3.4 Определение параметров трубопроводов гидролиний

Внутренние диаметры трубопроводов d_вн определяются на основе уравнения:

. Откуда

Здесь: Q - расход жидкости в трубопроводе, принимается равным потребному расходу ;

- площадь поперечного сечения трубопровода;

- допустимая средняя скорость движения рабочей жидкости в трубопроводе.

При выборе скорости течения в трубопроводе руководствуются тем, что её повышение приводит к увеличению потерь давления, а снижение- к увеличению массы трубопроводов и гидроагрегатов. Ориентировочные значения допустимых скоростей принимаем по таблице 1.

Толщина стенок трубы δ определяется из условия обеспечения прочности на разрыв:

Где: σ_р- предел выносливости трубы на разрыв; для стальных труб σ_р=400 Мпа;

P- давление рабочей жидкости, в первом приближении принимается P=ΔP_гд;

К₃- коэффициент запасов прочности, обычно принимают К₃=3

Жесткие трубопроводы гидролиний обычно изготавливаются из стальных бесшовных холоднотянутых труб по ГОСТ 8734-75. Окончательный набор трубопроводов производится с учётом стандартных значений толщины стенок и наружного диаметра труб. Расчет производится в табличной форме.

Таблица 1

Определение диаметров трубопроводов

наименование гидролиний	, м/с	вычисленные					принятые
		dвн, мм	δ, мм		, мм		dн, мм	dвн, мм
всасывающая	1,5	35,8	0,5		0,5		38	36
напорная	6	17,9	0,74		0,8		20	18
управления	5	19,6	0,81		1,0		22	20
сливная	2	31,1	0,12			0,5	34	32

3.5 Определение потерь в гидролиниях

Потери давления в гидролиниях складываются из потерь на трение по длине трубопроводов и потерь в местных гидравлических сопротивлениях.

Суммарные потери давления в каждой гидролинии могут быть определены методом приведённых длин по формуле Дарси:

Где: – соответственно скорость и расход жидкости в гидролинии, ;

– удельный вес и плотность рабочей жидкости, ;

– коэффициент гидравлического трения;

– действительная длина трубопровода;

– эквивалентная длина прямой трубы диаметром , сопротивление которой равно данному местному сопротивлению; связь между и коэффициентом местного сопротивления определяется следующим соотношением:

– приведенная длина трубопровода

Приближенные значения коэффициентов местных сопротивлений и эквивалентных длин для наиболее характерных местных сопротивлений гидроприводов приведены в приложении 6.

Коэффициент гидравлического трения определяется в зависимости от величины числа Рейнольдса

Где – кинематический коэффициент вязкости рабочей жидкости при заданном значении температуры, определяется по графику (см. приложение 4)

Известно, что при ламинарном режиме движения (Re<2300) в условиях изотермического течения жидкости коэффициент гидравлического трения

Поскольку при работе гидропривода температура жидкости в системе, как правило, выше температуры окружающей среды, то с учетом охлаждения внешних слоев жидкости, соприкасающихся со стенками трубы, а также возможных деформаций труб (сужения, помятостей и пр.), при расчетах гидроприводов принимают при ламинарном режиме

Трубы, применяемые в гидроприводах, можно считать гидравлически гладкими во всем диапазоне чисел Re, возможных в гидросистеме. Поэтому при турбулентном режиме движения коэффициент гидравлического трения следует определить по формуле Блазиуса:

Гидравлический расчет производится в табличной форме (таблицы 2, 3)

Таблица 2

Название гидролинии			Виды местных сопротивлений
Всасывающая	0.4	0.036	Вход во всасывающую трубу снабженный приемной сеткой	35	39	1,404	1.804
			Присоединения труб к гидроагрегатам с помощью арматуры (х2)	4
Напорная	3,0	0.018	Присоединения труб к гидроагрегатам с помощью арматуры (х8)	16	102.5	1.845	4,845
			Прямоугольный тройник	1.5
			Фильтр	50
			Дроссель	35
Управления 1	6,0	0.020	Распределитель	45	64	1,28	7,28
			Присоединения труб к гидроагрегатам с помощью арматуры (х2)	4
			Выход в гидроцилиндр	15
Управления 2	6,0	0.020	Вход в трубу	4	57	1,14	7,14
			Присоединения труб к гидроагрегатам с помощью арматуры (х2)	4
			Плавное колено под углом 90 градусов(х2)	4
			Распределитель	45
Сливная	4,0	0.032	Присоединения труб к гидроагрегатам с помощью арматуры (х6)	12	41,83	1,34	5,34
			Плавное колено под углом 90 градусов(х5)	10
			Регулятор потока	3,22
			Охладитель и нагреватель	1.61
			Выход из трубы в резервуар	15

Таблица 3 Расчет потерь давления в гидролиниях

Наименование величины	Обозначение и формула	Гидролинии
		Всасывающая	Напорная	Управления 1	Управления 2	Сливная
Приведенная длина трубопровода		1,804	4,845	7,28	7,14	5,34
Внутренний диаметр трубопровода		0.036	0.018	0.020	0.020	0.032
Число Рейнольдса		382,924	765,848	689,263	689,263	430,789
Коэффициент гидравлического трения		0,19586	0,09793	0,10881	0,10881	0,17409
Потери давления		0,00968	0,416073	0,41017	0,40229	0,05103
Суммарные потери	,МПа	1,289243