Совершенствование очистителей рабочих жидкостей насосов с использованием гидроэлектрических технологий (стр. 22 )

Определим необходимую скорость поперечного потока

,

где F – площадь перфорированной перегородки;

k – коэффициент живого сечения.

Если обозначить размер квадратной ячейки в свету через с, а перегородки между ячейками через m, то очевидно, что

.

(3.1)

Из [102] известно, что предельное значение с определяется, как

.

(3.2)

Отсюда

(3.3)

.

(3.4)

Но

,

где l – длина перфорированной перегородки.

;

Отсюда

.

(3.5)

Поскольку, как правило, Q>>Q1

.

Из полученного выражения возможно определить любое из варьируемых величин: D, l и характеристику перегородки.

Рассмотрим пример:

Насос производительностью Q=180 м3/ч; на очистку поступает 5% производительности; тонкость очистки – 200 мкм. Диаметр D=100 мм. Принимаем в качестве перегородки сетку с размерами ячейки в свету (0,5×0,5)мм2 и толщиною проволоки 0,3 мм.

Находим минимальную длину вставки

.

Таким образом, для обеспечения требуемой степени очистки необходима длина вставки всего лишь около 250 мм.

Для более тонкой очистки, например, d = 100 мкм, возьмем, например, сетку с ячейками (0,3×0,3) мм2 и той же толщиной проволоки m = 0,3 мм. При прочих равных условиях здесь lmin= 120 мм. Таким образом, перед насосостроителями возникает возможность значительного повышения долговечности гидромашин.

Особо следует подчеркнуть, что степень очистки не зависит от крупности частиц и их концентрации в перекачиваемой жидкости, и задержка этих частиц на сетке невозможна.

Определим, какой перепад давлений необходим, чтобы на вставке обеспечить отделения нужного количества жидкости в отводной трубопровод.

Расчет ведем по рекомендациям работы [114]

,

(3.6)

,

,

где ρ – плотность жидкости;

μ – коэффициент расхода;

ω = F∙k – площадь сечения в свету.

,	(3.7)
,	(3.8)

Поскольку давление жидкости в месте установки вставки равно давлению развиваемому насосом под нагрузкой, то, как правило, величина , полученная по (3.6), значительно ниже, чем давление насоса, в систему необходимо поместить дополнительное (желательно регулируемое) сопротивление. В противном случае на вспомогательные нужды пойдет больше жидкости, чем предполагалось. Впрочем, сами щелевые уплотнения, по нашему мнению, автоматически станут такими сопротивлениями.

Продолжим пример расчета:

В первом случае: ρ = 1000 кг/м3; μ = 0,82 – для квадратной ячейки:

.

Во втором примере (при тонкости очистки - 100мкм, ячейке, в свету (0,3×0,3) мм2 и длине вставки 200 мм)

.

Снижение перепада давления легко производится увеличеснием длины вставки.

3.4. Внедрение результатов разработки

Излагаемые в данном разделе результаты исследования внедрены на Сумском заводе «Насосэнергомаш» (Приложение ), в учебном процессе ДонГТУ (Приложение ), а также используется при проведении научных исследований в Сумском государственном университете.

3.5. Выводы

1. Обоснована целесообразность и необходимость переноса найденных научно-технических решений средств и способов очистки рабочих жидкостей полученных для объемных гидромашин на гидравлические системы, имеющие в своем составе гидродинамические машины с учетом особенностей их рабочих процессов и конструктивных испытаний.

2. Разработаны принципы расчета и конструирования очистителей перекачиваемой среды динамическими насосами, применение которых не оказали существенного влияния на рабочие характеристики защищаемого от изнашивания динамического насоса, в частности, на его всасывающую способность.

3. Получены конструкторские решения и разработана инженерная методика расчета очистителей, встроенных в системы охлаждающей и запирающей жидкостей динамических насосов.

4. Рассмотрена теория и практика проектирования узлов щелевых уплотнений динамических насосов, обеспечивающие дополнительную защиту этих уплотнений от абразивного изнашивания путем использования гидродинамического эффекта разделения фаз рабочей жидкости.

ВЫВОДЫ

Диссертационная работа посвящена решению актуальной задачи – совершенствованию очистителей рабочих жидкостей насосов с использованием гидроэлектрических технологий.

1.  Разработан, теоретически и экспериментально обоснован, принципиально новый класс гидродинамических очистителей рабочих жидкостей гидравлических систем, в котором рабочий процесс базируется на комбинированном применении гидроэлектрических технологий, в частности путем использования в качестве источника движения частиц в одном из направлений пондемоторных сил.

2.  Созданы экспериментальные и промышленные образцы электромагнитных очистителей нового принципа действия (со сложной конфигурацией магнитного поля и с бегущей волной), причем проведенные стендовые и промышленные испытания подтвердили технические параметры, полученные аналитическим путем, в частности, значительно более высокую тонкость очистки (до 10 мкм), снижение эксплуатационных затрат по расходу энергии (в 2 раза) и повышение экономической эффективности в промышленных условиях (снижение потребления смазочных материалов на 30%).

3.  Доказана целесообразность и возможность использования очистителей рабочих жидкостей, разработанных для объемных гидромашин, применительно к гидродинамическим машинам, в том числе:

- предложена принципиальна новая конструкция для очистки перекачиваемой среды динамическими насосами без ухудшения всасывающей способности последних.

4. Впервые разработаны конструкции и созданы инженерные методики расчета очистителей для систем охлаждающих и смазывающих рабочих жидкостей динамических насосов.

5. Расширена теория и практика проектирования узлов щелевых уплотнений динамических насосов, обеспечивающих дополнительную защиту этих уплотнений от абразивного изнашивания путем использования гидродинамического эффекта разделения фаз рабочей жидкости.

ПРИЛОЖЕНИЯ

1
2
3
4

5
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВAННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1.  Conference DIL Contamination in fluid power system Bath. 1976. London – New York, 1977. – р. 144.

2.  N. Bojko Filtr for water cleaning with running magnetic field. / . N. Bojko, M. Yamkowaja // Motorization and power industry in agriculture. Tom 10A, Lublin, 2008. s.31-36.

3.  N. Boyko. Опыт диагностики рабочих гидравлических жидкостей. / N. Boyko, Z. Фіnkelshtain. // Technika diagnоstika strojй а vyrobnich zarizeni “Diado - 2003”. Sbornik anotaci. Ostrawa, 2003, s. 10.

4.  Z.Фinkelshtein Опыт диагностики рабочих гидравлических жидкостей./ Z. Фinkelshtein, N. Boyko.// – Technicra diagnostika strojй a vyrobnicka univerzita Ostrava. Asociace technickych diagnostaru Ceska republiky. – Dolu Paskjb, 2003.

5.  Алексенко эффект дисков рабочего колеса центробежного насоса. / , , // НТУУ «КПИ» Технология и техника издательства / Сб. наук-пр. Вып. 2-3(4-5), Киев, 2004, с.88-93.

6.  Аль-Хавалдех Абдалла Сулейман. Исследование и разработка гидродинамических очистителей моторных масел. Автореферат дис. канд. техн. наук: 05.05.17 17 «Гідравлічні машини та гідропневмоагрегати» / Сумы, 2001, 20с.

7.  Аюкаев и применение фильтрующих материалов для очистки воды. / , – Л.: Стройиздат. Ленингр. отд. – 1985. – 120 с.

8.  Байбаков вспомогательных трактов лопастных машин. / , //– М.: Машиностроение, 1982. – 112с.

9.  Барышев надежности и долговечности гидросистем тракторов и дорожно-строительных машин в эксплуатации. / – Челябинск.: Южно-Уральское книжн. Из-во, 1973. – 110 с.