Расчет потерь давления в гидросистеме. Энергетические показатели

а) Потери давления в трубопроводах.

Режимы движения жидкостей в трубопроводах определяем по числу Рейнольдса (Re):

Re = cd/ν

В летнее время

Re_(л) = 4 · 0,0011/π · 116,5 · 10^-6 · 0,022² = 544;

движение ламинарное. Тогда коэффициент гидравлического сопротивления будет равен

λ_л = 75 / Re_(л) = 75 / 544 = 0,138.

В зимнее время

Re_(з) = 4 · 0,0011/π · 550 · 10^-6 · 0,022² = 116;

λ_з = 75 / Re_(з) = 75 / 116 = 0,647.

Потери давления на прямолинейных участках нагнетательных и сливных трубопроводов находим по формуле

При l_н=l_сл = 3м дня летних условий потери давления составят:

Суммарные потери в трубопроводах (летом)

Зимой эти величины по формуле (97) составят:

= 314300 Па; = 166122 Па;

Потери давления в гидроаппаратах (золотник, фильтр)

Суммарные потери давления в гидросистеме

В летнее время

В зимнее время

Для дальнейших расчетов принимаем , что соответствуют наиболее тяжелым условиям работы гидропривода в зимних условиях.

б) Энергетические показатели гидропривода. Выходная мощность моментного гидроцилиндра, равная мощности на его валу,

N_вых = М · ω = 50 000 · 0,209 = 10 450 Вт,

где М - момент на валу (М = 50000 Н·м); ω - угловая скорость вала (ω=0,209 1/с).

Входная мощность моментного гидроцилиндра

N_вх = N_вых / η_м = 10450 / 0,9 = 11 611 Вт,

где η_м - механический КПД гидроцилиндра; принято η_м = 0,9.

Необходимое давление рабочей жидкости на входе в гидроцилиндр р_вх= N_вх/Q= 11611 / 0,001117 = 10,395 · 10⁶Па (10,395 МПа)

где Q - средняя подача насоса, равная 67 л/мин (0,001117 м³/с).

Необходимое давление на выходе насоса (в зимний период)

,

где р_вх - давление на входе в гидроцилиндр, Па; - сумма потерь давления в золотнике и фильтре, Па,

р_н= 10,395 + 0,787 = 11,182 МПа.

Мощность приводного двигателя насоса, необходимая в начальный момент поворота штыря в монолите анода.

N_д = p_н · Q/η_о = 11,182 · 10⁶· 0,0011/(0,94·100) = 13 кВт.

Поскольку график изменения необходимого крутящего момента в зависимости от угла поворота штанги будет представлять падающую кривую, то средняя мощность привода поворота штанги не будет превышать 50% мощности в начальный момент. Поэтому выбранный электродвигатель мощностью 11 кВт обеспечит необходимые показатели гидропривода.