Hydraulika siłowa. Piotr Sobczyk

Średnia prędkość cieczy w przewodzie zależy od przekroju powierzchni przepływu przewodu A oraz natężenia przepływu cieczy Q. Natężenie przepływu przez przewód jest równe natężeniu przepływu oleju wypływającego z pompy

      prędkość cieczy:

      zgodność jednostek:

      2.7. Przepływ przez przewód jest stały – mimo zmiany przekroju przepływu z  na , ilość oleju przepływającego przez przewód pozostaje stała w czasie Q = const.. Mówi o tym równanie ciągłości. Przez część przewodu o mniejszej średnicy musi przepłynąć w tym samym czasie taka sama objętość co przez część o większej średnicy. Aby tak się stało, prędkość oleju na odcinku o węższym przekroju musi wzrosnąć:

      dla przewodu o przekroju kołowym:

      po skróceniu obu stron:

      Prędkość przepływu przez przekrój : w naszym przypadku mm, mm, więc , dlatego:

      Warto zapamiętać!

      Dwukrotne zmniejszenie średnicy przepływu powoduje czterokrotny wzrost prędkości przepływu przy zachowanym natężeniu przepływu.

      2.8. a) Ponieważ w układzie nie ma strat, a zawór przelewowy jest zamknięty, natężenie przepływu będzie równe we wszystkich przewodach (linii ssawnej, tłocznej oraz zlewowej).

      b) Odpowiednie dobranie średnicy przepływu pozwala na zminimalizowanie strat przepływu przy równoczesnej optymalizacji kosztów. Średnice wewnętrzne przewodów dobiera się, określając maksymalną dopuszczalną prędkość przepływu. Prędkości zależą od typu linii. Najmniejsze dopuszczalne prędkości stosuje się w przewodach ssawnych, wyższe w przewodach zlewowych, a najwyższe w przewodach tłocznych. W linii ssawnej możemy sobie pozwolić na najmniejsze straty – stąd najmniejsza dopuszczalna prędkość. Jeżeli weźmiemy pod uwagę dopuszczalne prędkości, odpowiednie przekroje przewodów są następujące: linia ssawna , linia ciśnieniowa , linia zlewowa .

      2.9. Średnice przewodów należy dobrać tak, aby przy danym natężeniu przepływu Q nie zostały przekroczone podane prędkości maksymalne. Na początek określamy natężenie przepływu w przewodach.

      Pompa dostarcza olej z natężeniem . Olej z takim natężeniem przepływa przez przewód a (zakładając ), przewody b oraz c możemy traktować jako jeden, ponieważ zawór przelewowy jest zamknięty w czasie ruchu siłownika (rys. 2.7). Cały wydatek pompy płynie przewodem b, a następnie c z natężeniem do rozdzielacza.

      Za rozdzielaczem sprawy się komplikują. Do siłownika olej również wpływa z natężeniem (zarówno do górnej, jak i dolnej komory). Jednak ze względu na różnice powierzchni oraz natężenia wypływu oleju z siłownika nie są sobie równe.

      Z dolnej komory olej wypływa z natężeniem .

      Z górnej komory olej wypływa z natężeniem .

      Rys. 2.7.

      Następnie z takimi natężeniami przepływa przewodem f do zbiornika. Prędkości oraz to prędkości tłoczyska siłownika. Ze względu na różnice powierzchni nie są sobie równe.

      Maksymalne natężenia przepływu:

      – w przewodach a, b, c, d,

      – w przewodach e oraz f,

      Przewód a to linia ssawna, przewody b, c, d, e to linie tłoczne. Przewód f jest linią zlewową.

      Do obliczeń przyjęto następujące prędkości przepływu:

      – linia ssawna

      – linia tłoczna

      – linia zlewowa

      Minimalne średnice przepływu:

      – ssawna (a) , 

      – tłoczna (b, c, d, e) , 

      – tłoczna (e) , 

      – zlewowa (f ) , 

      Jeżeli przewody są długie, należy dodatkowo sprawdzić straty ciśnienia w przewodach i ewentualnie zwiększyć średnice przewodów.

      Średnice przewodów d oraz e należy dobrać, kierując się wymaganiami danego układu. Przykładowo przy długich przewodach ze stali nierdzewnej ekonomicznie uzasadnione jest zastosowanie dwóch różnych średnic. Przy krótkich przewodach bardziej uzasadnione może być zastosowanie jednakowych średnic (), co zredukuje skomplikowanie systemu i ilość części zamiennych.

      2.10. W załączniku 1 znajduje się tabela pozwalająca szybko określić średnicę wewnętrzną przewodów.

      Korzystając z niej, otrzymamy następujące średnice wewnętrzne:

      Linia ssawna () 25,3 mm

      Linia tłoczna () 11,3 mm

      Linia tłoczna () 16,0 mm

      Linia zlewowa () 20,6 mm

      Należy pamiętać o stratach przepływu