Ống dẫn thủy lực - Phần 3: Tính toán ống dẫn

Trong quá trình thiết kế mạch thủy lực. Vấn đề chọn ống dẫn sao cho vừa đảm bảo yêu cầu làm việc, vừa kinh tế phải cần được tính tới. Trong bài này mình sẽ trình bày vấn đình tính toán để chọn được ống dẫn thích hợp. Mục đích của tính toán ống dẫn là xác định đường kính trong của ống dẫn, hao phí áp suất trên đường ống và độ dày của ống dẫn.

• Ống dẫn thủy lực - Phần 1: Phân loại và cấu tạo
• Ống dẫn thủy lực - Phần 2: Mối nối thủy lực

Đường kính trong d của ống dẫn xác định theo công thức :

Ở đó Q – lưu lượng chất lỏng chảy qua ống, m³/s;

υ – vận tốc dòng chảy trong ống, m/s;

d – đường kính trong của ống dẫn, m.

Như vậy ở công thức trên muốn tính được đường kính trong d ta phải xác định được 2 giá trị Q và υ. Lưu lượng Q sẽ được quyết định bởi cơ cấu làm việc, còn vận tốc υ phụ thuốc vào áp suất của hệ thủy lực và chức năng của ống dẫn đó.

Các giá trị vận tốc υ khuyên dùng khi tính toán dựa trên bảng sau:

	Chức năng của ống dẫn
	Ống hút	Ống xả	Ống nén
PH,MPa	-	-	2,5	6,3	16	32	63	100
υ, m/s	1,2	2	3	3,5	4	5	6,3	10

Hao phí áp suất trên đoạn ống dẫn.
Hao phí do trở lực ma sát theo chiều dài ống xác định theo công thức:

Ở đó

ρ– khối lượng riêng của chất lỏng làm việc, kg/m³;

λ –hệ số ma sát ;

l – chiều dài ống dẫn, m.

Xác định λ – hệ số ma sát theo bảng sau.

Ở đây Δ – là độ nhám tương đương bề mặt trong ống dẫn (Δ=0,05mm với đoạn ống thép , Δ=0,02mm với đoạn ống đồng, Δ=0,06mm đối với ống nhôm, Δ=0,03 với ống mềm cao su ) thì hệ số ma sát tính theo công thức.

Hao phí do trở lực cục bộ được tính theo công thức Weisbach:

Ở đó ξ – hệ số trở lực cục bộ.

Giá trị ξ phụ thuộc vào dạng trở lực cục bộ.

Một vài dạng trở lục cục bộ phổ biến:
-Tại đoạn ống gập 1 góc 90^o : ξ = 1,5…2,0
-Tại đoạn ống 3 nhánh tạo thành từ 1 đường ống vuông góc với đường ống chính : ξ=0,9…2.5.
-Tại đoạn ống có mối nối nối tiếp: ξ=0,1…0,15.
-Tại mối nối ra khỏi thùng chứa: ξ=0,5 ; và mối nối vào thùng chứa: ξ=1.

Ngoài ra ta còn phải kể tới hao phí áp suất tại các thiết bị thủy lực Δp_tb  trong mạch như: các loại van thủy lực, bộ lọc dầu, …

Như vậy tổng hao phí áp suấtΔp_­= Δp_ms+ Δp_cb+ Δp_tb

Xác định độ dày thành ống dẫn

Độ dày thành ống dẫn cần đảm bảo độ bền trong quá trình làm việc của ống dẫn.

Độ dày thành ống xác định theo công thức sau:

Ở đó p_max – áp suất tĩnh lớn nhất σ_v- ứng suất tới hạn của vật liệu làm ống, bằng 30…35% độ bền mỏi. n – hệ số an toàn. Ngoài ra đối với vật liệu ống là thép thì bề dày không nhỏ hơn 0,5 mm; đối với đồng – bề dày không nhỏ hơn 1mm.

Download Bài viết - 3 Phần (PDF)