Тепловой расчет гидропривода

Тепловой расчет гидропривода проводится с целью определения температуры рабочей жидкости, объема гидробака и выяснения необходимости применения специальных теплообменных устройств.

Основными причинами выделения тепла в гидроприводе являются: внутреннее трение рабочей жидкости, дросселирование жидкости при прохождении различных элементов гидропривода, трение в гидрооборудовании и др.

Количество тепла, выделяемое в гидроприводе в единицу времени, эквивалентно теряемой в гидроприводе мощности.

Тепловой расчет гидропривода ведется на основе уравнения теплового баланса:

(32).

где — количество тепла, выделяемого гидроприводом в единицу времени (тепловой поток), Вт;

— количество тепла, отводимого в единицу времени, Вт.

Количество выделяемого тепла определим по формуле:

(33).

где — мощность привода насоса (потребляемая), Вт;

— гидромеханический КПД гидропривода;

— коэффициент продолжительности работы гидропривода, kв=0,65;

— коэффициент использования номинального давления, kд=0,8;

— действительная подача насоса, м3/с;

— полный КПД насоса.

Гидромеханический КПД гидропривода определим по формуле:

(34).

где — гидромеханический КПД насоса;

— гидромеханический КПД гидроцилиндра, ;

— гидравлический КПД гидропривода, учитывающий потери давления в гидролиниях.

Гидравлический КПД гидропривода равен:

(35).

где, , — потери давления в напорной, сливной и всасывающей гидролиниях соответственно, МПа.

Гидромеханический КПД определяем из выражения для полного КПД гидромашины:

(36).

где — полный КПД насоса;

— гидравлический КПД;

— механический КПД;

— объемный КПД;

— гидромеханический КПД.

;

;

.

Количество тепла, отводимого в единицу времени от поверхностей металлических трубопроводов, гидробака при установившейся температуре жидкости, определяем по формуле:

(37).

где — коэффициент теплопередачи от рабочей жидкости в окружающий воздух, Вт/(м2град);

— установившаяся температура рабочей жидкости, ;

— температура окружающего воздуха, ?C;

— суммарная площадь наружной теплоотводящей поверхности трубопроводов (всасывающей, напорной, сливной гидролиний),, здесь — внутренний диаметр, — толщина стенки, — длина i-го трубопровода;

— площадь поверхности гидробака, м2.

Площадь поверхности гидробака определим из уравнения теплового баланса (32) после подстановки в него выражений (33) и (37):

Расчетная площадь поверхности гидробака связана с его объемом следующей зависимостью:

(38).

где — объем гидробака, дм3.

Определим объем гидробака:

Объем не превышает 3 минутную подачу насоса, поэтому нет необходимости в установки теплообменника.