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 02.02.2014

  • Обзор 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 03.02.2013

  • Широкое 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 14.03.2010

  • Характеристика 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 19.05.2015

  • Рассмотрение 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 06.10.2014

  • Использование 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 27.02.2009

  • Требования 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 23.10.2015

  • Расчет 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 12.01.2012

  • Разработка 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 29.08.2010

  • Кинематическая, 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

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.