Жидкость (стр. 11 )

39. Назначение, устройство и принцип действия гидравлического распределителя (ГР) объемного гидропривода  Гидравлический распределитель (гидрораспределитель) — устройство, предназначенное для управления гидравлическими потоками в гидросистеме с помощью внешнего воздействия Гидрораспределитель управляет движением выходного звена гидродвигателя путём перенаправления потоков рабочей жидкости. На рисунке показана простейшая гидросхема. В показанном положении распределителя (Р) жидкость от насоса (Н) к гидроцилиндру (Ц) не поступает, и идёт на слив в гидробак (Б) через предохранительный клапан (КП). Если оператор перемещает ручку гидрораспределителя таким образом, что запорно-регулирующий элемент смещается в положение 1, то рабочая жидкость поступает в поршневую полость гидроцилиндра и поршень движется вправо, а жидкость из штоковой полости гидроцилиндра идёт на слив (направления движения рабочей жидкости через распределитель указаны стрелками). Если оператор возвращает ручку гидрораспределителя в исходное положение, то поршень гидроцилиндра останавливается, и рабочая жидкость опять идёт на слив в бак. Чтобы поршень гидроцилиндра начал движение влево, оператору необходимо переместить ручку распределителя таким образом, чтобы запорно-регулирующий элемент сместился в положение 2. Гидрораспределители разделяют по типу запорно-регулирующих элементов на золотниковые, крановые, клапанные, струйные и распределители типа «сопло-заслонка». Золотниковые распределители получили  наибольшее распространение в гидроприводе благодаря простоте их изготовления, компактности и высокой надёжности в работе. Они применяются при весьма высоких значениях давления (до 32 МПа) и значительно бомльших расходах, чем крановые распределители. Крановые распределители в гидроприводе нашли самое широкое применение. Конструктивно их запорный элемент выполнен в виде цилиндрической, конической, шаровой пробки или в виде плоского поворотного крана. Клапанные распределители. Главным недостатком наиболее распространённых золотниковых распределителей являются утечки, которые не позволяют удерживать гидродвигатель под нагрузкой в неподвижном состоянии, а также невозможность работы при высоких давлениях (свыше 32 МПа). В таких случаях для позиционного переключения предпочтительны клапанные распределители, имеющие увеличенные по сравнению с золотниками размеры и массу, но позволяющие герметически перекрывать гидролинии. Клапанные распределители применяются, в основном, в гидросистемах, в которых необходимо обеспечить хорошую герметичность. Для этого запорный элемент распределителя выполняют, как правило, в виде конического или шарового клапана.

40. Гидравлический расчет кольцевой водопроводной сети В основе гидравлического расчёта кольцевой водопроводной сети лежит два следующих закона движения воды. Первый закон устанавливает зависимость расходов приходящих к узлу и уходящих от него. Согласно этому закону алгебраическая сумма расходов в каждом узле сети равна нулю, Второй закон – движение воды устанавливает зависимости между потерями напора в каждом замкнутом контуре сети, т. е. алгебраическая сумма потерь напора в каждом замкнутом контуре равна нулю, .Практически при расчете кольцевой сети поступают следующим образом: имея узловые расходы и точки питания сети намечают распределения потоков воды по всем участкам сети, соблюдая для каждого узла сети условия . Распределения потоков воды по всем участкам сети, соблюдая для каждого узла воды, следует производить, идя от конца сети к началу. Основными факторами, определяющими диаметр участка водопроводной сети, является расчетный расход и скорость. Для труб диаметр D, мм, определяют: где Q – расчетный расход, м3/с; н – средняя экономическая скорость, принимаемая для труб малых диаметров (до 300 мм) – 0,7 – 1,0 м/с, для средних и больших диаметров  (более 300 мм) – 1,0 – 1,5 м/с. А также диаметр может быть определен по таблице предельных расходов, составленных на основании формул проф. . Следует отметить, что метод определения диаметров труб по предельным расходам применим лишь для независимо работающей линии. Для кольцевой сети этот метод приближенные значения экономических диаметров. Потери напора во всех линиях h, м, опред-ся по формуле:где б – удельное сопротивление;k2 – поправочный коэффициент.

Путем арифметического суммирования определяют для каждого кольца и путем алгебраического суммирования невязки потерь напора в кольцах . При этом для подсчета потерь напора по контуру кольца величина потери напора считается положительной в том месте, где направление потока совпадает с ходом часовой стрелки и отрицательный там, где направление потока противоположно ходу часовой стрелки.

Если невязки потерь напора в отдельных кольцах получались не допустимы (более 0,50 м), необходимо произвести исправления предварительно намеченных расходов отдельных линий, для чего необходимо знать величину увязочного расхода.

Для увязки сети предложено много способов, из которых широкое применение в практических расчетах получил метод проф. , величина увязочного расхода , л/с, по которому:где - невязка кольца; S – сопротивление участка; q – расчетный расход участка. Заметим, что знак минус перед выражением для определения увязочного расхода, легко можно определить направлением расходов линий, не принадлежащих двум смежным кольцам, т. е. линий, расположенных по внешнему контуру сети. Очевидно, что положительные увязочные расходы должны прибавляться к положительным расходам линии и вычитаться из отрицательных расходов, а отрицательные наоборот, соответственно этому увязочные расходы записываются против каждого участка кольца со знаком плюс или минус.

41. Свободная затопленная струя, ее геометрия и дальность действия. Наиболее простым струйным течением считается свободная затопленная струя, вытекающая в среду той же плотности. Струя, вытекающая из насадки в среду той же плотности, имеет два характерных участка, отличающихся по структуре течения: начальный и основной. Иногда выделяют также переходный участок. В начальном сечении струи (совпадающем с выходным сечением насадки) профиль скоростей потока иo близок к равномерному. В пределах начального участка сохраняется ядро постоянных скоростей, ширина которого линейно уменьшается от paзмера внутреннего диаметра насадки до нуля. За пределами границы участка постоянных скоростей, скорости потока и закономерно уменьшаются как по направлению к периферии течения, так и по длине струи. Профиль скорости и на начальном участке изменяется по законам пограничного слоя, рассматри ваемого специальным разделом гидродинамики. На основном участке струи происходит падение скорости по оси струи ит и по сечению и. Длина начального участка Хн определяется выражением: где R0 - внутренний радиус насадки в выходном сечении, м; а - коэффициент структуры струи; для осесимметричных струй а ≈ 0,08. Изменение скорости по оси струи иmна основном участке для осесимметричной струи определяется зависимостью: х - расстояние от начального сечения струи, м.

42. Под регулированием работы насоса подразумевается процесс изменения подачи и напора. Существует два основных способа регулирования подачи центробежных насосов — изменение характеристики системы (дросселирование задвижками на напорной или на всасывающей линиях, перепуск части жидкости из напорного трубопровода во всасывающий, впуск воздуха во всасывающий патрубок насоса) и изменение частоты вращения рабочего колеса насоса. Первым способом можно только уменьшать подачу насоса. Как правило, этот способ неэкономичен, однако на практике им приходится часто пользоваться. Кроме того, следует иметь в виду, что системы с центробежными насосами могут непроизвольно регулироваться при изменении характеристики системы. Характеристики регулирования при постоянной частоте вращения. Способ регулирования подачи задвижкой на напорном патрубке насоса основан на увеличении сопротивления напорной линии.  Если менять сопротивление сети,  закрывая задвижку на напорной линии, то. насос будет выбирать режим работы на меньшей подаче, так как «вынужден» работать с большим напором, чтобы преодолеть дополнительное сопротивление задвижки. Существует ещё один способ изменения условий работы насоса на сеть - это байпасирование, т. е. установка регулируемого или нерегулируемого перепуска (байпаса) с напорной линии на всасывание. По отношению к насосу - это аналогично снижению сопротивления, т. е. происходит повышение подачи (с учётом объёма жидкости, возвращаемой в линию всасывания) и соответствующее снижение напора. По отношению к потребительской сети - это аналогично снижению подачи. В результате в потребительской сети можно получить одновременно меньший напор и меньшую подачу (энергия жидкости идёт на сброс). Снижение напора с помощью перепуска жидкости с напорной линии во всасывающую составляет 10... 30 % в зависимости от крутизны напорной характеристики насоса. Однако следует иметь в виду, что при этом способе регулирования есть опасность выхода за пределы рабочей зоны напорной характеристики. Это может привести к снижению КПД насоса, ухудшению условий всасывания и перегрузке двигателя