Исходные данные и порядок расчета высотности маслосистемы

Расчет высотности маслосистемы обычно выполняются при неблагоприятных эксплуатационных режимах: максимальных расходах масла, наибольших инерционных перегрузках, отрицательных углах наклона продольной оси самолета к горизонту.

1. Расход масла при соответствующем содержании газов в масле, Q_min л/час.

2. Расчетная высота полета, Н м.

3. Эксплуатационная температура масла, t_м ⁰С.

4. Сорт масла и его физические характеристики, (см. рис.6.12 и 6.13).

5. Монтажная схема системы с линейными размерами трубопроводов по соответствующим координатным осям x, y, z. - l_x , l_y , l _z

6. Гидравлические характеристики элементов всасывающего участка маслосистемы (для конкретных агрегатов по справочным данным).

7. Действующие эксплуатационные перегрузки по соответствующим координатным осям самолета n_x, n_y, n_z.

Монтажная схема всасывающей магистрали маслосистемы дана на рис.6.11

Проектировочный расчет маслосистемы

Проектировочный расчет маслосистемы сводится к определению потребного диаметра d всасывающего участка трубопровода.

Для представленной схемы уравнение баланса давлений, основанное на уравнении Бернулли (для сечений на выходе из бака и входе в насос) записывается в следующем виде:

Р_н + Р_б +Р_нас. = Р_{вх. потр} ± y g.+ Р_гидр.+ P_ин + , (6.1)

где Р_н -давление атмосферы на расчетной высоте полета. Па;

Р_б - наддув бака. Па;

Р_нас - давление масла на выходе из подкачивающего насоса. Па;

Р_{вх потр} - потребное давление масла на входе в основной маслонасос, Па;

Р_гидр.= Р_трен + Р_м -гидравлические потери давления. Па;

здесь P_трен - потери давления масла на трение о стенки трубопровода, Па;

P_м - потери давления на преодоление местных сопротивлений без учета сопротивления в фильтре, Па.

y g - гидростатическое давление, Па;

Рис.6.10 Принципиальная схема входного участка масляной системы

P_ин. - инерционные давления. Па;

- гидродинамическое давление (скоростной напор), Па.

V- скорость движения масла в м/с.

Учитывая, что искомой величиной является сумма давлений Р_б+Р_нас, в первом приближении расчет ведется при Р_нас = 0. Тогда наддув в маслобаке:

Р_{б .} = Р_{вх. потр} ± y g +P_ин.+ Р_гидр. + - Р_H , (6.2).

Все потери в (6.2), зависящие от скорости течения масла объединяются в отдельную группу, называемую допустимыми гидравлическими потерями Р_{г. доп}.

Р_{г. доп} =Р_гидр +(ρV²)/2=P_трен.+P_м. + (ρV²)/2, (6.3)

Тогда исходя из (6.2) с учетом (6.3) для Р_{г. доп} получим:

-Р_{г. доп} =Р_{вх. потр} ± y g +P_ин.- (Р_H + Р_{б .}), (6.4)

Все члены правой части этого уравнения рассчитываются по нижеприведенным зависимостям. Скорость движения масла во всасывающей магистрали принимаются 1м/c,нагнетающей – (2.5…3.5)м/с, откачивающей – (1…2)м/с.

Оценка потерь давления.

Рис.6.11. Плотность масел ρ

1. Определение потребного давления масла на входе в основной маслонагнетающий насос.

Исходя из минимально допустимой прокачки масла через двигатель и максимально допустимого содержания газа в масле по кавитационным характеристикам насоса (см. рис.6.6), определяется Р_{вх.потр}.

При отсутствии кавитационной характеристики – Q_{действ.}=f(Р_{вх. потр.}) принимается минимальная величина Р_{вх. потр} = 60…80 мм. рт. столба.

2. Определение допустимых гидравлических сопротивлений Р_{г. доп} . В выражении (6.3) P_трен. обусловлено силой трения жидкости о стенки трубопровода и выражается:

P_трен = , Па; (6.5)

где l - длина всасывающего участка трубопровода, м;

d - внутренний диаметр трубопровода, м;

ρ - плотность масла, кг/м³;

V = скорость течения масла в трубопроводе, м/с; (6.5а)

λ =64/Re - коэффициент трения при ламинарном режиме течения.

Здесь Re= (Vd)/ v - число Рейнольдса,

v - вязкость масла в м²с. Значения ρ и v для различных авиационных масел представлены на графиках рис.6.11 и 6.12 в функции температуры.

Тогда в развернутом виде P_трен = = (6.5б)

Местные сопротивления P_м являются суммой отдельных сопротивлений при движении жидкости через различные агрегаты и пр.

P_м = , Па; (6.6)

где - суммарное значение коэф. местных сопротивлений.

Развернутое выражение для (6.3) получим из выражений (6.5б) и (6.6):

Р_{г. доп =} (6.6а)

Тогда

d= (6.6б)

3. Определение гидростатического давления.

В общем случае, когда ось Х самолета составляет некоторый угол φ с линией горизонта, гидростатическое давление (y g) оценивается:

Рис.6.12.Вязкость масел ν

y g =[( , Па. (6.7)

где l _xi , и l _yj - длины участков трубопроводов, ориентированные по соответствующим осям самолета, м;

h _м - превышение уровня масла в баке над заборным штуцером, м;

m, n - число участков маслосистемы соответственно по осям Х и Y.

Правило выбора знаков точно такое, как и при расчете топливной системы.

4. Определение инерционных давлений.

При оценке инерционных давлений Р_ин их составляющие рассматриваются по осям Х и Y

P_ин = , Па. (6.8)

где n _x , n _y - коэффициенты перегрузок вдоль осей Х и Y. Перегрузка n_z≈0 вследствие ее малости при обычных режимах полета.

В реальных условиях P_ин может быть как источником давления, так и потерями и определяются действующими перегрузками по осям самолета. Однако в расчете следует принимать P_ин потерями, ориентируясь на неблагоприятные условия полета.

Величина наддува принимается Р_б ≤ 30 кПа

По найденному значению Р_{г. доп} из формулы (6.4), оценивается потребный диаметр d всасывающего участка трубопровода по зависимости (6.6б).

d= ……… (6.9)

Если полученное значение d ≥(32…35) мм, то необходимо ограничить d_max=30мм и провести расчет начинается во втором приближении, установив в систему подкачивающий насос c давлением на выходе Р_нас.. В этом случае всасывающая магистраль разбивается на два участка: первый d₁ и l₁- до подкачивающего насоса с прежней скоростью движения; второй d₂ и l₂- после подкачивающего насоса со скоростью течения масла V=(3-4) м/с.( d₁, d₂ -стандартные диаметры с учетом рекомендованных скоростей течения масла по ним). Допустимые гидропотери по двум участкам ΣР_{г. доп.} определятся:

ΣР_{г. доп.} = + . (6.10).

Тогда величина давления за подкачивающим насосом находится из (6.1):

Р_нас. = Р_{вх. потр} ± y g +P_ин.+ ΣР_{г. доп} - (Рн + Р_б.)

Подкачивающий насос, устанавливаемый во всасывающей магистрали, включают последовательно с основным нагнетающим насосом. Вследствие чего возрастает давление на входе в основной маслонагнетающий насос, увеличивающий его высотность.

Дата добавления: 2014-10-08; просмотров: 499; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!