Расчет гидродинамической системы
Расход и потеря давления в гидравлической системе. Расходная характеристика нагнетательного элемента. Размеры элементов системы, перепада давлений на элементе. Динамическая и кинематическая вязкость воздуха. Коэффициенты гидравлического сопротивления.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | практическая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 31.08.2010 |
Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1
Расчет гидродинамической системы
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Определить расход и потерю давления в гидравлической системе. По трубам (гидравлически гладким) движется жидкость при давлении 0,4 МПа и температуре 300 К. Размеры элементов системы приведены в табл.1. Расходная характеристика нагнетательного элемента, является зависимостью величины расхода от перепада давлений на элементе и задана зависимостью .
Рис.1. Схема гидравлической системы.
Таблица.1. Размеры элементов системы
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
L, м |
1,0 |
1,5 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
1,0 |
1,5 |
1,5 |
0,8 |
1,0 |
1,8 |
0,7 |
|
d, м |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,016 |
0,016 |
0,025 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,025 |
0,02 |
0,015 |
|
R, м |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,7 |
- |
- |
2 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РасчетА гидродинамической системы
Необходимо определить расход в гидравлической системе, при известном перепаде давления Р. Для решения применяется графоаналитический метод. При решении задачи, изменяем величину расхода, определяя соответствующие величины перепада давления, и строим график зависимости ДР=f(G). Используя величину перепада давления, находим, используя график, соответствующий расход G.
2.1 Считая, что давление в системе практически не изменяется, из уравнения состояния идеального газа определим плотность жидкости:
2.2 Используя формулу Сазерленда, определим динамическую и кинематическую вязкость воздуха:
; .
2.3 Зададим расход в системе G. И предположим, что в трубопроводе в параллельной и боковой ветви расходы соответственно равны и , где k-коэффициент разделения потока.
2.4 Выразим коэффициенты гидравлического сопротивления для всех элементов в параллельных участках. Для участка параллельной ветви это гидравлические сопротивления трения труб 7, 8 а также местные гидравлические сопротивления прямых проходов приточного тройника и вытяжного тройника и повороты потока. Коэффициенты гидравлического сопротивления трения выражаются через величину расхода в канале (k*G или (1-k)*G), а также гидравлический диаметр канала. Определяем суммарные потери давления для каждой ветви по формуле Дарси-Вейсбаха. Так как все геометрические размеры системы известны, то величина потерь давления является функцией заданной величины расхода и неизвестного коэффициента разделения потока k. Найдем корень уравнения, обеспечивающий равенство потерь давлений в параллельных каналах, определим коэффициент разделения потока.
2.5 Определим коэффициенты гидравлических потерь и сами потери для неразветвленной части системы: потери на трение в трубах, а также местные потери при повороте потока. Определим суммарные потери давления в гидравлической системе.
2.6 Изменяя величину расхода, произведем расчеты. Результаты расчетов сведём в таблицу.
2.7 По результатам расчетов построим графики ДP(G), ДP(Gv) рис.2.
2.8 Определяем точку пересечения, которая и будет определять искомые результаты.
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ
Таблица 2. Падение давления на различных элементах системы
G, м^3/с |
ДP1, Па |
ДP2, Па |
ДP3, Па |
ДP4, Па |
ДP5, Па |
ДP6, Па |
ДP9, Па |
ДP10, Па |
ДP11, Па |
|
0.0004 |
6.6 |
9.9 |
3.3 |
19.2 |
38.4 |
2.3 |
5.3 |
2.3 |
11.9 |
|
0.0008 |
22.3 |
33.5 |
11.1 |
64.5 |
129.1 |
7.7 |
17.9 |
6.4 |
40. |
|
0.0012 |
45.4 |
68.2 |
22.7 |
131.3 |
262.6 |
15.7 |
36.4 |
11.9 |
81.9 |
|
0.0016 |
75.2 |
112.9 |
37.6 |
217.2 |
434.5 |
26 |
60.2 |
18.7 |
135.5 |
|
0.002 |
111.2 |
166.8 |
55.6 |
321 |
642 |
38.5 |
88.9 |
26.4 |
202 |
|
0.0024 |
153 |
229 |
76 |
441 |
883 |
53 |
122 |
35 |
275 |
G, м^3/с |
ДPb, Па |
ДP21, Па |
ДP45, Па |
k |
|
0.0004 |
9.2 |
10.7 |
26.3 |
0,633 |
|
0.0008 |
33.2 |
43.1 |
105.3 |
0.656 |
|
0.0012 |
68.1 |
97.1 |
237 |
0.657 |
|
0.0016 |
113.4 |
172.6 |
421.4 |
0.658 |
|
0.002 |
168.3 |
269.7 |
658.5 |
0.659 |
|
0.0024 |
232 |
948 |
388 |
0.659 |
Рис.2. График зависимостей потерь давления в системе и перепада давления на нагнетательном элементе от величины расхода.
В системе установится расход 0.002 m^3/c, и падение давления 3812 Па.
По результатам расчета параметров гидравлической системы расчитаем площади поперечных сечений для всех участков, местное сопротивление, коэффициенты. сопротивления трения для гладких труб.
Исходные данными при этом являются:
Давление
Температура
Газовая постоянная
Вязкость при T=273 K
Константа Сазерленда
Придерживаясь вышеуказанной последовательности, находим площади поперечных сечений для всех участков:
Найдём плотность потока ?? вязкость при Т=300К ?,
Вязкость при Т=300
Зададим расход:
Скорости в n-тых участках
число Рейнольдса в n-тых участках
Найдём коэффициенты. сопротивления трения для гладких труб:
Проверим условие (Ro/d)>3.При выполнении условия, сопротивление изогнутого участка найдём по формуле:
Находим местные сопротивления для:
1. Приточный тройник
Выразим расход в боковой и прямой ветвях.
Местное сопротивление бокового ответвления приточного тройника :
Местное сопротивление бокового ответвления приточного тройника формула, где к - коэффициент разделения потока.
Местное сопротивление прямого протока приточного тройника:
Определим коэффициент ?
Местное сопротивление прямого протока приточного тройника определяем по формуле:
2. Вытяжной тройник
Местное сопротивление бокового ответвления вытяжного тройника:
Определим коэффициент А
Местное сопротивление бокового ответвления вытяжного тройника формула:
Местное сопротивление прямого протока вытяжного тройника :
Определим коэффициент K':
Местное сопротивление прямого протока вытяжного тройника:
3. Местные сопротивления колен:
4. Местные сопротивления на резких расширениях и сужениях канала:
1
Найдём падение давления в параллельных участках :
Скорость в прямой ветви в n-тых участках
Рейнольдс в прямой ветви в n-тых участках
Скорость в боковой ветви в n-тых участках:
Рейнольс в боковой ветви в n-тых участках
Падение давления в прямой ветви
Падение давления в боковой ветви
Из условия = найдем к - коэффициент разделения:
коэффициент разделения при данном расходе
Падение давления в параллельных участках
Падение давления на всей системе.
местные потери давления
Определение равновесного состояния падения давления и расхода.
Вектор X - значения расхода, при которых были вычислены Y n-тые (падение давления)
Создадим интерполяционную функцию ?P(G) по точкам Y
Найдем расход при котором установится равновесие.
Определим падение давления при данном расходе
Ответ : В системе установится расход 0.002 m^3/c, и падение давления 3812 Па.
Список литературы
1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 2005.- 512с.
2. Хоровиц П., Хилл У. Азбука схемотехники. -М.:Мир, 2001.-598с.
3. Тули М. Справочное пособие по цифровой электронике: Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1999.- 176с.
4. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM-PC.- М.: Солон, 2006.- 512с.
5. Костиков В.Г. Источники питания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для вузов.-2-е изд.--М.: Горячая линия - Телеком, 2008.- 344с.: ил.
Подобные документы
Метод переменного перепада давления измерения расхода газа. Описание датчика разности давлений Метран-100-ДД. Описание схемы электронного преобразователя, схема соединительных линий измерительного датчика. Возможные неисправности и способы их устранения.
курсовая работа [398,6 K], добавлен 02.02.2014Обзор принципа работы расходомеров переменного перепада давления, электромагнитных и переменного уровня. Измерение расхода и количества веществ с целью управления ими. Установление зависимости расхода вещества от перепада давления на сужающем устройстве.
реферат [49,3 K], добавлен 03.02.2013Широкое применение проволочных переменных резисторов в электронной аппаратуре и их основные достоинства. Резистор переменного сопротивления с круговым вращением подвижной системы. Расчет резистивного элемента, контактной пружины, частотных характеристик.
курсовая работа [56,0 K], добавлен 14.03.2010Характеристика технологического процесса нагрева проволоки в термотравильном агрегате ТТА №3. Расчетное обоснование выбора элементов автоматики разрабатываемой системы управления подачей воздуха в термотравильный агрегат. Определение затрат на проект.
дипломная работа [478,7 K], добавлен 19.05.2015Рассмотрение основ структурной схемы системы автоматизации. Выбор исполнительных и задающих элементов, микропроцессорного элемента управления. Расчет нагрузочных характеристик. Составление алгоритма управления и написание программного обеспечения.
курсовая работа [711,4 K], добавлен 06.10.2014Использование серийных микропроцессорных датчиков давления серии "МЕТРАН" вразработке математической модели датчика давления и реализации ее в системах измерения давления. Аналогово-цифровой преобразователь системы: параметры структурных составляющих.
курсовая работа [32,0 K], добавлен 27.02.2009Требования к разрабатываемой системе по слежению атмосферного давления. Применение 8-разрядного микроконтроллера ATmega128. Технические характеристики датчика давления BMP 180. Разработка принципиальной схемы микропроцессора, кодирование информации.
курсовая работа [661,2 K], добавлен 23.10.2015Расчет характеристик амплитудного базового модулятора на нелинейном элементе. Статическая вольтамперная характеристика прямой передачи транзистора и ее аппроксимация. Прием импульсных сигналов, условные вероятности пропуска и ложного обнаружения сигнала.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 12.01.2012Разработка переменного проволочного резистора с каркасом прямоугольного сечения для измерительной аппаратуры. Обзор аналогичных конструкций. Расчет резистивного элемента, температуры его перегрева элемента, частотных характеристик, контактной пружины.
курсовая работа [50,7 K], добавлен 29.08.2010Кинематическая, структурная схема привода. Расчет параметра передаточной функции двигателя. Выбор преобразующего устройства, операционного усилителя. Построение асимптотических частотных характеристик разомкнутой системы. Погрешности, вносимые редуктором.
курсовая работа [314,3 K], добавлен 21.01.2014