Расчет гидравлической системы (стр. 2 из 4)
Обратный клапан (ОК) на трубопроводе 9 открыт только при движении жидкости в бак, что препятствует попаданию воздуха в систему и непредусмотренному движению жидкости в обратном направлении.
Расход жидкости в линии нагнетания (
) и в линии слива ( 
) различен из-за влияния штоков. Рабочим процессом гидросистемы предусмотрена параллельная работа двух штоков цилиндров основного шасси с заданным перепадом давления на поршнях 
и работа одного штока цилиндра носовой стойки шасси с перепадом давления 
, причём по условию задачи 
. На каждом штоке цилиндров основного шасси возникает усилие 
и на штоке цилиндра носовой стойки усилие 
, которые подлежат определению.Длины хода штоков
и 
определяются по условию одновременного срабатывания всех силовых (рабочих) гидроцилиндров. Для обеспечения одинаковой скорости перемещения штоков в параллельных силовых цилиндрах линии "Ш" при возможном рассогласовании нагрузок на штоки установлены синхронизаторы (С).Реальная гидравлическая система уборки (выпуска) шасси самолета значительно сложнее рассматриваемой, т.к. имеет дублирующие линии, элементы, повышающие надёжность, системы тонкого регулирования и управления и др.
Для подобных и более сложных гидравлических систем используется сетевой метод расчета. В основе этого метода лежит способ постепенного упрощения структуры системы путем учета взаимного влияния элементов. С этой целью производят вначале учет влияния последовательных и параллельных элементов (агрегатов, трубопроводов, рабочих цилиндров) самой внутренней структуры системы, после замены ее суммарной зависимостью переходят к следующему внутреннему контуру и таким образом выходят на простой трубопровод. В качестве характеристики системы может быть зависимость перепада давления на насосе от подачи
.Заданы следующие параметры гидросистемы:
- кинематический коэффициент вязкости жидкости;ρ=895 кг/м³- плотность жидкости;
0,50 МПа - перепад давления на поршнях силовых цилиндров;t=65с - время рабочего цикла;
Диаметры силовых цилиндров:
Dш=90мм, Dн=82мм
Диаметры штоков:
dш=40мм, dн=30мм
Значения эквивалентных калибров для местных сопротивлений,
:Фильтр – Ф 340
Гидропанель – ГП 300
Обратный клапан – ОК 280
Синхронизатор – С 220
Длины указанных на схеме трубопроводов: (M)
l1= 6, l2= 4.8,l3= 4,l4= 1.5,l5= 2,l6= 1,l7= 1.5,l8= 2.8,l9= 2.5,l10= 3.5,l11= 4
Диаметр всех трубопроводов
.По заданным параметрам гидросистемы необходимо определить:
1) гидравлические характеристики трубопроводов, отдельных элементов и системы в целом;
2) величину хода штоков по условию одновременного срабатывания всех цилиндров;
2) характеристики насоса;
3) значения рабочего давления, подачи, мощности насоса, КПД гидросистемы и числа Re.
Расчёт выполняется в первом приближении. Для определения путевых потерь в трубопроводах принимаем ламинарный режим течения. Учитываются заданные местные сопротивления, потери в которых определяются по приведенным данным. Величинами геометрического и скоростного напоров пренебрегаем.
2. Гидравлический расчет системы
2.1 Определение характеристик простых трубопроводов
Простым трубопроводом называется трубопровод без разветвлений. В задании рассматриваются трубопроводы постоянного сечения. Рассмотрим отдельно линию всасывания и нагнетания и линию слива.
А. Линия всасывания и нагнетания
Путевые потери в трубопроводах являются результатом трения между слоями жидкости и определяются по формуле
, (1)где
- коэффициент путевых потерь; 
- расчётная длина трубопровода, м; 
- диаметр трубопровода, м; 
- плотность жидкости, кг/м3; 
- средняя по сечению скорость потока, м/с.Коэффициент путевых потерь
зависит от режима течения, числа Рейнольдса и шероховатости стенок трубы. Принимаем ламинарный режим течения, в этом случае 
, (2)где коэффициент
. Большие значения соответствуют трубам с непрямолинейной осью, при наличии стыков, помятости сечения и т.д. Считаем, что эти факторы отсутствуют.Число Рейнольдса
, (3)где
- объёмный расход (подача) жидкости в трубопроводе, м /с.Имеем расчетную формулу для путевых потерь давления:
.(4)Таким образом, при ламинарном режиме характеристикой трубопровода является линейная зависимость от подачи. Для обобщения зависимости потерь давления удобно ввести следующее обозначение:
, (5) 
. (6)Значения
определяются для конкретных трубопроводов и сводятся в таблицу.В линию простого трубопровода могут быть включены различные гидроагрегаты (фильтр, гидропанель) и поэтому необходимо учесть также потери давления от них. В приближенных расчетах можно воспользоваться статистическими данными для определения потерь в области местных сопротивлений. При весьма малых числах Re (Re<500) для местных сопротивлений потери давления описываются также практически линейной зависимостью от подачи, что позволяет объединить их с путевыми потерями, т.е. длина трубопровода формально увеличивается на некоторую величину.
Таким образом,
, (7)где
определяется по исходным данным для указанных гидроагрегатов.Если гидроагрегат установлен на границе трубопроводов, то его можно включать в любой из них. Если трубопровод разветвляется, то гидроагрегат относят к трубопроводу без разветвлений. Отметим, что длина некоторых трубопроводов определяется как с учетом синхронизатора (С), так и без него. Например, длина трубопровода 7 в линии "Ш" определяется с учетом синхронизатора, а в линии "Н" - без него.
Б. Линия слива
Как и в линии всасывания и нагнетания, потери давления в гидроагрегатах включаются в путевые потери линии слива методом эквивалентной длины. Гидропанель также учитывается в линии слива.
Формула для путевых потерь давления в трубопроводах линии слива аналогична:
, (8)где
- объёмный расход жидкости в линии слива.Обобщённая зависимость
. (9)Результаты расчёта представлены в табл. 1.
Таблица 1 Характеристики простых трубопроводов
| № трубопровода | L геометрическая, м | L расчётная, м | А, Па∙с/м3 |
| 1+Ф | 6 | 9.4 | 2,06E+09 |
| 2+ГП | 4.8 | 7.8 | 1,71E+09 |
| 3 | 4 | 4 | 8,76E+08 |
| 4+ Синхр | 1.5 | 2.7 | 5,91E+08 |
| 5 | 2.0 | 2.00 | 4,38E+08 |
| 6 | 1.0 | 1 | 2,19E+08 |
| 7 | 1.5 | 1.5 | 3,28E+08 |
| 7+ Синхр | 1.5 | 2.7 | 5,91E+08 |
| 8 | 2.0 | 2.0 | 4,38E+08 |
| 9+ГП+ОК | 2.5 | 8.3 | 1,82E+09 |
| 10 | 3.5 | 3.5 | 7,66E+08 |
| 11 | 4.00 | 4.00 | 8,76E+08 |
2.2 Рабочие площади поршней силовых цилиндров
Рабочие площади поршней силовых цилиндров со стороны нагнетаемой
и со стороны вытесняемой жидкости 
отличаются на величину площади сечения штоков. В данном варианте задания