрішній діаметр труби, мм: , де

–подача насоса, л/хв;

–швидкість потоку рідини, м/с. Обираємо за умови номінального тиску в гідросистемі 16 МПа. = 3,5 м/с

Швидкість потоку робочої рідини вибирають залежно від призначення трубопроводу, тиску в гідросистемі та умов її експлуатації.

Рекомендуються такі значення швидкості потоку рідини:

- для всмоктуючого – 0,85…1,2 м/с;

- для зливного – 1,4…2,0 м/с;

- для напірного – залежно від номінального тиску в гідросистемі:

Площина поперечного перерізу труби, см2:

Товщину стінки трубопроводу визначають з умови стійкості, мм:

P_н– номінальний тиск, МПа; = 140 МН/м2 – допустиме напруження розтягнення для сталі 20.

Після розрахунку діаметрів та товщини стінок трубопроводів у всмоктуючих, напірних та зливних гідролініях їх розміри уточнюють згідно зі стандартами.

Таблиця 8. Розміри сталевих безшовних труб.

Умовний прохід, мм		dЗ, мм	S, мм	dВ, мм
25	ГОСТ 8734-75	42	7	28
13	ГОСТ 8734-75	25	5	15
20	ГОСТ 8734-75	34	6	22

4. Визначення втрат тиску в гідросистемі

Розрахунок втрат тиску в гідросистемі необхідний для визначення ККД гідроприводу, вибору геометричних розмірів, для встановлення працездатності гідроприводу за низьких температур. Гідросистема вважається оптимально спроектованою, якщо втрати тиску не перевищують 6%-10% номінального тиску насосів.

Ламінарному режиму течії рідини в трубопроводах круглого поперечного перетину відповідають числа Рейнольдса Re ≤ 2200…2300, турбулентному режиму Re ≥ 2200…2300.

Число Рейнольдса визначається за наступною формулою: ,де– швидкість потоку рідини, м/с;– діаметр трубопроводу, м; – кінематична в’язкість робочої рідини, м²/с.

Гідравлічний коефіцієнт тертя рідини при турбулентному режимі–

; ;

Шляхові втрати тиску рідини для кожної гідролінії, кПа:

_{, де}

–гідравлічний коефіцієнт тертя; і– довжина і внутрішній діаметр відповідного трубопроводу, м;– густина рідини, кг/м³; – швидкість потоку рідини, м/с.

Місцеві втрати тиску для кожної з гідроліній, кПа:

–коефіцієнт місцевого опору і-го гідроелемента, встановленого в гідролінії (трубопроводі).

Втрати у всмоктуючій лінії:

Втрати у напірних лініях:

Втрати у зливній лінії:

–шляхові та місцеві витрати тиску в різних ділянках гідросистеми, кПа; – сума витрат тиску в гідроагрегатах даної гідролінії (розподільник, фільтр, дросель зі зворотним клапаном та інше, кПа).

Загальні втрати тиску по гідравлічній схемі можуть бути визначені як сума втрат в гідролініях даної гідросистеми в кПа:

–сумарні втрати тиску на всмоктуючих ділянках трубопроводів; – сумарні втрати тиску на напірних ділянках трубопроводів;

–сумарні втрати тиску на зливних ділянках трубопроводів.

4. Загальний ккд гідросистеми

Для оптимально розробленої гідросистеми повний (загальний) ККД визначається в межах = 0,6…0,7 як добуток гідравлічного, механічного та обємного ККД

3. Гідравлічний ККД розраховують, враховуючи загальні витрати тиску в гідроприводі:

де – номінальний тиск у гідросистемі, МПа;Р – загальні втрати тиску, МПа.

3. Механічний ККД знаходять як добуток механічних ККД всього послідовно з’єднаного гідрообладнання, в якому відбуваються витрати енергії та тертя:

,

де = 0,84…0,98 – механічний ККД насоса (див. дод. 2);= 0,9…0,95 – механічний ККД розподільника;– механічний ККД гідродвигуна – для гідромоторів= 0,85…0,94 (див. дод. 3) і для гідроциліндрів= 0,92…0,98.

3. Обємний ККД гідроприводу

де = 0,84…0,98 – обємний ККД насоса (додаток 2); = 0,92…0,96 – обємний ККД розподільника; – обємний ККД гідродвигуна, що дорівнює 0,84…0,98 для гідромоторів (див. дод. 3), та приймається за одиницю для гідроциліндрів (= 1) у роботі.