Общая характеристика гидравлических систем, их назначение и сферы применения. Принцип работы топливной системы воздушно-реактивного двигателя: основные понятия и расчётные формулы. Определение необходимых параметров данной гидравлической системы.
Аннотация к работе
Гидравлические системы широко применяются в технике, например в летательных аппаратах, системах водоснабжения или отопления промышленных предприятий и жилых домов, транспортировки жидкости от места ее добычи или хранения к потребителю (транспортировка нефти по нефтепроводам), в пожарных системах и т. д. Обычно система имеет гидравлические элементы, предназначенные для хранения жидкости (баки), передачи жидкости на расстояние (трубопроводы), очистки жидкости (фильтры), управления потоком жидкости (краны, вентили, клапаны, заслонки, термостаты), измерений (расходомеры различных типов), изменения направления или разделения потока жидкости (колена, отводы, тройники, коллекторы), изменения скорости потока жидкости (сужения, расширения), поддержания постоянного уровня жидкости (поплавковые камеры), дозирования и организации истечения жидкости (жиклеры, форсунки, распылители). Система может иметь или не иметь насос (разомкнутая самотечная или замкнутая термосифонная система). Магистраль, по которой жидкость поступает к насосу, называется всасывающей, а магистраль, по которой жидкость движется от насоса, - нагнетающей или напорной. Топливо из бака подается насосом к топливному коллектору и далее распределяется по форсункам, расположенным равномерно по окружности камеры сгорания.Нужно отметить, что гидравлика изучает движение капельных жидкостей, т.е. таких жидкостей, которые в малых количествах под действием поверхностного натяжения принимает сферическую форму, а в больших - образуют свободную поверхность раздела с газом. Уравнения и зависимости записываются для контрольного объема, представляющего собой неподвижный в пространстве объем, через который протекает жидкости. В поперечных сечениях гидравлических элементов вычисляются средние параметры (скорость, давление), при использовании которых течение в гидравлическом элементе становится таким же, как в элементарной струйке. (2) где - массовый расход жидкости (масса жидкости, протекающей через поперечное сечение канала в единицу времени), кг/с; - плотность жидкости, представляющая массу жидкости, заключенную в единице объема, кг/м3; - среднерасходная скорость жидкости в сечении, м/с; - площадь поперечного сечения канала, м2 . Применительно к рис.1 это уравнение записывается следующим образом: Па, (6) где - энергия положения единицы объема жидкости в сечении, находящемся на высоте от плоскости сравнения 0-0, Па (см. рис.1); - энергия давления единицы объема жидкости в сечении, Па; - кинетическая энергия единицы объема жидкости в сечении, Па; - коэффициент Кориолиса, учитывающий неравномерность распределения кинетической энергии по сечению; - ускорение свободного падения (=9,81 м/с2 ); - среднерасходная скорость потока в сечении, м/с; - потери механической энергии единицы объема жидкости в участке системы, между сечениями 1-1 и 2-2 за счет местных и (или) путевых сопротивлений, Па.Выбираю скорость течения жидкости в трубопроводах всасывающей UIB и напорной UIH магистралей, исходя из рекомендованных значений: UIB= 3 м/с; UIH= 10 м/с. Определим ближайший внутренний диаметр трубопроводов всасывающей dв и напорной dн магистралей, выпускаемых промышленностью: dн =6 мм; dв=10 мм. Определил расход и скорости на участках 22-31: G1-14=G=0,222 кг/с; 3,558м/с Коэффициент путевых потерь трубопроводов 1-14: Коэффициент путевых потерь трубопроводов 14-21: Коэффициент путевых потерь трубопроводов 21-23: Коэффициент путевых потерь трубопроводов 23-26: Коэффициент путевых потерь трубопроводов 26-30: Путевые потери трубопроводов: 4. Перепад давления на участке определяется по формуле: Па.
План
Содержание
Введение
1. Основные понятия и расчетные формулы
2. Расчет гидравлической системы
3. Таблицы итогов расчета
4. Графическая часть
Список использованной литературы
Введение
Гидравлические системы широко применяются в технике, например в летательных аппаратах, системах водоснабжения или отопления промышленных предприятий и жилых домов, транспортировки жидкости от места ее добычи или хранения к потребителю (транспортировка нефти по нефтепроводам), в пожарных системах и т. д.
Все перечисленные системы имеют сходный принцип работы, основанный на законах гидравлики.
Гидравлическая система представляет собой набор гидравлических элементов, которые соединены в определенном порядке, обусловленном назначением и пространственным расположением системы. Гидравлическими элементами являются трубопроводы, баки, насосы, всевозможные виды местных сопротивлений. Обычно система имеет гидравлические элементы, предназначенные для хранения жидкости (баки), передачи жидкости на расстояние (трубопроводы), очистки жидкости (фильтры), управления потоком жидкости (краны, вентили, клапаны, заслонки, термостаты), измерений (расходомеры различных типов), изменения направления или разделения потока жидкости (колена, отводы, тройники, коллекторы), изменения скорости потока жидкости (сужения, расширения), поддержания постоянного уровня жидкости (поплавковые камеры), дозирования и организации истечения жидкости (жиклеры, форсунки, распылители).
Гидравлические системы бывают разомкнутыми и замкнутыми (циркуляционными). Система может иметь или не иметь насос (разомкнутая самотечная или замкнутая термосифонная система). Магистраль, по которой жидкость поступает к насосу, называется всасывающей, а магистраль, по которой жидкость движется от насоса, - нагнетающей или напорной.
Топливная система ВРД
Топливная система ВРД предназначена для подачи топлива в необходимом количестве из топливного бака в камеру сгорания. Система имеет определенный набор гидравлических элементов. Топливо из бака подается насосом к топливному коллектору и далее распределяется по форсункам, расположенным равномерно по окружности камеры сгорания. Для хорошей организации процесса горения топливо должно поступать в камеру сгорания в распыленном состоянии. Качественное распыление топлива происходит при определенном и одинаковом перепаде давление на всех форсунках.
Давление воздуха на свободную поверхность топлива в бак считают равным или большим (в случае организации наддува в бак) атмосферного давления на заданной высоте H полета. За время полета уровень топлива в баке уменьшается, что приводит к снижению давления на входе в насос на величину гидростатического давления , где - плотность топлива; - уровень топлива в баке. В связи с этим имеет смысл проводить расчет для минимального уровня топлива в баке.
Температура топлива за время полета будет уменьшаться. Так как наступление кавитации в системе более вероятно при большой температуре топлива, расчет приводят при температуре 45 °C.
Давление воздуха, поступающего в камеру сгорания, больше атмосферного давления , в результате сжатия его во входном устройстве и компрессоре двигателя: , где степень повышения давления в двигателе.
Система работает следующим образом. Топливо из топливного бака поступает во всасывающую магистраль, далее минуя различные гидравлические сопротивления, подходит к входу в насос. Давление на входе насоса для избегания кавитации должно быть не менее:
где давление насыщенных паров, Па; - антикавитационный запас, Па.
На выходе насоса должно быть создано давление, достаточное для преодоления гидравлического сопротивления напорной магистрали и создания заданного перепада давления на форсунках с целью качественного распыла топлива.