2. شناخت و طراحی سیستم های هیدرولیک
دانشگاه کردستان
دانشکده کشاورزی
گروه مهندسی بیوسیستم
شناخت و طراحی سیستم های هیدرولیک
Principles and Design of Hydraulics Systems
فصل پنجم: افت های اصطکاکی در سیستم های هیدرولیک
Click to edit subtitle style
مدرس: دکتر کاوه ملازاده

3. انواع جریان در لوله ها 1 جریان آرام (Laminar Flow):
جریان سیال به فرم لایه ای و به صورت آرام
حرکت تمامی ذرات در مسیرهای موازی
جریان مغشوش (Turbulent Flow):
حرکت اتفاقی ذرات سیال
افت های انرژی بیشتری نسبت به جریان آرام 1

4. تشخیص آرام یا مغشوش بودن جریان به کمک عدد رینولدز Reynolds Number
NR: عدد رینولدز (بدون بعد)
V: سرعت روغن (m/s)
ρ: چگال جرمی روغن (kg/m3)
D: قطر داخلی لوله (m)
μ: ویسکوزیته دینامیکی (N.s/m2=10 Poise)
v: ویسکوزیته سینماتیکی (m2/s=104St)
جریان آرام
>2000 NR
جریان مغشوش
4<000
>2000
4<000
ناحیه بحرانی 2

5. محاسبه افت هد در لوله ها به کمک معادله دارسی Darcy’s Equation
HL: افت هد (m)
V: سرعت روغن (m/s)
f: ضریب اصطکاک (بدون بعد)
D: قطر داخلی لوله (m)
L: طول لوله (m)
g: شتاب گرانش زمین (m/s2)
از معادله دارسی می توان بمنظور محاسبه افت هد اصطکاکی در لوله ها برای هر دو نوع جریان آرام و مغشوش استفاده نمود. تفاوت بکارگیری معادله فوق برای دو نوع جریان آرام و مغشوش در ارزیابی ضریب اصطکاک ( f ) است. 3

6. میزان ضریب اصطکاک ( f) در جریان آرام
در صورت ثابت بودن دمای روغن
در صورت متغیر بودن دمای روغن 4

7. میزان ضریب اصطکاک ( f) در جریان مغشوش
fturbulent = F(زبری نسبی, NR)
زبری مطلق
= زبری نسبی
قطر داخلی لوله 5

8. استفاده از نمودار مودی برای تعیین میزان ضریب اصطکاک ( f) در جریان مغشوش Moody Diagram6

9. محاسبه افت هد در شیرها و اتصالات به کمک ضرایب C
HL : افت هد در شیر یا روزنه (m)
Q: دبی روغن (m3/s)
Cd : ضریب تخلیه سرعت (1> Cd >0.5) (بدون بعد)
A: سطح مقطع گلوگاه در شیر یا روزنه (m2)
g: شتاب گرانش زمین (m/s2) 7

10. محاسبه افت هد در شیرها و اتصالات به کمک مقادیر K
HL : افت هد در شیر یا روزنه (m)
K: ضریب (بدون بعد)
V: سرعت روغن (m/s)
g: شتاب گرانش زمین (m/s2) 8

11. (لوله) HL = (شیر یا اتصال) HL
طول معادل
(لوله) HL = (شیر یا اتصال) HL
Le: طول معادل شیر یا اتصال (m)
f : ضریب اصطکاک (بدون بعد)
D: قطر داخلی لوله (m)
K: ضریب (بدون بعد) 9

12. مسئله
از روغن هیدرولیک با لزجت سینماتیکی cSt 80 و 0/88 = Sg با دبی gpm 100 در سیستم نشان داده شده، استفاده می شود. لوله ها و اتصالات از جنس چدن بدون پوشش می باشند. با در نظر گرفتن فشار psi 80 در خروجی پمپ، کل افت قدرت سیال در نتیجه افت های اصطکاکی سیستم را بدست آورید؟ 10

13. حل مسئله 11 سرعت جریان روغن (V1) در لوله in 2
فرض جریان آرام
جریان مغشوش
عدد رینولدز در لوله in 1 11

14. طول معادل لوله و اتصالات in 2
حل مسئله +
در لوله in 2 +
ft 70 طول مستقیم لوله
11 عدد زانویی 90 درجه
1 عدد شیر یکطرفه
: 1 عدد شیر یکطرفه
K=2.5
Ktotal=2.5+11(0.9) =12.4
: 11 عدد زانویی
K=0.9
جریان آرام
طول معادل اتصالات
طول معادل لوله و اتصالات in 2
L= 70 (ft) (ft) = ft
افت هد در لوله in 2 12

15. طول معادل لوله و اتصالات in 1
حل مسئله
در لوله in 1 +
ft 2 طول مستقیم لوله
2 عدد شیر مخروطی
Ktotal=2(10) =20
: 1 عدد شیر مخروطی
K=10
= زبری نسبی چدن
نمودار مودی
f=0.05
طول معادل اتصالات
طول معادل لوله و اتصالات in 1
L= 2 (ft) (ft) = ft
افت هد در لوله in 1 13

16. افت هد در لوله in 1 + افت هد در لوله in 2= افت هد در کل مدار
حل مسئله
افت هد در لوله in 1 + افت هد در لوله in 2= افت هد در کل مدار
کل افت فشار سیال
کل افت توان سیال 14

17. Thank You !