Ćwiczenie H-1 - ioitbm.p.lodz.pl ?· dŁawiki hydrauliczne Dławiki są to elementy hydrauliczne, które…

  • Published on
    01-Mar-2019

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

POLITECHNIKA DZKA

INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN

wiczenie H-1

Temat:

OKRELENIE CHARAKTERYSTYK DAWIKW HYDRAULICZNYCH

Konsultacja i opracowanie: dr hab. in. Donat Lewandowski, prof. P

dr hab. in. Ryszard Przyby, prof. P

mgr in. Magorzata Sikora

Zatwierdzi: prof. dr hab. in. Franciszek Oryski

d, 2010 r.

Elementy stanowiska wykorzystywanego w wiczeniu zostay zakupione w ramach projektu: - Dostosowanie infrastruktury edukacyjnej Wydziau Mechanicznego Politechniki dzkiej do prognozowanych potrzeb i oczekiwa rynku pracy wojewdztwa dzkiego poprzez zakup wyposaenia przeznaczonego do nowoczesnych metod nauczania wspfinansowanego przez Uni Europejsk z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Wojewdztwa dzkiego na lata 2007-2013.

2

Temat wiczenia: OKRELENIE CHARAKTERYSTYK DAWIKW HYDRAULICZNYCH

Cel wiczenia:

Celem wiczenia jest dowiadczalne i teoretyczne okrelenie charakterystyk

przepywowych wybranych dawikw.

Program wiczenia:

wiczenie obejmuje:

zaznajomienie si z budow i dziaaniem stanowiska sucego do bada dawikw

hydraulicznych,

przeprowadzenie bada dowiadczalnych wybranych dawikw,

porwnanie teoretycznych i dowiadczalnych charakterystyk tych dawikw.

Literatura

1. Baszta T.M.: Hydraulika w budowie maszyn. Warszawa, WNT 1966

2. Guillon M.: Teoria i obliczanie ukadw hydraulicznych. Warszawa, WNT 1967

3. Jamiski J.: Projekt wrzeciennika ciernicy szlifierki kowej do wakw z hydrostatycznym oyskowaniem wrzeciona. Praca dyplomowa wykonana pod kierunkiem R. Przybya. Politechnika dzka 1992

4. Rabinowi B.Z.: Gidravlika. Moskva, GIF-ML 1961

5. Stryczek S.: Napd hydrostatyczny. Tom 1: Elementy. Warszawa, WNT 1990

6. Zieliski A.: Napd i sterowanie hydrauliczne obrabiarek. Warszawa, WNT 1972

1. WYKAZ WANIEJSZYCH OZNACZE

a, b wymiary

D, d rednica

dh rednica rwnowana (hydrauliczna)

F pole powierzchni

h wysoko szczeliny

k przepustowo dawika

l dugo szczeliny przepywowej

m wykadnik potgowy zaleny od charakteru przepywu

p cinienie

p spadek cinienia

Q objtociowe natenie przepywu

r promie

Re liczba Reynoldsa

t temperatura

V objto

x wsprzdna lub przemieszczenie

wspczynnik strat miejscowych

lepko dynamiczna

wspczynnik przepywu

3

lepko kinematyczna

gsto

Indeksy:

lam przepyw laminarny

tur przepyw turbulentny

T teoretyczny

kr krytyczny

rz rzeczywisty

2. DAWIKI HYDRAULICZNE

Dawiki s to elementy hydrauliczne, ktre umieszcza si na drodze przepywu oleju

w celu zmiany natenia przepywu lub wytworzenia spadku cinienia.

Charakter przepywu cieczy przez dawik zaley od geometrii dawika, waciwoci

cieczy oraz parametrw zasilania. Przepyw moe by

laminarny,

turbulentny,

poredni.

W oglnym przypadku zaleno objtociowego natenia przepywu Q od spadku

cinienia p na dawiku jest nastpujca [1, 6]:

Q k pm (1)

gdzie: 0 5 1, m .

Dla przepywu laminarnego wykadnik m 1, a wzr (1) przyjmuje posta:

pkQ lam (2)

Schematy najczciej spotykanych dawikw, ich przepustowo klam oraz warunki

zachowania przepywu uwarstwionego zestawiono w tabl. 1.

Przepustowo klam dawika gwintowego (tabl. 1, poz. 2) oblicza si po podstawieniu

rednicy rwnowanej dh [2], ktr dla przekroju niekoowego okrela zaleno

U

Fdh

4 (3)

We wzorze (3) F oznacza pole przekroju poprzecznego szczeliny przepywowej,

a U to obwd zwilony tego przekroju. Wartoci rednic rwnowanych dh dla rnych

ksztatw szczeliny podano w tabl. 2.

4

Tablica 1. Dawiki dla przepywu uwarstwionego

Lp. Szkic dawika Przepustowo ku Warunki

1 2 3 4

1

l

dklam

128

4

20

d

l

2300ReRe kr

2

l

dk hlam

128

4

l dugo linii rubowej

20hd

l

2300ReRe kr

3

l

bhklam

12

3

10

h

l

1100ReRe kr

4

l

Dhklam

12

3

10h

l

10h

D

1100ReRe kr

5

w

zlam

d

d

hk

ln6

3

20

h

dd wz

4h

dw

1100ReRe kr

6

klam wg wzoru (4)

10h

l

1h

r

1100ReRe kr

5

Tablica 2. rednice rwnowane dla rnych ksztatw szczeliny przepywowej

Lp. Ksztat szczeliny rednica rwnowana dh

1

- trjkt rwnoramienny

22

11

2

a

b

bdh

2

- trjkt rwnoboczny

adh3

3

3

- prostokt

ba

abdh

2

4

- kwadrat

adh

Do czsto spotykany jest dawik ze ciciem wzdu tworzcej (tabl. 1, poz. 6).

Oglnie dostpna literatura nie podaje jednak wzoru na przepustowo tego dawika. Na

podstawie bada przeprowadzonych w IOiTBM [3] mona j obliczy z zalenoci:

pppplam WWWW

l

rk

2

151

2

1arcsin

4

53

12

4

(4)

gdzie: Wp 2 , h

r.

Wzory zamieszczone w tabl. 1 wskazuj, e w przypadku przepywu laminarnego

strumie Q jest odwrotnie proporcjonalny do lepkoci .

W przypadku przepywu turbulentnego mona przyj dla celw praktycznych, e

przepyw ten nie zaley od lepkoci oleju. Wskanik m = 0,5, a strumie objtoci oleju jest

rwny

5,0pkQ tur (5)

Przepustowo ktur dla rnych dawikw z przepywem turbulentnym mona obliczy

z wzorw podanych w tabl. 3.

6

Tablica 3. Dawiki dla przepywu turbulentnego

Lp. Szkic dawika Przepustowo ktur Warunki

1 2 3 4

1

4

2dF

Wg [L.4]

2Fktur

- dla 25 < Re < 300

Re4,15,1

Re

- dla 300 < Re < 10000

17,0Re27,0592,0

- dla Re > 10000

5,0Re5,5592,0

Wg [L.2]

12Fktur

7,11

2

4

2dF

1d

l

9,17,1

3

daF

6,1

4

daF

16,1

Przepywy laminarny i turbulentny formuj si w dawikach w cile okrelonych

warunkach. Jeli te warunki nie s zachowane, czsto wystpuje przepyw poredni, przy

ktrym

0 5 1, m .

Dawiki znajduj szerokie zastosowanie w zaworach sterujcych nateniem

przepywu, takich jak zawory dawice, zawory dawico-zwrotne, regulatory przepywu

i synchronizatory (dzielniki strumienia).

7

3. CZENIE DAWIKW

Dawiki mona czy rwnolegle (rys. 1a), szeregowo (rys. 1b) lub tworzc

kombinacje pocze rwnolegych i szeregowych.

Rys. 1. czenie dawikw: a) rwnolege, b) szeregowe

Przy rwnolegym poczeniu n dawikw:

n

i

m

iipkQ

1

(6)

a jeli dawiki s jednakowe, to:

Q nk pm (7)

Przy szeregowym poczeniu n jednakowych dawikw:

Q kp

n

m

(8)

4. PRZEBIEG WICZENIA

W ramach wiczenia zostan okrelone charakterystyki przepywowe staych

dawikw, ktre wskae prowadzcy. Charakterystyki te obrazuj zaleno strumienia

objtoci oleju Q, przepywajcego przez dawik, od spadku cinienia p na tym dawiku.

Wspomniane zalenoci naley wyznaczy na drodze dowiadczalnej i teoretycznej.

Badania dowiadczalne zostan przeprowadzone na stanowisku, ktrego schemat

przedstawiono na rys. 2.

8

Licznik

impulsw

Rejestrator

p2

p1

t

Q

910

Rys. 2. Schemat stanowiska do badania dawikw

1 filtr wstpny, 2 pompa zbata, 3 filtr dokadny, 4 zawr przelewowy, 5 badany dawik, 6,7 przetworniki cinienia, 8 - termopara, 9 zawr progowy, 10 przepywomierz zbatkowy,

11 licznik impulsw, 12 rejestrator

Przed przystpieniem do bada naley

porwna elementy stanowiska ze schematem,

okreli funkcje tych elementw w ukadzie,

sprawdzi dziaanie zmontowanego ukadu,

ustali kolejno prowadzenia prb i ich warunki, a w szczeglnoci wartoci cinie

przed dawikiem p1 i za dawikiem p2.

Po przygotowaniu stanowiska przeprowadzi badania dowiadczalne natenia

przepywu Q w funkcji spadku cinienia p = p1 p2. Podczas bada utrzymywa moliwie

sta temperatur oleju. Wyniki prb wpisa do tabeli w karcie pomiarw.

9

Rys. 3. Zaleno lepkoci olejw hydraulicznych od temperatury wg [L. 5]

1 - Hydrol 10, 2 - Hydrol 20, 3 - Hydrol 30, 4 - Hydrol 40, 5 - Hydrol 50, 6 - Hydrol 70, 7 - olej AMG-10

W oparciu o wyniki pomiarw temperatur posugujc si wykresem z rys. 3

okreli lepko uytego oleju. Na wykresie podano lepko kinematyczn

w centystokesach (1 cSt = 10-6 m2/s). Zatem, aby uzyska lepko dynamiczn

w paskalosekundach, trzeba skorzysta z wzoru

10 6 ,

gdzie: gsto oleju w kg/m3.

Le

pko k

ine

ma

tyczn

a

Temperatura t

10

Lepko dynamiczn oleju L-HL 46 mona odczyta bezporednio z rys. 4, ktry

obrazuje zaleno tej lepkoci od temperatury t otrzyman z bada.

Rys. 4. Zaleno lepkoci dynamicznej od temperatury na podstawie bada oleju hydraulicznego L-HL 46 wg PN-91/C-96057/04 (Hydrol 30 wg PN-71/C-96057)

Nastpnie naley obliczy i wpisa do karty pomiarw wartoci teoretycznych nate

przepywu QT. Sporzdzi wykresy przebiegw dowiadczalnych i teoretycznych we

wsprzdnych proporcjonalnych. Na podstawie wykresw dowiadczalnych narysowanych

we wsprzdnych logarytmicznych wyznaczy wartoci wspczynnikw potgowych m.

Sformuowa wnioski na temat zgodnoci wynikw dowiadczenia z teori oraz

rzeczywistego charakteru przepywu w badanych dawikach.

Recommended

View more >