Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Гидравлическая стрелка для систем отопления: Гидравлическая стрелка: устройство и принцип работы

Содержание

Гидравлическая стрелка: устройство и принцип работы

Гидравлические разделители
Функция гидравлических сепараторов, заключается в том, чтобы разделить (т.е. сделать независимыми) различные контуры системы, что позволяет предотвратить возникновение интерференций и взаимных помех.
Чтобы определить преимущества использования и рабочие характеристики гидравлических разделителей, мы :
1. Проанализируем, как взаимодействуют между собой контуры в традиционных системах.
2. Определим критерии для появления интерференций
3. Проанализируем нарушения работы, вызванные интерференциями.
4. И рассмотрим, как гидравлические сепараторы предотвращают возникновение интерференции между контурами.

 

Интерференции между контурами

Для определения природы интерференций проанализируем нижеприведенную систему и рассмотрим, что происходит при поочередном включении насосов системы. Обратим внимание на изменение перепада давления между коллектором подачи и коллектором обратки (ΔP) без учета абсолютного давления в системе.
Когда все насосы выключены


Если не учитывать явление естественной циркуляции, то в этом положении жидкость в системе остается неподвижной, а ΔP равна нулю.

 

С целью разделения и оптимизации потоков теплоносителя в системах с несколькими отопительными контурами или котлами используется гидравлическая стрелка. Она позволяет избежать их противодействия друг другу, а также регулировать работу конкретного элемента без необходимости отключения или перенастройки всей системы. Рассмотрим, как устроен гидравлический разделитель, а также каким образом осуществляется его работа.

 

Включение насоса №1

Приводит в движение жидкость своего контура и заставляет увеличиваться ΔP между коллекторами.
Данное увеличение равно напору Δp1, которое насос №1 создает для прохода жидкости от коллектора обратки к коллектору подачи: иными словами, через контур котла. Тот же ΔP сохраняется, по логике, также на соединениях контуров 2 и 3 при выключенных на них циркуляционных насосах. Причем в коллекторе обратки давление выше, чем в коллекторе подачи, что может привести к появлению паразитной циркуляции в контурах 2 и 3, причем в направлении, противоположном предусмотренному.

Включение насоса №2

Чтобы привести в движение жидкость своего контура, насос №2 должен сначала преодолеть противоположное Δp1, нагнетаемое насосом №1. Более того включение насоса №2 приведет к последующему увеличению ΔP между коллекторами подачи и обратки, поскольку увеличится расход теплоносителя через контур котла, и поэтому потребуется приложить больший напор для продвижения жидкости через контур.

Включение насоса №3

Чтобы запустить циркуляцию в своем контуре насос №3 должен преодолеть сопротивление противоположного Δp2, нагнетаемого насосами №1 и №2. Требуемое усилие может быть настолько большим, что насос будет не в состоянии обеспечить необходимый расход теплоносителя через свой контур. Кроме того включение насоса 3 приводит, к последующему увеличению Δp3 по причинам, указанным
выше.

Появление интерференций и пороговые значения ΔР

На рассмотренном примере видно, что поэтапное включение насосов увеличивает ΔP между коллек-
торами подачи и обратки, что приводит к появлению взаимных помех (т.е. интерференции) между на-

сосами разных контуров. Невозможно точно установить значения, ниже которых можно считать ΔP приемлемым: то есть значения ΔP, ниже которых интерференция между контурами не вызывает очевидных сбоев в работе системы. Эти значения зависят от большого количества переменных величин. Однако, в большинстве случаев допустимым ΔP принимают значения 0,4÷0,5 м вод.ст. Более высокие значения (а не редко можно
обнаружить системы с ΔP 1,5÷2,0 м вод.ст.) могут приводить к серьезным проблемам в работе системы.

Проблемы, связанные со слишком высокими значениями ΔP

Основные проблемы можно классифицировать следующим образом:
1. Насосам не удается обеспечить требуемый расход
Это серьезная дисфункция, которая чаще всего возникает в системах, в которых установлены как большие, так и слабые насосы. В таких системах, небольшим насосам не удается «справиться» потому, что им необходимо затрачивать слишком много энергии для того, чтобы преодолеть противодавление более мощных насосов. Увеличенное сопротивление системы приводит к падению расхода, и как следствие, недостаточному снабжению контура теплоносителем.
2. Насосы часто ломаются

Это проблема обусловлена тем, что интерференция между контурами вынуждает насосы работать вне их рабочего поля, что является причиной их частого выхода из строя.
3. Горячие отопительные приборы даже при выключенном насосе
Как рассматривалось выше, данная проблема вызвана паразитной циркуляцией в контуре с выключенным насосом, создаванной включенными насосами других контуров. Необходимо заметить, что подобные явления могут возникать также при естественной циркуляции или при циркуляции в перепусках при закрытых регулирующих клапанах. Это явление легко определить по характерным признакам: у радиаторов появляются неодинаково
горячие участки поверхности, а их патрубки на обратке горячее, чем патрубки на подаче.
Вышеперечисленные отклонения и проблемы позволяют нам утверждать, что системы с высоким ΔP
между коллекторами подачи и обратки (что почти всегда наблюдается в средних и больших системах)
не могут работать с соблюдением расчетных (проектных) характеристик.

Гидравлические сепараторы

Гидравлический сепаратор создает зону с низким гидравлическим сопротивлением, которая позволяет сделать гидравлически независимыми первичный и вторичный контуры; поток в одном контуре не образует поток в другом, если гидравлическое сопротивление сепаратора является незначительным. В этом случае, расход, который проходит через соответствующие контуры, зависит исключительно от характеристик насосов и их контуров, предотвращая взаимное влияние насосов разных контуров. Поэтому, при использовании гидравлического разделителя, насосы выдают необходимые характеристики, теплоноситель будет циркулировать, только когда включен соответствующий насос, производительность насоса будет удовлетворять требования контура по расходу теплоносителя на данный момент времени. Когда насосы вторичного контура выключаются, нет циркуляции в соответствующих контурах, то весь расход, нагнетаемый насосом первичного контура, перепускается через сепаратор. Используя гидравлический разделитель, можно иметь первичный котловой контур с постоянным расходом и вторичный контур потребителей с изменяющимися расходами.

Определение типоразмера: Метод максимального расхода

Гидравлический разделитель рассчитывается исходя из значения максимального рекомендованного расхода в точке установки разделителя. Иными словами значение расхода для разделителя должно быть больше или равно большему из суммы расходов первичного контура (Gперв.) и суммы расходов вторичного контура (Gвторичн.)


В гидравлических сепараторах могут возникать значительное смешение.
В некоторых системах «горячий» теплоноситель, исходящий от котла, остывает от обратки контура потребителей и контуры потребителей получают «охлажденную» подачу. В этом случае, отопительные приборы подбираются с учетом такого охлаждения, а не на основе рабочей температуры подачи котла.В других случаях «холодная» обратка потребителей подогревается «горячей» подачей котла, и в котел поступает «подогретая» обратка. Такие ситемы используются для предотвращения явлений конденсации в самих котлах и в патрубках отводных газов, что особенно
полезно для котлов на биомассе.
Далее проанализируем изменения температуры на патрубках гидравлического разделителя в зависи-
мости от изменения расходов между первичным и вторичным контурами :

1.Расход первичного контура равен расходу вторичного контура
Это типичная ситуация в небольших системах, учитывая, что в них насосы (или насос) первичного контура обычно подбираются с расходами равными расходам вторичного контура. В этом случае можно считать, что температуры первичного и вторичного контуров оказываются в таком соотношении:


T1 = T3
T2 = T4
Поэтому, это тот случай, при котором сепаратор не изменяет температуры ни подачи ни обратки. Как следствие, можно подобрать отопительные приборы на основе максимальной рабочей температуры, поступающей из теплогенератора.

2.Расход первичного контура меньше расхода вторичного контура
Эта ситуация встречается в системах с одним или несколькими настенными котлами,когда их внутренние насосы слишком слабы, чтобы доставлять отопительных приборам требуемую тепловую мощность. Такую же ситуацию, можно обнаружить в системах с удаленными котельными, когда нужно поддерживать низким расход первичного контура для того, чтобы сэкономить на эксплуатации системы в целом и насосов в частности.
В рассматриваемом случае температуры первичного и вторично-
го контуров соотносятся следующим образом:

T1 > T3
T2 = T4

Поэтому температура на подаче вторичного контура (к потребителям) оказывается ниже температу-

ры на подаче первичного контура (от котла). Для расчета максимальной температуры теплоносителя,
направляемой к потребителям (T3), необходимо чтобы были известны значения следующих величин:
• T1 – температура подачи первичного контура [°C]
• Q – тепловая мощность системы [Ккал/ч]
• Gперв. – расход первичного контура [м3/ч]
• Gвтор. – расход вторичного контура [м3/ч]
Далее можно продолжать следующим образом:
1. Сначала рассчитываются перепады температуры первичного и вторичного контуров:
ΔTперв. = Q / Gперв. (1a),
ΔTвтор. = Q / Gвтор. (1b)
2. На основании перепада температуры первичного контура определяется температура обратки первичного контура:
T2 = T1 – ΔTперв. (2)
3. Учитывая, что в рассматриваемом случае, температура обратки первичного контура равна температуре обратки вторичного контура, можно рассчитать требуемую температуру, по выражению:
T3 = T4 + ΔTвтор. = T2 +ΔTвтор. (3)
Это и есть максимальная рабочая температура, на основе которой подбираются отопительные приборы системы.

3. Расход первичного контура больше расхода вторичного контура

Ситуации, когда расход первичного контура превышает расход вторичного контура, чаще всего встречаются в системах на

низкой температуре. Повышая температуру обратки в котел, мы избегаем проблем, связанных с выпадением конденсата из дымо-
вых газов. В рассматриваемом случае температуры первичного и вторичного контуров соотносятся следующим образом:
T1 = T3
T2 > T4
Поэтому температура обратки первичного контура (температура обратки в котел) оказывается выше температуры обратки вторичного контура.
Для расчета максимальной температуры теплоносителя на обратке в котел (T2), необходимо знать
значения следующих величин:
• T1 – температура подачи первичного контура [°C]
• Gперв. – расход первичного контура м3/ч]
• Q – тепловая мощность системы [Ккал/ч]
Далее рассчитаем:
1. Сначала перепад температуры первичного контура: ΔTперв. = Q / Gперв. (4)
2. На основании данного значения определяется температура обратки самого первичного контура:
T2 = T1 – ΔTперв. (5)
Если нужно определить расход первичного контура, (иными словами расход котлового насоса) необ-
ходимый для обеспечения температуры обратки не ниже порогового значения (T2 ), предотвращающего выпадение конденсата, нужно определить следующие величины:
• T1 – температуру подачи первичного контура [°C]
• T2 – температуру обратки первичного контура [°C]
• Q – тепловую мощность системы [Ккал/ч]
Далее определяем:
1. Перепад температур первичного контура: ΔTперв. = T1 – T2 (6)
2. На основании этого значения, определяется требуемый расход котлового насоса:
Gперв. = Q / ΔTперв


Дано:
B. Характеристики контура радиаторов:
T1 = 80°C (температура подачи котлов). QB = 6.000 Ккал/ч (тепловая мощность)
Характеристики единичного настенного котла: GB = 600 л/ч (расход насоса)
Qк = 27.000 Ккал/ч C. Характеристики контура приточной вентиляции:
Gк = 1.600 л/ч (максимальный расход насоса) QC = 22.000 Ккал/ч (тепловая мощность)
A. Характеристики контура водоподогревателя: GC = 4.400 л/ч (расход насоса)
QA = 22.000 Ккал/ч (тепловая мощность) D. Характеристики контура фенкойлов:
GA = 2.200 л/ч (расход насоса ) QD = 27.000 Ккал/ч (тепловая мощность)
GD = 5.400 л/ч (расход насоса)

Решение:
Для начала рассчитывается общая тепловая мощность потребителей, расход первичного контура и расход
вторичного контура. Далее ведет расчеты согласно раздела ‘‘расход первичного контура ниже расхода во вторич-

ном контуре’’.
1. Общая тепловая мощность потребителей:
Q = QA + QB + Qк+ QD = 77.000 Ккал/ч
2. Расход первичного контура.
Предположим, что соединительный контур между настенными котлами и сепаратором выполнен с низким
гидравлическим сопротивлением. Следовательно, расход первичного контура можно принять за максимальный,
обеспечиваемый внутренними насосами настенных котлов:
Gперв. = 3 x 1.600 = 4.800 л/ч
3. Расход вторичного контура.
Он определяется как сумма расходов насосов потребителей
Gвтор.= GA + GB + Gк + GD = 12.600 л/ч
Важно: на основании этого расхода (поскольку он выше расхода первичного контура) подбирается
гидравлический сепаратор с необходимой пропускной способностью.
4. Перепады температуры первичного и вторичного контуров рассчитываются по формулам (1a) и (1b):
ΔTперв. = Q/Gперв. = 77.000/4.800 = 16°C
ΔTвтор. = Q/Gвтор. = 77.000/12.600 = 6°C
5. Температура обратки первичного контура определяется по формуле (2):
T2 = T1 – ΔTперв. = 80 – 16 = 64°C
6. Температура подачи вторичного контура пределяется по формуле (3):
T3 = T4 + ΔTвтор. = T2 + ΔTвтор.
T3 = 64 + 6 = 70°C

Это и есть та максимальная рабочая температура, на основании которой необходимо подбирать змеевик водоподогревателя, радиаторы, фэнкойлы и теплообменник приточной установки.

Многофункцианальный гидравлический сепаратор серии 549…
Многофункциональный гидравлический сепаратор, помимо того, что разделяет гидравлические контуры, включает в себя и другие функциональные компоненты, каждый из которых помогает решать проблемы типичные для контуров систем отопления и кондиционирования.
Устройство разработано для выполнения функций:
• Гидравлического разделения
Для того,чтобы сделать независимыми первичные и вторичные гидравлические контуры.
• Деаэрации
Использует комбинированное действие нескольких физических процессов: расширение сечения снижает скорость потока, сетка из технополимера создает вихревые потоки, которые благоприятствуют высвобождению микропузырьков. Пузырьки, сливаясь между собой, увеличиваются в объёме, поднимается в верхнюю часть и удаляются поплавковым автоматическим воздухоотводчиком.
• Дешламации
Дешламатор отсорбирует и собирает частицы шлама, присутствующие в контурах, благодаря их столкновению с поверхностью внутреннего элемента.
• Удалению магнитных частиц
Специальная запатентованная магнитная система притягивает железомагнитный шлам содержащийся в воде: железомагнитные частицы удерживаются в зоне сбора, во избежание их возможного возвращения в циркуляцию.

Устройство гидравлической стрелки

Гидравлическая стрелка для систем отопления представляет собой полую трубу, с двух сторон которой имеются патрубки для подключения контуров. Она может изготавливаться из следующих материалов:

  • металл – стальной или медный гидравлический разделитель котла используется в промышленных и домашних системах отопления, характеризующихся высокими (свыше 70°С) температурами и давлением теплоносителя;
  • пластик – вы можете купить в Москве гидравлическую стрелку для применения в системах мощностью 13-35 кВт, температура теплоносителей в которых не превышает 70°С.

Гидравлический разделитель для отопления устроен достаточно просто. Ее основу составляет металлическая или пластиковая труба, имеющая по обеим сторонам выходы для подключения подающего трубопровода и контура отопления. Внутри гидрострелки могут быть установлены разграничивающие пластины, шлакосборник, выпрямитель потока, воздухоотводчик и другие элементы, обеспечивающие нормальную циркуляцию рабочей среды. В зависимости от сложности устройства и функциональности данной арматуры варьируется цена на гидравлическую стрелку.

Принцип работы

Прежде, чем купить гидравлический разделитель, следует иметь представление о принципах его работы. В основе нее лежит выравнивание параметров расхода теплоносителя в первичном контуре котла и трубопроводе системы отопления. При этом различаются три режима работы теплоносителя:

  • расход теплоносителя в контурах системы превышает аналогичный показатель у котла, поэтому в гидрострелке образуется восходящий поток;
  • в котле и отопительном контуре теплоноситель расходуются одинаково, поэтому в гидрострелке устанавливается равновесие;
  • в котле теплоноситель расходуется в большей степени, чем в отопительном контуре, что вызывает нисходящую циркуляцию рабочей среды в гидрострелке.

Данная трубопроводная арматура может быть спроектирована с учетом подключения к нескольким отопительным контурам и котлам. В зависимости от их количества цена на гидравлический разделитель может существенно изменяться.

Гидрострелки для систем отопления. Принцип работы

Гидрострелка (гидравлический разделитель, гидравлическая стрелка или термогидравлический разделитель) – это один из самых важных узлов в системе отопления с источниками генерации тепловой энергии. Он предназначен для разделения котлового контура и контура потребителей тепла, создавая зону пониженного гидравлического сопротивления. 

Назначение гидрострелки, зачем нужна гидрострелка

Таким образом, гидравлический разделитель позволяет сбалансировать контур котла с остальными контурами потребителей тепла. Гидравлический разделитель (гидрострелка) обеспечивает гидравлический (и температурный) баланс контуров. При использовании такой гидрострелки расход теплоносителя в контуре потребителей тепла задается только при включении/отключении насоса соответствующего контура. Когда насос вторичного контура отключен, циркуляция в нем отсутствует и теплоноситель, циркулирующий под воздействием насоса первичного контура, возвращается в котел через гидравлический разделитель. В результате, при использовании гидрострелки, в первичном контуре поддерживается постоянный расход теплоносителя, а во вторичном контуре – расход теплоносителя определяется в соответствии с тепловой нагрузкой. Гидравлический разделитель включает в себя также функции деаэратора и шламоуловителя. В современных отопительных системах гидрострелка является стандартной опцией.

Рисунок 1

Рассмотрим схему гидрострелки. Современные системы отопления, как правило являются многоконтурными, т.е. состоят из нескольких гидравлических контуров отопления (рисунок 1). Эти контуры могут быть как низкотемпературными (напольное отопление или низкотемпературное радиаторное отопление), так и высокотемпературными (высокотемпературное радиаторное отопление, воздушное отопление, подогрев бассейна, контур нагрева емкостного водонагревателя). В ряде случаев требуется применение смесительных узлов для поддержания заданной температуры теплоносителя путем смешивания теплоносителя с разными температурами. Этими процессами управляет автоматика. С учетом особенностей работы некоторых насосов, например загрузочного насоса водонагревателя и трехходовых смесителей получается, что каждый контур системы отопления «живет своей жизнью», т.е. отбирает именно то количество нагретого теплоносителя, которое ему необходимо в данный момент. Таким образом, суммарный расход (количество используемого нагретого теплоносителя) всех контуров отопления не является постоянным, а меняется в течение времени и условий. Для котла необходим постоянный и неизменный расход теплоносителя. Это сильно влияет на эффективность его работы и ресурс. Следовательно, для стабильной и корректной работы всей системы отопления необходимо, по возможности, отделить друг от друга контур котла и каждый из контуров системы отопления, таким образом, сделать независимыми производство (контур котла) и потребление тепла (контур отопления). Такую функцию гидравлического разделения выполняют гидрострелки, которые на практике представляют собой вертикально установленный участок трубопровода (перемычку) большого диаметра. Вероятно, наиболее полное описание и принцип работы гидрострелок для широкого применения сделала компания De Dietrich.

Конструктивная схема и принцип работы гидрострелки

Гидравлический распределитель (гидрострелка) конструктивно представляют собой вертикально установленную перемычку большого диаметра (рисунок 2).

Рисунок 2

За счет большого диаметра (по отношению к диаметру трубопровода котлового контура) быстро гасится скорость теплоносителя в гидравлическом разделителе (гидрострелке). Предполагается, что гидравлическое сопротивление такого устройства исчезающе мало по сравнению с сопротивлением контуров отопления и котла. В результате, между котлом и контурами отопления появляется некий буфер (ресивер) с малым сопротивлением, то есть контуры отопления никаким образом не будут оказывать влияние на контур котла и расход теплоносителя через котел. Таким образом, каждый контур системы отопления будет «жить своей жизнью». Гидрострелка, кроме функции гидравлического разделения, обеспечивает распределение подающих линий контуров отопления по температуре: в самой верхней части — самый высокотемпературный контур (греющий контур водонагревателя, подогрев бассейна, калорифера вентиляции или радиаторное отопление), чуть ниже — контур с меньшей температурой, самый нижний — низкотемпературный контур отопления (низкотемпературное радиаторное или напольное отопление). Такое же правило действует и для обратных линий контуров отопления: в самой верхней части — самая высокотемпературная (теплая) обратная линия, в самом низу — самая холодная. Гидрострелка выполняет функцию гидравлической развязки (разделения) котлового контура и контуров отопления. Независимость самих контуров отопления обеспечивается за счет подающего и обратного коллекторов, которые устанавливаются после гидравлического разделителя. Для корректной работы гидрострелки (гидравлического разделителя) необходимо соблюдать следующие правила:

1. Допускается только вертикальная установка гидрострелки (гидравлического разделителя).

2. Скорость движения теплоносителя в гидрострелке (гидравлическом разделителе) не должна превышать 0,1 м/с. В таком случае скорость движения теплоносителя в подающем трубопроводе котлового контура должна быть не больше 0,7-0,9 м/с.

3. Для определения размеров гидрострелки (гидравлического разделителя) необходимо использовать правило 3-х диаметров (3D) либо специальное программное обеспечение. Между осями любых двух подключений (штуцеров) к гидрострелке (гидравлическому разделителю) должно быть расстояние не меньше чем 3 диаметра (рисунок 2). Из рисунка 2 видно, что высота гидравлического разделителя гораздо меньше, чем высота гидравлического распределителя.

4. Производительность насоса котлового контура (или в случае каскадной установки с несколькими насосами — суммарная производительность котловых насосов) должна быть больше как минимум на 10% суммарной максимальной производительности насосов вторичных контуров.

5. При использовании гидравлической стреклки необходимо следить за тем, чтобы высокотемпературные контуры отопления подключались в верхнюю часть гидравлического распределителя. В связи с тем, что скорость движения теплоносителя в гидравлической стрелке достаточно мала (меньше 0,1 м/с), будет наблюдаться явление стратификации (расслоения) теплоносителя по температуре. Очевидно, что теплоноситель имеет более высокую температуру в верхней части гидравлического распределителя, это необходимо учитывать при выполнении присоединения подающих линий контуров отопления.

Для того чтобы увеличить температуру воды на входе чугунного напольного котла, обратная линия котла подсоединяется выше всех обратных линий контуров отопления — искусственное завышение температуры обратной линии за счет явления стратификации в гидравлическом распределителе и гидравлическом разделителе. С учетом того, что в гидравлическом распределителе и гидравлическом разделителе скорость движения теплоносителя достаточно мала, их можно использовать для эффективного удаления воздуха и шлама — достаточно лишь поставить соответствующие устройства (автоматический и ручной воздухоотводчики в верхней части, шаровой кран большого диаметра в нижней части) (рисунок 1).

Компания ТЕРМОСКЛАД предлагает своим покупателям различные варианты гидравлических стрелок и коллекторов для котельной. Наши специалисты помогут Вам подобрать котельное оборудование и предложить коллекторные модули для котельной.

Описание процессов происходящих в гидравлическом разделителе (гидрострелке).

Чтобы получить представление о процессах, которые происходят в гидрострелке, рассмотрим три различные случая ее работы.

Т1 – температура подачи от котла,

Т2 – температура возврата теплоносителя в котел («обратка»),

Т3 – температура подачи в систему отопления,

Т4 – температура возврата из системы отопления,

Qp и Qs – соответственно, производительность котлового насоса и суммарная производительность насосов в системе отопления

Вариант 1

Температуры подачи и возврата теплоносителя совпадают, производительность насосов тоже совпадает.

Qp=Qs тогда Т13; Т24

Это идеальный случай, который на практике сложно достичь, но его следует рассматривать как то, к чему надо стремиться при подборе оборудования.

Вариант 2

Qp<Qs тогда T1>T3; T2=T4

Производительность котлового насоса меньше, чем суммарная производительность насосов в системе отопления (работающих одновременно). Система отопления потребляет теплоносителя больше, чем может «предложить» котловой насос, в результате происходит захват дополнительной жидкости в систему отопления из ее же возвратной магистрали, то есть уже с низкой температурой. В котел возвращается теплоноситель той же температуры, как в «обратке» системы отопления (T2=T4). Такой режим работы в максимальной мере использует мощность котла (котел работает на максимуме своей мощности), а здание «недополучает» требуемое тепло. К тому же может возникнуть большая разница температуры между подачей и «обраткой» котла (T1 и T2), что негативно сказывается на ресурсе его работы.

Вариант 3

Qp>Qs тогда T1=T3; T2>T4

Производительность котлового насоса больше, чем суммарная производительность насосов в системе отопления (работающих одновременно). Система отопления в этом случае потребляет ровно то количества тепла, которое ей необходимо, а излишек тепла возвращается в котел. Это, при фиксированной мощности тепловыделения котла приводит к повышению температуры теплоносителя и периодическому выключению котла. Это, можно сказать, «штатный» режим работы и наиболее естественный. Дополнительных потерь тепла не происходит и, учитывая, что внешние условия теплопотерь постоянно меняются (меняется потребление тепла на радиаторное отопления, на бойлер, и т.п.), такой режим чаще всего мы имеем на практике.

Гидрострелки (гидравлические разделители), коллекторы со встроенной гидрострелкой

Правильное название этого устройства - гидравлический разделитель, в современных системах отопления монтируется между котлом и отопительными контурами как горизонтально, так и вертикально. При вертикальном расположении в верхней части обычно находится автоматический воздухоотводчик, а внизу — запорный кран для удаления накопившейся грязи и шлама.

Попросту говоря, основное предназначение этого устройства - это гидравлическое разделение потоков. Она делает контуры отопления динамически независимыми при передаче движения теплоностителя, но при этом хорошо передает тепло от одного контура другому. Отсюда и другое название гидрострелки - гидравлический разделитель.

Для начала давайте определимся - а для чего вообще нужна гидрострелка?

  1. Для того, чтобы получить, при малом расходе теплоносителя в котловом контуре, большой расход во втором, например - в радиаторном. Допустим имеется котел с расходом 50 литров в минуту, а система отопления получилась в два раза больше по расходу - 100 литров в минуту. Разгонять контур котла до расхода больше, чем это было предусмотрено производителем, в этом случае экономически нецелесообразно, т.к. увеличится гидравлическое сопротивление, которое либо не даст необходимый расход, либо увеличит нагрузку на циркуляционный насос и, соответственно,- к дополнительным расходам на электроэнергию.
  2. Гидрострелка нужна для исключения гидродинамического влияния контуров друг на друга и на общий гидродинамический баланс всей системы отопления. Например, если у Вас имеются теплые полы, радиаторное отопление и контур горячего водоснабжения (бойлер косвенного нагрева), то имеет смысл разделить эти потоки на отдельные контура, чтобы они друг на друга не влияли.
  3. Отсутствие гидродинамического влияния в гидрострелке между контурами - это когда движение (скорость и расход) теплоносителя в гидрострелке не передается от одного контура к другому.
    Гидрострелки (их еще часто называют гидравлические разделители, гидроразделители) обычно применяются в отопительных системах, состоящих из нескольких потребителей со своими особенными режимами циркуляции и температуры. Например: система состоит из бойлера косвенного нагрева, основного контура отопления, теплых полов, в системе два и более котла и т.д.
  4. Основное их предназначение: снятие лишних нагрузок с циркуляционных насосов, предотвращение тепловых ударов, в конечном итоге - экономия средств.

 

Преимущества использования гидрострелок

Существенно упрощается подбор циркуляционных насосов. Правильный подбор насосов для сложной системы отопления является непростой задачей: насосы первичного (котлового контура) могут не обеспечить необходимую производительность, например: циркуляционный насос первичного контура имеет меньшую производительность, чем насосы вторичного контура (отопительного).
Гидрострелка обеспечит вам экономию средств. В системах без гидравлического разделителя маломощные насосы будут расходовать много энергии для преодоления влияния насосов большей мощности, влияние дополнительных контуров может заставить насосы работать в неоптимальном или нештатном режиме. В итоге - насосы могут выйти из строя.
В связи с исключением взаимного влияния насосов улучшается режим работы и долговечность котельного оборудования.
Система отопления работает большую часть времени в условиях далеких от расчетных, которые использовались при проектировании. Например, использование устройств регулирования расхода в зональных системах отопления приводит к разбалансировке. Применение гидрострелок обеспечивает гидравлической системе устойчивость и сбалансированность.
Гидрострелки помогают избежать паразитных течений, создаваемых другими работающими насосами, из-за которых радиаторы отопления могут нагреваться даже при остановленных насосах.
Защищают теплообменник от тепловых ударов: при отключении каких-либо контуров от системы отопления возникает маленький расход теплоносителя в котле, что ведет к  резкому повышению температуры в котле и к последующему приходу сильно остывшего теплоносителя.
Гидрострелка помогает поддерживать постоянный расход котла, что уменьшает разницу температуры между подающим и обратным трубопроводом.
Готовые гидравлические разделители, имеющиеся в продаже, можно использовать в качестве эффективных удалителей шлама и воздуха из системы.

Нужна ли гидрострелка или нет в конкретном случае?

Система без гидравлического разделителя

Чтобы определиться нужна ли гидрострелка для вашей системы отопления придется ответить на несколько вопросов.

  • Если Ваша система отопления построена на нескольких котлах, например напольного газового котла и настенного, завязанных на общую ситему отопления - то да, гидравлический разделитель нужен.

  • Еще пример: Вы решили установить два котла газовый и электрический (или твердотопливный и электрический), чтобы они работали в паре на одну отопительную систему. Электрический котел выбран в качестве "страхующего" на случай нехватки мощности основного. Ответ: нужна. Каждый котёл имеет свой насос и чтобы они не конфликтовали между собой их надо гидравлически разделить.
  • Если у вас сложная отопительная система, например одновременно используется бойлер косвенного нагрева, теплый пол, контур из радиаторов отопления со своими циркуляционными насосами, то - да, гидрострелка нужна.
  • Можно сказать проще: если у вас один котёл, а потребителей больше одного (радиаторы, тёплый пол и ещё, допустим, бойлер косвенного нагрева), гидрострелка придется установить: она обеспечит минимальное сопротивление циркуляции через котёл при разном или минимальном разборе тепла на коллекторе.
  • Нужна ли гидрострелка (гидроразделитель) для настенного двухконтурного котла, если он просто греет одни радиаторы, а горячая вода берется от второго контура? Ответ: не нужна.
  • Нужна ли гидрострелка при использовании твердотопливного котла? Ответ: да, нужна. И чем большего объема - тем лучше. А для чего? Чтобы уровнять температурные скачки для системы отопления! Твердотопливный котел может выдавать очень неприятные температурные скачки для системы.

Система с использованием гидравлического разделителя

Принцип работы гидрострелки (гидравлического разделителя)

рисунок 1

Циркуляционный насос Н1 создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по первому контуру, а насос Н2 - по второму контуру. Т.е. в гидрострелке происходит перемешивание теплоносителя. Но если расход Q1=Q2, то происходит взаимное проникновение теплоносителя из контура в контур, тем самым как бы создается один общий контур. В этом случае вертикальное движение в гидрострелке не происходит.
В случаях, когда Q1>Q2, движение теплоносителя в гидрострелке происходит сверху вниз и наоборот, в случаях, когда Q1 < Q2,  движение теплоносителя в гидрострелке происходит снизу вверх.

Вообще, если у Вас система работает на больших температурах (свыше 70 градусов цельсия), то следует циркуляционные насосы ставить на обратный трубопровод. Если у Вас низкотемпературное отопление 40-50 °C, то лучше их ставить на подачу, так как горячий теплоноситель обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, и насос будет потреблять меньше энергии.

Расчет гидрострелки

Чтобы вычислить диаметр гидрострелки, необходимо знать:

  1. Расход первого контура (котлового, на рис. 1 обозначен как Контур 1)
  2. Расход второго контура (контур отопительной развязки, на рис. 1 обозначен как Контур 2)
  3. Максимальную вертикальную скорость теплоносителя в гидрострелке.

При расчете гидрострелки важно получить медленное вертикальное движение в гидрострелке: не более 0,1 - 0,2 метра в секунду.
Низкая скорость теплоносителя в гидравлическом разделителе нужна для того чтобы:

  • дать возможность осесть взвешенным частицам песка, шлама и др.
  • чтобы дать возможность холодному теплоносителю уходить вниз, а горячему устремляться вверх для получения необходимого температурного напора. Например, для теплого пола можно получить второстепенный контур отопления с пониженной температурой теплоносителя, а для бойлера косвенного нагрева можно получить более высокую температуру теплоносителя, способного перехватить максимальный температурный напор.
  • уменьшить гидравлическое сопротивление в гидрострелке.
  • выделить из теплоносителя пузырьки воздуха и удалить их через автоматический воздухоудалитель.

Чтобы самому рассчитать параметры гидрострелки необходимо вычислить её диаметр и собрать её, согласно одному из методов на рисунке.

Диаметр гидрострелки вычисляется по одной из формул (соблюдайте размерность!)

Формула расчета диаметра гидрострелки (вариант 1)

D - внутренний диаметр гидрострелки (в метрах)
Q - расход воды 3/сек)
V - скорость потока теплоносителя (м/сек)

Формула расчета диаметра гидрострелки (вариант 2)

D - внутренний диаметр гидрострелки (в миллиметрах)
Q - расход воды 3/час)
V - скорость потока теплоносителя (м/сек)

Например рассчитаем диаметр гидрострелки по первой формуле:
На рис.1 расходом первого контура будет являться максимальный расход насоса Н1. Примем за 40 литров в минуту.
Расходом второго контура будет являться максимальный расход насоса Н2. Примем за 120 литров в минуту.
Тогда расход в гидрострелке равен: Q = Q2 - Q1 = 120 - 40 = 80 литров/мин (или 80 : 1000 : 60 = 0,001333 м3/сек)
п - константа.  п = 3,14
Максимальную вертикальная скорость теплоносителя в гидрострелке обычно принимают равной 0,1 - 0,2 м/сек. Примем V = 0,1 м/сек
Подставив значения в формулу получим: D = √(4х0,001333):3,14:0,1 = 0,130 метра
Если воспользоваться второй формулой, то расход надо пересчитать в м3/час: 80 : 1000 : 60 = 0,001333 м3/сек = 0,00133 х 3600 м3/час = 4,7988 м3/час
D = 18,811 х √(4,7988:0,1) = 130 мм.

Как изготовить гидрострелку самому?

А Вы подумайте - стоит ли этим заниматься?
Ведь если Вы нашли средства на сложную систему отопления, монтаж которой и оборудование стоят весьма приличных денег, то стоит ли с ней (в смысле изготовления) возиться? Не проще ли купить готовую?
К тому же готовые гидрострелки имеют качественное заводское антикоррозионное покрытие, оборудованы такими полезными устройствами как отделители шлама, имеют утеплитель и т.д.

Гидравлические коллекторы (котловые коллекторы)

Одним из способов качественного устройства системы отопления или системы горячего водоснабжения, является коллекторная разводка. Простота, скорость и удобство монтажа такой системы, а также комфортность дальнейшей эксплуатации, приводят ко все более более частому ее применению. Использование коллекторов CALEFFI, коллекторных шкафов в сборе и дополнительных аксессуаров, позволяет собрать систему большой надежности и высокой степени комфортности.

Для чего нужен котловой коллектор?

Коллекторы котловые (гребенки, гидравлические коллекторы) применяются для равномерного распределения потоков теплоносителя по контурам отопительной системы или по "ниткам", а также для упрощения монтажа трубопроводных систем котельных. Для грамотного проектирования именно Вашей гребенки проектировщик делает гидравлический расчет.
К примеру в вашем доме 2 этажа, есть баня, тёплые полы, система горячего водоснабжения (ГВС). Каждый из этих потребителей тепла нуждается в своей температурной регулировке. Как быть если у котла только один вход (обратная линия), и один выход (подача). В этом случае мы устанавливаем котловой коллектор (главный разделитель контуров отопления), в нашем примере ставим коллектор на 4 выхода + котел.
В зависимости от выбранной проектировщиком системы отопления подбирается один из  основных элементов в котельной - распределительная гребенка или другими словами котловой коллектор. Сегодня в магазинах и на рынке можно найти много вариантов котловых коллекторов, но часто их типоразмер не совпадает с конкретным проектом вашей котельной. В таких случаях можно рассмотреть различные варианты с совмещением нескольких коллекторов в один большой, обрезка или заглушка не нужных ниток и т.д.
Система отопления должна быть не запутанной, а логичной и простой для понимания любому человеку, и именно котловой коллектор в экстренной ситуации поможет сориентироваться хозяину дома (неопытной хозяйке, инженеру аварийной службы и т.д.) что и как быстро отключить, а не разбираться в схеме ваших трубопроводов часами.


Специалисты компании "Термогород" Москва помогут Вам правильно подобрать, купить, а также смонтировать гидрострелку, найдут приемлемое решение по цене. Задавайте любые интересующие Вас вопросы, консультация по телефону абсолютно бесплатна.
Вы останетесь довольны, сотрудничая с нами!

Гидрострелка

Современная система отопления состоит из множества элементов. Среди них и гидравлическая стрелка. Зачем нужна гидравлическая стрелка?

Без нее мощная отопительная система не сможет функционировать нормально. Дело в том, что расход теплоносителя сильно увеличивается, если в доме имеются и радиаторы, и бойлеры, и система теплые полы. Гидрострелка позволяет стабилизировать работу системы отопления. Если выразиться проще, то данный отопительный элемент способствует согласованной работе всех деталей в системе. 

Монтаж гидрострелки

Монтаж гидрострелки выполняется в таких вариантах, как: 

  1. Когда один настенный котел обеспечивает работу разветвленной системы со значительным расходом теплоносителя.
  2. Когда система включает в себя два котла настенного типа. 
  3. Когда в состав системы входит сразу два типа котлов – настенный и напольный. При этом напольный котел, как правило, является резервным. Следовательно, работает только один котел – настенный.
Гидравлическая стрелка «Теплофорум» представляет собой трубу, у которой есть шесть патрубков. К боковым патрубкам подсоединяют трубы для подачи теплового носителя и его возврата к котлу для повторного нагрева. К самому верхнему патрубку подсоединяют автоматический воздухоотводчик. К самому нижнему подсоединяют сливной кран. Последний нужен для удаления грязного осадка из гидрострелки. Внутри гидравлической стрелки полностью отсутствуют какие-либо элементы.

Гидрострелка для отопления может работать в трех вариантах:

  1. Когда и котел, и система тратят одинаковое количество теплового носителя. В данном случае тепловой носитель поступает прямо в систему. Там он распределяется по контурам с помощью насосов, а после снова возвращается в котел через гидравлическую стрелку.
  2. Когда теплоноситель больше расходится через отопительную систему, чем через котел. В этом случае гидрострелка поставляет к котлу столько теплоносителя, сколько ему требуется для нормальной работы. В свою очередь система отопления возьмет столько теплоносителя, сколько требуется ей.
  3. Когда расход в системе отопления уменьшился без видимых причин. В таком случае стабильную работу котла обеспечивает именно гидрострелка, которая позволит ему вовремя нагреваться и отключаться.
Так как внутренний диаметр гидравлической стрелки намного больше, чем диаметр труб, то поток теплового носителя в ней становится медленнее. Из-за этого воздух, растворенный в тепловом носителе, собирается в верхней части оборудования. Именно поэтому гидрострелку оснащают автоматическим воздухоотводчиком. Также гидравлическая стрелка оснащена отсечным клапаном. Он размещается непосредственно под воздухоотводчиком. Клапан позволяет выполнять замену каких-либо элементов, проводить ремонтные работы без остановки системы.

Что касается грязного осадка в гидравлической стрелке, то удаляется он с помощью шарового крана. Грязь обязательно будет присутствовать в теплоносителе. Данного недостатка избежать не получится никак. Иногда кран нужно будет открывать, чтобы вся грязь вытекла из гидрострелки.

Часто гидрострелку укомплектовывают манометром и тонометром. Однако их наличие не всегда необходимо. В любом случае тонометры и манометры можно приобрести в любое время. Монтаж гидрострелки может выполняться и вертикально, и горизонтально. Больше того, данное оборудование можно устанавливать даже под наклоном. Гидравлическая стрелка будет функционировать исправно в любом положении. Главное, чтобы колпачок воздухоотводчика был направлен вверх, а грязь оседала именно в нижней части оборудования.

Гидравлические стрелки и гидравлические разделители для котельных

Компания ИСАН выполняет профессиональный монтаж котлов и котельных, систем отопления, водоснабжения. Консультации. Выезд на объект. Выполнение работ "под ключ". Гарантия на материалы работы


Гидрострелка (гидравлическая стрелка, гидравлический разделитель) предназначена для разделения первичного (котлового) и вторичного (отопительного) контуров. Используется для создания в тепловой схеме согласующего гидравлического участка с малым перепадом давления.

Это делается для того, чтобы уменьшить взаимное влияние каждого контура потребителей тепла как между собой, так и на контур котла. В результате, при включении насоса любого потребителя (например, контура бойлера или радиаторного отопления), условия работы остальных контуров (например, котлового) не испытывают резких изменений. Это касается, прежде всего, температуры теплоносителя, скачки которой, как известно, негативно отражаются на ресурсе работы котла.

Другими словами, гидравлические разделители необходимы для "облегчения" жизни котла. Для котлов относительно большой мощности, например, от 80 кВт, они, как считают производители котельного оборудования, просто необходимы. Но даже для котлов относительно небольшой мощности применение гидрострелок позволит существенно увеличить ресурс работы узлов системы отопления и самого котла за счет снижения пиковых нагрузок, повысить экономичность системы отопления, за счет равномерной работы вблизи оптимальных параметров.
Наибольший интерес для котлов небольшой мощности, если предусмотрено несколько контуров в отопительной системе, представляют гидроколлекторы, в которых гидрострелка и коллекторы для распределения теплоносителя совмещены в один блок. Это позволяет скомпоновать пространство котельной наилучшим образом, сэкономив объем.

Подробнее: Назначение, конструкция, схема и принцип работы гидравлических разделителей (гидрострелок, гидроколлекторов).


Монтаж котельных и котельного оборудования>>>


Гидрострелка для отопления (гидроразделитель): схема, расчет, коллектор

О таком понятии как «гидравлические разделители» в интернете много споров — какой лучше, насколько они нужны, каков их расчет и так далее.

Гидравлическая стрелка в системе отопления

Для того, чтобы разобраться в этом вопросе, прежде всего, нужно определиться с основным назначением данного отопительного элемента. Важны также расчет и установка гидрострелки.

Содержание   

Для чего нужна гидравлическая стрелка и как сделать ее расчет?

Для тех, кто планирует расчет и монтаж систем отопления (простой или сложной) нужно знать что такое гидроразделитель, который еще проще называют гидрострелка для отопления или бутылка) и для чего она нужна в системе.

Итак, гидроразделитель используется для того, чтобы осуществить гидродинамическую балансировку в системе отопления. Гидрострелка нужна для защиты систем отопления от возникновения и последствий теплового удара в чугунных теплообменниках котлов. Как видно, значение данного элемента в системе отопления довольно высоко.

Бывают случаи, когда производители изначально устанавливают в системах отопления гидрострелки. Такое решение нельзя не назвать нерациональным — например, газовые напольные котлы, таким образом, защищены от поломки. Производитель также сохраняет срок гарантии на свой товар.

Перемещение воды в гидравлической стрелке

Возникновение теплового удара в системе отопления возможно в случае, если в теплообменник котла резко поступит холодный теплоноситель из «обратки». Практически всегда тепловой удар повреждает теплообменник. Если же в системе отопления установлен гидроразделитель, гидро- динамические параметры различных контуров котла стабилизируются и его работа становится стабильной.

к меню ↑

Расчет параметров — зачем он нужен?

Важно знать, как правильно провести расчет гидравлических параметров гидрострелки для отопления. Это поможет правильно настроить работу гидрострелки, а также дополнительно выполнить очистку теплоносителя, удалить накопившийся в нем воздух, а также различные примеси — песок или ржавчину.

Правильно установив гидроразделитель, можно добиться еще одного важного эффекта — удалить из теплоносителя растворенный воздух, тем самым защищая металлические системы котла от окисления.

Срок службы системы отопления, а также отдельных ее элементов — запорной арматуры, насосов, датчиков, радиатора, теплообменника будет значительно продлен.

к меню ↑

Принцип и схема работы гидрострелки для отопления

Если понять принцип действия потоков теплоносителя внутри гидрострелки, можно описать расчет и схему гидравлических процессов, происходящих внутри нее. Существует несколько циклов работы контурной системы отопления, в проекте которых заложена гидрострелка.

Гидравлическая стрелка Meibes до 85 кВт

После того, как система отопления будет запущена, нужно еще выждать некоторое время до того момента, пока теплоноситель не наберет нужную температуру — жидкость будет циркулировать по малому кругу, а весь поток воды спуститься вниз по гидрострелке.

А после нормализации температурного режима, к котлу нужно будет подключить вторичные контуры отопления для того, чтобы работа котла вошла в режим «входящие — исходящие» потоки, а сама гидрострелка будет работать как воздухоотводчик и очищать теплоноситель от накопившейся грязи.

к меню ↑

Разбор принципов работы гидрострелки (видео)

к меню ↑

Напольные распределительные системы — роль гидрострелки

Поток теплоносителя во вторичном контуре в большинстве случаев регулируется автоматически при достижении определенного температурного режима. При определенной температуре ГВС насос отключается, или же просто проток теплоносителя из-за закрытия термоголовки на радиатор уменьшается.

Сама схема подачи тепла в напольной распределительной системе (особенно двухконтурной) довольно сложная. Достаточно лишь сказать, что разница между потоками уходит вверх по гидрострелке. Если бы ее не было вовсе, возникло бы такое явление как гидравлический перекос.

Вот так выглядит смонтированная гидравлическая стрелка в котельной

В результате чего работа циркуляционного насоса прекращается, а само отопительное оборудование и его составляющие полностью выходят из строя, и тепловая система в дальнейшем становиться невозможной.

к меню ↑

Какие преимущества гидравлических стрелок?

Гидрострелки обладают массой преимуществ. Первое, и, пожалуй, самое основное из них — это защитное. Системы, оснащенные гидравлической стрелкой, надежно защищают чугунные теплообменники от последствий теплового удара.

При помощи гидрострелки расход тепла поддерживается на фиксированном уровне за счет снижения разницы температур между обратным и подающим трубопроводом.

Если же вы хотите, чтобы температурный напор был снижен, нужно будет произвести замену направления движения теплоносителя в гидрострелке.

Второе преимущество, не менее важное — это простота подбора и расчет насоса для котла. Распределение их мощности на отдельные контуры позволяет использовать всего один насос вместо пары насосов послабее.

Гидроконтур позволяет повысить срок эксплуатации котельного оборудования. Точнее более правильно будет сказать, что он даст возможность избежать появления резких скачков температурного напора. Как следствие его работа будет стабильной и продолжительной.

Гидравлическая стрелка для системы водяного отопления

Также при установке гидравлического контура вы не столкнетесь с таким неприятным явлением как разбалансировка, а сама система будет гидравлически устойчивой. Нехватки расходов теплоносителя не будет, поскольку распределение потока по контурам или веткам буде проходить равномерно.

Если система не оснащена гидронасосом, мощность насоса будет довольно слабой и увеличить расход до необходимого значения не получиться. А вот гидрострелка как раз даст тот дополнительный расход теплоносителя, и необходимости приобретения еще нескольких насосов не возникнет.

Портал об отоплении » Водяное отопление

Системы отопления с гидравлической стрелкой

Главная\Отопление частного дома\Гидравлическая стрелка

Системы отопления с гидравлической стрелкой

Современные отопительные системы отличаются намного большей сложностью и функциональностью. Если еще несколько десятилетий назад использовались обычные котлы с одним контуром и всего несколькими зонами отопление, то сейчас все изменилось. К примеру, от одного котла могут нагреваться батареи, бассейн, теплый пол и так далее. Причем для каждой такой зоны температура должна быть разной. Если же использовать насос, который будет прогонять теплоноситель по системе то в каждой зоне температура выровняется. Чтобы препятствовать, этому были разработана специальные системы, которые позволяют минимизировать зависимость каждого отопительного контура друг от друга.

Такие системы получили название гидрострелки или гидравлические стрелки. В традиционным исполнении это труба, в которую вварены 4 небольших патрубка. Однако есть и более функциональная варианты, которые снабжены сепаратором для удаления воздуха из отопительной системы, а также шламоулавливателем. То есть мы получаем грязевик, сепаратор и гидрострелку в одном флаконе.

 Монтаж таких гидравлических разделителей и не отличается особой сложностью. Их ставят непосредственно после котлов перед распределительными гребенками. Для этого вам нужен специалист, который сможет хорошо сварить стальные или чугунные трубы в единое целое.

 Формула расчета гидравлической стрелки

 Ваша главная задача состоит в правильном выборе внутреннего диаметра корпуса гидравлического разделителя. Необходимо сделать, так чтобы он пропускал как можно большее количество теплоносителя при минимальной скорости. Рекомендуемая скорость движения воды составляет около 0,2 метра в секунду. Формула расчета такова:

Dразд = 1000 *√ из выражения (4*Gмакс) /(3,14 * 3600 *w)

где:

√ - корень квадратный;

Dразд -  Внутренний диаметр гидравлического разделителя в миллиметрах;

Gмакс -Максимальный расход теплоносителя м3 / час;

w - Максимальная скорость движения теплоносителя; м / сек.

 В чем заключается главное преимущество отопительной системы с гидравлической стрелкой?

Такие отопительные системы, прежде всего, отличаются большей функциональностью. Ведь благодаря использованию гидравлических разделителей можно добиться желаемой температуры в каждой отдельной зоне вне зависимости от остальных. Это позволяет создавать несколько отопительных зон, температура в каждой из которых будет регулироваться с помощью термостата, датчика температуры или вручную.

 Кроме того, благодаря использованию таких современных систем расходы на отопление снизятся, поскольку вы сможете при минимальных затратах теплоносителей создать нужную температуру в той или иной.

 

 

Гидравлическая стрелка для системы отопления векторные иллюстрации. Клипарты, векторы, и Набор Иллюстраций Без Оплаты Отчислений. Изображение 86223622.

Гидравлическая стрелка для векторной иллюстрации системы отопления. Клипарты, векторы, и Набор Иллюстраций Без Оплаты Отчислений. Изображение 86223622.

Гидравлическая стрелка для иллюстрации вектора системы отопления.Поток теплоносителя.

S M L XL EPS

Таблица размеров

Размер изображения Идеально подходит для
Ю Интернет и блоги, социальные сети и мобильные приложения.
м Брошюры и каталоги, журналы и открытки.
л Плакаты и баннеры для дома и улицы.
XL Фоны, рекламные щиты и цифровые экраны.

Используете это изображение на предмете перепродажи или шаблоне?

Распечатать Электронный Всесторонний

4606 x 4606 пикселей | 39.0 см x 39,0 см | 300 точек на дюйм | JPG

Масштабирование до любого размера • EPS

4606 x 4606 пикселей | 39,0 см x 39,0 см | 300 точек на дюйм | JPG

Скачать

Купить одно изображение

6 кредитов

Самая низкая цена
с планом подписки

  • Попробуйте 1 месяц на 2209 pyб
  • Загрузите 10 фотографий или векторов.
  • Нет дневного лимита загрузок, неиспользованные загрузки переносятся на следующий месяц

221 ру

за изображение любой размер

Цена денег

Ключевые слова

Похожие векторы

Нужна помощь? Свяжитесь со своим персональным менеджером по работе с клиентами

@ +7 499 938-68-54

Мы используем файлы cookie, чтобы вам было удобнее работать.Используя наш веб-сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie, как описано в нашей Политике использования файлов cookie

. Принимать

Гидравлическая стрелка для векторной иллюстрации системы отопления. Клипарты, векторы, и Набор Иллюстраций Без Оплаты Отчислений. Изображение 87224892.

Гидравлическая стрелка для векторной иллюстрации системы отопления. Клипарты, векторы, и Набор Иллюстраций Без Оплаты Отчислений. Изображение 87224892.

Гидравлическая стрелка для иллюстрации вектора системы отопления.

S M L XL EPS

Таблица размеров

Размер изображения Идеально подходит для
Ю Интернет и блоги, социальные сети и мобильные приложения.
м Брошюры и каталоги, журналы и открытки.
л Плакаты и баннеры для дома и улицы.
XL Фоны, рекламные щиты и цифровые экраны.

Используете это изображение на предмете перепродажи или шаблоне?

Распечатать Электронный Всесторонний

4606 x 4606 пикселей | 39.0 см x 39,0 см | 300 точек на дюйм | JPG

Масштабирование до любого размера • EPS

4606 x 4606 пикселей | 39,0 см x 39,0 см | 300 точек на дюйм | JPG

Скачать

Купить одно изображение

6 кредитов

Самая низкая цена
с планом подписки

  • Попробуйте 1 месяц на 2209 pyб
  • Загрузите 10 фотографий или векторов.
  • Нет дневного лимита загрузок, неиспользованные загрузки переносятся на следующий месяц

221 ру

за изображение любой размер

Цена денег

Ключевые слова

Похожие векторы

Нужна помощь? Свяжитесь со своим персональным менеджером по работе с клиентами

@ +7 499 938-68-54

Мы используем файлы cookie, чтобы вам было удобнее работать.Используя наш веб-сайт, вы соглашаетесь на использование файлов cookie, как описано в нашей Политике использования файлов cookie

. Принимать

Гидравлические расчеты | Жидкая сила

Инструкции : Щелкните зеленую стрелку, чтобы показать или скрыть группу формул или гидравлических расчетов. Некоторые поля содержат примечания или дополнительную информацию, которые появятся, если вы поместите указатель мыши на поле.Оставьте только одно поле открытым в каждой формуле и нажмите кнопку «Рассчитать» для результата этого поля.

Сантистрок (Cst) в Универсальные секунды Сейболта (SUS или SSU) Таблица преобразования

Сантистоксы
(сСт)
Saybolt Universal Seconds
(SUS)
1.8 32
2,7 35
4,2 40
5,8 45
7.4 50
8.9 55
10,3 60
11,7 65
13.0 70
14,3 75
15,6 80
16,8 85
18.1 90
19,2 95
20,4 100
22,8 110
25.0 120
27,4 130
29,6 140
31,8 150
34.0 160
36,0 170
38,4 180
40,6 190
42.8 200
47,2 220
51,6 240
55,9 260
60.2 280
64,5 300
69,9 325
75,3 350
80.7 375
86,1 400
Сантистоксы
(сСт)
Saybolt Universal Seconds
(SUS)
91.5 425
96,8 450
102,2 475
107,6 500
118.4 550
129,2 600
140,3 650
151 700
162 750
173 800
183 850
194 900
205 950
215 1 000 900 10
259 1,200
302 1,400
345 1,600
388 1,800
432 2 000
541 2 500 900 10
650 3 000
758 3 500 900 10
866 4 000
974 4,500
1,190 5 500
1,300 6 000
1,405 6 500
1,515 7000
1,625 7 500
1,730 8000
1,840 8 500
1,950 9000
2,055 9 500
2,165 10 000

Дополнительные инструменты и справочные материалы:

Вы можете найти дополнительные инструменты и программное обеспечение для преобразования на нашей странице загрузок.Вы также можете найти дополнительную информацию о формулах и преобразованиях на этой странице на нашей странице образовательной литературы.


Заявление об ограничении ответственности:

Хотя формулы Fluid Power являются полезными инструментами для определения компонентов и возможностей системы; другие факторы, такие как механическая эффективность, гидродинамика и ограничения материалов, также должны быть приняты во внимание.

Компания

Advanced Fluid Systems тщательно проверила правильность преобразований и расчетов на этой странице. Однако Advanced Fluid Systems не предоставляет никаких гарантий и не принимает на себя никаких юридических обязательств или ответственности за точность, полноту или полезность любой предоставленной информации.

Если у вас есть какие-либо вопросы, комментарии или отзывы об информации на этой странице или на нашем веб-сайте, пожалуйста, свяжитесь с [email protected]

Базовая гидравлика - понимание схем

ГЛАВА 12 - Понимание схем

Рисунок 12.1 - схематические символы нарисованы простыми формами, такими как эти

Обозначения

Символы важны для технической коммуникации. Они не зависят от какого-либо конкретного языка, являются международными по своему охвату и характеру.Гидравлические графические символы подчеркивают функции и методы работы компонентов. Эти символы можно довольно просто нарисовать, если понимать логику и элементарные формы, используемые в дизайне символов. Элементарные формы символов - круги, квадраты, треугольники, дуги, стрелки, точки и кресты.

Рисунок 12.2 - представление схематических линий, которые могут быть найдены на гидравлической схеме

Строки

Понимание графических линейных символов имеет решающее значение для правильной интерпретации схем.Непрерывные линии обозначают рабочую линию, питающую, обратную или электрическую линию. Пунктирная линия обозначает пилотную линию, линию слива, продувки или слива. Гибкие или изогнутые линии обозначают шланг, обычно соединенный с движущейся частью. Пересечение линий может иметь петли на пересечении или прямое пересечение. Соединение линий может быть выполнено с помощью точки на стыке или может располагаться под прямым углом.

Рисунок 12.3 - схематические изображения гидробаков

Резервуары

Резервуары с вентиляцией показаны в виде прямоугольника без верхней линии.Резервуары под давлением показаны в виде капсул. В резервуарах могут быть линии для жидкости, оканчивающиеся выше или ниже уровня жидкости. Возвратная линия выше уровня заканчивается на вертикальных ножках бака или немного ниже них. Линия возврата ниже уровня касается нижней части символа резервуара. Упрощенный символ для обозначения резервуара сводит к минимуму необходимость рисования ряда линий, возвращающихся в резервуар. Некоторые из них в одном контуре представляют собой общий резервуар. Эти символы имеют ту же функцию, что и символ заземления в электрических цепях.

Рисунок 12.4 - схематические изображения гидронасосов

Управление потоком

Символ клапана управления потоком начинается с верхней и нижней дуги. Это будет символизировать фиксированное отверстие. Стрелка, проходящая через дуги, указывает на то, что отверстие регулируется. Это будет графический символ игольчатого клапана. Когда мы добавляем стрелку к линии потока внутри блока управления, мы указываем, что клапан имеет компенсацию давления или истинное управление потоком.Клапан управления потоком с обратным клапаном указывает обратный поток вокруг клапана.

Рисунок 12.5 - схематические изображения гидрораспределителей

Направляющие регулирующие клапаны

Символ гидрораспределителя имеет несколько огибающих, показывающих количество положений клапана. Трехпозиционный гидрораспределитель показан с тремя огибающими.Стрелки в каждом конверте указывают возможное направление потока, когда клапан находится в этом положении. Центральное положение в трехпозиционном гидрораспределителе определяется в зависимости от типа контура или применения. Это центральное положение указывает путь потока жидкости, когда клапан находится в центре. Хотя существует множество типов конфигураций центра, четыре наиболее распространенных - это тандемная, закрытая, плавающая и открытая. Чтобы сдвинуть клапан или активировать его, используются такие устройства, как механическая ручка или рычаг, электрический соленоид или гидравлическое управляющее давление.Пружины с обеих сторон символа указывают на то, что клапан центрирован, когда он не активирован. В положении один или по центру жидкость течет из насоса через клапан в резервуар. Это тандемный центр. Когда клапан переводится в положение два, жидкость течет из P в A, расширяя цилиндр. Переключение в положение три позволяет потоку из P в B и из A в T, втягивая цилиндр.

Рисунок 12.6 - схематические изображения гидрораспределителей

Клапаны давления

Символ клапана давления начинается с одного конверта.Стрелка на конверте показывает направление потока через клапан. Порты обозначены как 1 и 2 или как первичный и вторичный. Поток через клапан идет от первичного к вторичному порту. Обратите внимание, что в нормальном положении стрелка не совмещена с портом. Это указывает на то, что клапан нормально закрыт. Все клапаны давления обычно закрыты, за исключением редукционного клапана, который обычно открыт. Пружина, расположенная перпендикулярно стрелке, указывает на то, что сила пружины удерживает клапан в закрытом состоянии.Стрелка, проходящая через пружину по диагонали, указывает на то, что сила пружины регулируется. Управляющее давление противодействует силе пружины. На это указывает пунктирная линия, идущая от первичного порта перпендикулярно стрелке напротив пружины. Когда гидравлическое давление, управляемое из первичного порта, превышает силу пружины, клапан перемещается в открытое положение, выравнивая первичный и вторичный порты.

Рисунок 12.7 - схематические изображения напорных клапанов

Обратные клапаны

Символы обратного клапана нарисованы маленьким кружком внутри открытого треугольника.Свободный поток противоположен направлению, указанном треугольником. Когда круг переходит в треугольник, поток блокируется или останавливается. Обратные клапаны могут открываться или закрываться с помощью пилота. Пилот для открытия обозначен пилотной линией, направленной к показанному треугольнику, чтобы отодвинуть круг от уплотнения. Пилот должен замкнуться, указывая направление пилотной линии к задней части круга или к сиденью.

Рисунок 12.8 - схематические изображения обратных клапанов

Двигатели

Графические символы гидравлического двигателя противоположны гидравлическим насосам, с той разницей, что энергетический треугольник указывает на круг, указывая на поступление энергии жидкости.Два энергетических треугольника указывают на двунаправленный или реверсивный двигатель. Как и насосы, многие конструкции гидравлических двигателей имеют внутреннюю утечку. Пунктирная линия, выходящая из круга, указывает линию слива в бак.

Рисунок 12.9 - схематические изображения гидромоторов

Цилиндры

Гидравлические силовые цилиндры без каких-либо необычных соотношений между диаметром отверстия и штоком показаны на Рисунке 12.10: одинарного действия, двойного действия и двойного стержня. Внутренний прямоугольник рядом с символом поршня указывает на амортизирующее устройство в конце хода. Если диаметр стержня больше обычного для диаметра отверстия, это должно отражаться в символе.

Рисунок 12.10 - схематические изображения цилиндров

Фильтры

Графический символ устройства кондиционирования гидравлической жидкости изображен квадратом, стоящим на конце.Пунктирная линия в противоположных углах указывает на то, что это фильтр или сетчатый фильтр. Добавление обратного клапана параллельно портам указывает на то, что фильтр имеет байпас.

Рисунок 12.11 - схематические изображения гидравлических фильтров

Теплообменник

Гидравлические теплообменники можно рассматривать как охладители или нагреватели. Их графические символы часто путают. Как и в случае с фильтром, базовый символ отображается в виде квадрата на конце.Внутренние стрелки указывают на ввод тепла или нагревателя. Стрелки указывают на рассеивание тепла или охлаждение. Стрелки, указывающие внутрь и наружу, будут указывать на регулятор температуры или температуру, которая поддерживается между двумя заданными пределами.

Схема чтения

Контур № 1

Схема - это набор взаимосвязанных графических символов, показывающих последовательность операций. Короче говоря, они объясняют, как работает схема.Правильное прочтение схемы - самый важный элемент поиска и устранения неисправностей гидравлики. Хотя поначалу большинство схем может показаться сложным, распознавание стандартных символов и систематического отслеживания потоков упрощает процесс.

В схеме на рис. 12.13 используются два клапана последовательности. Это нормально закрытые клапаны, которые открываются при заданной настройке. Отслеживая поток в контуре, можно определить, как контур спроектирован для работы. Этот процесс называется чтением схемы.Начнем с насоса.

Рисунок 12.13 - гидравлическая схема контура № 1

Следуйте за потоком мимо предохранительного клапана к гидрораспределителю, который перемещается в верхнее положение, как показано. Направленный регулирующий клапан направляет поток в линии верхнего контура. Здесь поток может идти в трех направлениях. Верхний обратный клапан перекрывает один проход. Клапан закрытой последовательности блокирует другой, но поток к порту A привода открыт.Когда шток цилиндра втягивается, поток из порта B блокируется обратным клапаном, поэтому он выходит в резервуар через направленный регулирующий клапан.

Когда цилиндр полностью втянут, давление будет расти в пилотном канале клапана последовательности. Он открывается и подает управляющее давление на гидрораспределитель. Управляющее давление на верхней стороне гидрораспределителя сдвигает клапан вниз. Теперь поток насоса направляется в нижний контур, а поток здесь направляется в три места.Он заблокирован на обратном клапане и заблокирован на клапане закрытой последовательности, но поток к порту B привода открыт. Поток в порту будет оказывать давление на поршень и расширять цилиндр. Поток из порта A блокируется верхним обратным клапаном, поэтому он проходит через распределительный клапан в резервуар. Когда цилиндр полностью выдвинут, давление продолжает расти. Управляющее давление открывает клапан последовательности внизу. Это посылает управляющее давление в нижнюю часть гидрораспределителя, переводя его обратно в верхнее положение.Теперь поток насоса снова направляется на сторону штока привода для втягивания цилиндра, и цикл начинается снова. Отслеживание потока в этом контуре показывает, что он предназначен для автоматического втягивания и выдвижения. Теперь, когда схема понятна, правильное функционирование системы будет зависеть от правильной настройки и работы клапанов последовательности, а также от правильной работы гидрораспределителя с гидроуправлением.

Контур № 2

Рисунок 12.14 - цепь высокого-низкого уровня. Такой контур может использоваться для достижения высокой скорости или быстрого продвижения при низком давлении, за которым следует медленная скорость и большое усилие. Хорошим примером системы высокого-низкого давления может быть пресс, в котором плунжер быстро приближается к заготовке. В это время давление начинает нарастать. Поток от насоса большого объема отводится в резервуар. Насос малого объема будет производить небольшой поток, необходимый для продолжения движения плунжера в обрабатываемой детали. Давление будет продолжать расти, пока не достигнет настройки предохранительного клапана.При реверсировании гидрораспределителя давление падает и разгрузочный клапан закрывается. Цилиндр втягивался с большой скоростью. Теперь мы более подробно рассмотрим компоненты, составляющие эту систему. Во-первых, разгрузочный клапан. Этот клапан был установлен на 500 фунтов на квадратный дюйм. Когда давление в системе достигнет 500 фунтов на квадратный дюйм, этот клапан откроется и позволит потоку из насоса большого объема вернуться в резервуар при минимальном давлении.

Рисунок 12.14 - принципиальная электрическая схема высокого-низкого уровня цепи №2

Далее мы рассмотрим функцию обратного клапана. Когда давление в системе меньше, чем уставка разгрузочного клапана, поток из насоса большого объема проходит через обратный клапан, чтобы объединиться с потоком из насоса малого объема. После открытия разгрузочного клапана этот обратный клапан закрывается, так что поток от насоса малого объема не течет к разгрузочному клапану.

Теперь мы рассмотрим группу насосов высокого-низкого уровня.Это двойной насос. Эти насосы имеют общий вход и отдельные выходы. Во время быстрого продвижения при низком давлении оба потока насоса объединяются. Когда разгрузочный клапан открывается, поток большого насоса возвращается в резервуар, а поток малого насоса используется для выполнения работы.

Наконец, мы рассмотрим предохранительный клапан системы. Этот клапан ограничивает максимальное давление в системе. Обратите внимание, что на схеме показано давление, на которое должен быть установлен клапан.

Контур № 3

На рисунке 12.15, цилиндр имеет вес, который может вызвать его свободное падение или падение с неконтролируемой скоростью. Уравновешивающий клапан помещается в порт на конце штока цилиндра для создания противодавления. Противодавление является результатом нагрузки, которая пытается вытеснить жидкость из цилиндра через уравновешивающий клапан, который закрыт. Уравновешивающий клапан должен быть установлен немного выше давления, создаваемого нагрузкой. При переключении гидрораспределитель оказывает давление на поршень цилиндра. Это, в свою очередь, увеличивает противодавление, вызывая открытие уравновешивающего клапана, позволяя цилиндру опускать нагрузку с контролируемой скоростью.

Теперь мы более подробно рассмотрим компоненты, составляющие эту систему. Сначала мы рассмотрим схему автономного или петлевого фильтра почек. Этот контур состоит из группы электродвигателей насоса, фильтра и теплообменника воздух-жидкость. Насос забирает гидравлическую жидкость из резервуара, пропуская жидкость через фильтр и теплообменник воздух-жидкость. Этот контур обычно работает постоянно, чтобы гидравлическая жидкость оставалась чистой и прохладной. Далее идет насос с компенсацией давления. Насос с компенсацией давления прекращает ход, когда гидрораспределитель находится в центре.В это время между насосом и гидрораспределителем поддерживается давление, но нет потока. При смещении гидрораспределителя насос продолжает ход, обеспечивая поток для контура.

Рисунок 12.15 - схематическое изображение цепи № 3

Далее мы рассмотрим гидрораспределитель. Это трехпозиционный четырехходовой клапан с поплавковым центром. Этот клапан, когда он отцентрован, будет блокировать поток из насоса, так что давление будет расти и выключать насос.Оба рабочих отверстия возвращаются обратно в резервуар, поэтому в линиях рабочего отверстия нет давления, за исключением между штоком цилиндра и уравновешивающим клапаном.

Наконец, мы рассмотрим уравновешивающий клапан. Уравновешивающий клапан поддерживает противодавление на стороне штока цилиндра, так что цилиндр снижает нагрузку с контролируемой скоростью. Обратный клапан используется для блокировки и удержания нагрузки на цилиндр, когда гидрораспределитель находится в центре.Теперь давайте снова посмотрим, как работает система, и посмотрим, как работает каждый компонент.

СВОДКА

Схема - это линейный чертеж, состоящий из ряда символов и соединений, которые представляют фактические компоненты гидравлической системы.

Гидравлическая графика Символы подчеркивают функции и методы работы компонентов.

Символы не зависят от какого-либо конкретного языка и являются международными по своему охвату и характеру.

Подробнее:

Блог.Teknisi

Патент США на гидравлическую систему отопления Патент (Патент № 4,344,567, выданный 17 августа 1982 г.)

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

(1) Область изобретения

Жидкостные системы отопления, в частности система циркуляции масла с замкнутым трубопроводом. Нагнетательный насос пропускает масло через перегородку, имеющую расположенные под углом ограничительные отверстия, тем самым создавая теплоту трения и теплоту сдвига в протекающем масле.Система может быть соединена с радиатором или системой лучистого тепла, системой принудительных воздуховодов или водонагревателем и т.п.

(2) Описание предшествующего уровня техники

GILROY, Патент США. № 823,856

BRUNNER, Патент США. № 2,764,147

JACOBS, Патент США. № 3,720,372

LUTZ, Патент США. № 3,813,036

БРАУНИНГ, Патент США. № 3,952,723

KITA, Патент США. № 3,989,189

LUTZ, Патент США. № 4,060,194

HAMRICK, U.С. Пат. № 4,143,522

Вышеупомянутые патенты обсуждаются в сопроводительном заявлении о предшествующем уровне техники.

В основном, в предшествующем уровне техники говорится о нагнетании жидкости через ограничитель для получения тепла, генерируемого трением. Однако в предшествующем уровне техники не показано угловое расположение отверстий по отношению к оси потока, чтобы получить усиленный эффект сдвига текущей жидкости по отношению к нетекучей или статической жидкости, прилегающей к задней стороне отверстие.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением закрытый маслонаполненный трубопровод определяет секцию гидравлического нагнетания давления и секцию возврата без давления для потока жидкого масла. Внутри трубопровода поддерживается вертикальная перегородка между секцией нагнетания давления и возвратной секцией, при этом перегородка включает в себя множество перфорационных отверстий или отверстий, расположенных под углом к ​​оси трубопровода. Насос для повышения давления масла поддерживается в канале на передней стороне перегородки, чтобы проталкивать масло через расположенные под углом отверстия.Жидкая масляная среда, предпочтительно растительное масло, протекает, таким образом, через перегородочные отверстия и трубопровод с помощью насоса, при этом масло нагревается за счет фрикционного удара ограниченного потока через отверстия и сдвига текущего масла против непротекающего. или статическое масло рядом с задней стороной перегородки. Система может быть соединена с радиаторными системами или системами лучистого отопления, системой принудительных воздуховодов или водонагревателем и т.п.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС.1 представляет собой фрагментарный схематический вид, показывающий расположение электродвигателя и насоса относительно участков нагнетания и возврата трубопровода, а также вертикальной перегородки, расположенной между участками нагнетания и возврата.

РИС. 2 - вид спереди перегородки с расположенными под углом ограничительными отверстиями, сконструированной в соответствии с настоящим изобретением.

РИС. 3 - фрагментарный схематический вид, иллюстрирующий расположение вогнутой перегородки в трубопроводе, чтобы получить поток масла, отклоняемый от стенки канала.

РИС. 4 - фрагментарный схематический вид, показывающий расположение выпуклой перегородки так, чтобы получить пересекающийся поток масла внутри возвратной секции трубопровода.

РИС. 5 представляет собой схематический вид, показывающий настоящую систему, соединенную с домашней радиаторной системой.

РИС. 6 представляет собой схематический вид, показывающий соединение настоящей гидравлической системы отопления с домашней системой принудительной подачи воздуха.

РИС. 7 - схематический вид, показывающий соединение настоящей системы с системой лучистого отопления.

РИС. 8 - схематический вид, показывающий соединение настоящей системы с водонагревателем.

РИС. 9 - схематический вид, показывающий соединение настоящей системы с системой принудительного горячего воздуха.

РИС. 10 - график, иллюстрирующий эффект повышения температуры масла при постоянном давлении в соответствии с увеличением угла наклона отверстия по отношению к оси потока.

РИС. 11 - график, иллюстрирующий эффект сокращения временной последовательности для протекания масла при постоянном давлении для достижения желаемой температуры за счет увеличения площади ограниченного потока через множество расположенных под углом отверстий.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На ФИГ. 1 показан обычный электродвигатель 1 (одна лошадиная сила, 1725 об / мин, 10 ампер), соединенный с гидравлическим насосом 2, например двунаправленным гидравлическим насосом Gressen модели PGG2. Система закрытых трубопроводов включает в себя секцию 4 нагнетания и секцию 5 возврата без давления вместе с вертикальной перегородкой 3, расположенной внутри трубопровода так, чтобы пересекать поток масла. Обе секции трубопровода могут содержать манометры, а также отверстия для заливки масла (не показаны), а гидравлический насос может содержать обычные клапаны.

Как показано на фиг. 2, перегородка 3 может включать в себя множество угловых отверстий или перфораций 9. У видов, показанных на фиг. 3, перегородка 3 имеет вогнутое поперечное сечение по отношению к направлению потока масла, так что масло под давлением выталкивается высокоскоростными потоками 16, которые отклоняются от стенки канала. Сопротивление трения при проталкивании жидкого масла через отверстия 9, а также эффект сдвига между текущими потоками 16 и неподвижной или медленно движущейся текучей средой 17, примыкающей к перегородке 3, вызывают значительное нагревание.В версии, показанной на фиг. 4, используется выпуклая перегородка 3 для создания пересекающихся высокоскоростных потоков 16 на задней стороне перегородки.

Было использовано следующее количество растительных, минеральных и животных масел:

 ______________________________________

     Кукурузное масло Пальмовое масло

     Подсолнечное масло

                      касторовое масло

     Соевое масло Конопляное масло

     Растительное масло Камфорное масло

     Оливковое масло Растительное масло

     Рапсовое масло Минеральное масло

     Арахисовое масло Животное масло

     Кунжутное масло Лимонное масло

     Сальное масло Фруктовые масла

     Масла животного происхождения Пчелиный воск

     Хлопковое масло Перечное масло

     Кокосовое масло Масло подкожного жира

     Льняное масло сливочное

     Парафиновое масло Масло печени трески

     Масло спермы Мускусное масло

     Ланолиновое масло Сосновое масло

     Масло сафлоровое Нефть, тяжелое, среднее,

                      свет (все виды)

     ______________________________________

 

Как видно из следующей диаграммы А, растительное масло достигло 212.степень. F. за меньшее время, чем нефтяное масло.

 ТАБЛИЦА A

     __________________________________________________________________________

      ПРОЙДЕННОЕ ВРЕМЯ

     ДОСТИЖЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ МАСЛА

     212 град. Ф.

     Масла пусковые

                  Давление

                       Температура

                              Пройденное время

                                     Воздуха

     Проверено

           Температура

                  (в фунтах на квадратный дюйм)

                       (в градусах)

                              (Минуты)

                                     Температура

     __________________________________________________________________________

     Кукуруза 70 210 212 6.7 125

     Сафлор

           70 210 212 7,0 125

     Подсолнечник

           70 210 212 7,1 125

     Оливковое 70205 212 7,1 125

     Соя 70205 212 7.2 123

     Овощной

           70 205 212 7,3 123

     Арахис

           70 205 212 7,3 122

     Печень трески

           70 200 212 7.4 122

     Минеральная

           70 190 212 7,5 121

     Кастор

           70 185 212 7,6 120

     Нефть

     Тяжелая 70180212 15.5 115

     Середина

           70 160 212 20,0 110

     Светлый 70140212 23,0 105

     __________________________________________________________________________

 

На диаграмме B показано нагревание кукурузного масла путем прокачки через одиночный 0.006 дюймовое отверстие, 210 ° С. F. достигается за десять минут.

 ТАБЛИЦА B

     ______________________________________

     НАГРЕВ КУКУРУЗНОГО МАСЛА

     НАКАЧИВАНИЕ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЕ .006

                           Масло Масло

     Время Pres- Pres- Median

                                 Медиана

                                       Air Air

     Вентилятор уверен, что Temp Temp Temp Temp Am-

     (Минуты)

            In Out In Out In Out перес

     ______________________________________

     0 0 0 70 70 70 70 0

     5 210 0 140 136 72 76 10

     10 210 0210 206 75 78 10

     15 210 0 230 226 77 80 10

     20 210 0250 246 79 82 10

     25 * 220 0200 196 75 160 10

     30 * 220 0 142 138 72 130 10

     35 * 220 0 142 138 70 125 10

     40 * 220 0 142 138 70 125 10

     45 * 220 0 142 138 70 125 10

     50 * 220 0 142 138 70 125 10

     55 * 220 0 142 138 70 125 10

     60 * 220 0 142 138 70 125 10

     ______________________________________

      * Эти показания оставались постоянными в течение 20 часов без изменений и кукурузы.

      масло было прозрачным.

На диаграмме C использовалось отверстие большего размера 0,008 дюйма с последующей потерей теплового эффекта.

 ТАБЛИЦА C

     ______________________________________

     НАГРЕВ КУКУРУЗНОГО МАСЛА

     НАКАЧКА ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЕ .008

                           Масло Масло

     Время Pres- Pres- Median

                                 Медиана

                                       Air Air

     Вентилятор уверен, что Temp Temp Temp Temp Am-

     (Miuntes)

            In Out In Out In Out перес

     ______________________________________

     0 0 0 70 70 70 70 10

     5 60 0 135 131 73 77 10

     10 60 0 169 165 75 79 10

     15 60 0 195 191 77 80 10

     20 60 0 212 208 79 85 10

     25 60 0 230 226 78 90 10

     30 * 80 0 197 193 70 125 10

     35 * 80 0 137 133 70 118 10

     40 * 80 0 137 133 70 118 10

     45 * 80 0 137 133 70 118 10

     50 * 80 0 137 133 70 118 10

     55 * 80 0 137 133 70 118 10

     60 * 80 0 137 133 70 118 10

     ______________________________________

      * Эти показания оставались неизменными в течение 10 часов.

В любом случае перепад давления в масле на задней стороне перегородки обеспечивает тепловой разряд, который может быть связан с различными радиаторами, принудительным воздухом, лучистым обогревом, нагревателем горячей воды и подобными системами, показанными на фиг. 5, 6, 7 и 8.

Угловое смещение отверстий относительно оси трубопровода оказывает значительное влияние на способность выделять тепло в масляной среде. См. Для примера диаграмму D.

 ТАБЛИЦА D

     ______________________________________

     ТЕПЛООБРАБОТКА

     Растительное масло

     Давление

     Перед областью потока в

                         Угловое смещение

                                          Выход

     Ограничение

             .001 Дюймы

                         Поток с высокой скоростью

                                          БТЕ '

     ______________________________________

     40 фунтов на квадратный дюйм 12 раз. .098

                         .угол. = 1,87 град.

                                          5 000

     43 фунта на квадратный дюйм 12.раз. 0,094

                         .угол. = 3,75 градуса.

                                          10 000

     45 фунтов на квадратный дюйм 10 раз. .098

                         .угол. = 7,5 град.

                                          20 000

     47 фунтов на квадратный дюйм 10.раз. 0,094

                         .угол. = 11,25 град.

                                          30 000

     50 фунтов на квадратный дюйм 9 раз. .098

                         .угол. = 15. град.

                                          40 000

     55 фунтов на кв. Дюйм 9.раз. 0,094

                         .угол. = 18,75 град.

                                          50 000

     60 фунтов на квадратный дюйм 8 раз. .098

                         .угол. = 22,25 град.

                                          60 000

     65 фунтов на кв. Дюйм 8.раз. 0,094

                         .угол. = 26,25 град.

                                          70 000

     70 фунтов на квадратный дюйм 7 раз. .098

                         .угол. = 30 град.

                                          80 000

     75 фунтов на кв. Дюйм 7.раз. 0,094

                         .угол. = 33,75 град.

                                          90 000

     80 фунтов на квадратный дюйм 6 раз. .098

                         .угол. = 37,5 град.

                                          100 000

     100 фунтов на квадратный дюйм 6.раз. 0,094

                         .угол. = 45 град.

                                          120 000

     160 фунтов на квадратный дюйм 5 раз. .098

                         .угол. = 52,5 град.

                                          140 000

     180 фунтов на кв. Дюйм 5.раз. 0,094

                         .угол. = 60 град.

                                          160 000

     200 фунтов на квадратный дюйм 4 раза. .098

                         .угол. = 67,5 град.

                                          180 000

     210 фунтов на кв. Дюйм 4.раз. 0,094

                         .угол. = 71,4 градуса.

                                          200 000

     ______________________________________

 

Как будет очевидно, чем больше угол отверстия по отношению к оси трубопровода, тем больше тепла выделяется из-за трения и эффекта сдвига.

Очевидно, что могут использоваться различные типы перегородок, и количество отверстий может изменяться без отклонения от сущности и объема изобретения.

КНИГА 2, ГЛАВА 15: Насосы

Насосы

На рисунках с 15-1 по 15-5 показаны условные обозначения нескольких насосов с фиксированным рабочим объемом. Используйте насосы постоянной производительности в простых одно- или двухцилиндровых контурах, которые никогда не останавливаются под давлением. Также используйте их для цепей односкоростного двигателя или цепей, в которых несколько цилиндров работают одновременно, но никогда не останавливаются и не удерживаются при полном давлении.Насосы с постоянным рабочим объемом всегда перемещают заданный объем жидкости под давлением между давлением, определяемым сопротивлением, и максимальной настройкой предохранительного клапана. При блокировке выпускного отверстия насоса с фиксированным рабочим объемом избыточный поток через предохранительный клапан направляется в резервуар. Когда жидкость проходит через предохранительный клапан под давлением, вся входящая энергия выделяет тепло.

Рис. 15-1. Обозначение для одиночного насоса

Насосы с фиксированным рабочим объемом могут быть шестеренчатыми, героторными, лопастными или поршневыми. Наиболее распространены зубчатые и лопастные. Они относительно недороги, очень надежны и при правильном использовании выделяют мало тепла.

Шестеренные и пластинчатые насосы бывают самых разных конфигураций. На рисунках с 15-1 по 15-3 показан один или несколько насосов в едином корпусе. Насосы могут иметь общий вход или несколько входов. Большинство комбинированных насосов имеют отдельные выходы для использования в разных подсхемах. Расход от каждого насоса в комбинации может быть одинаковым или различным.

Рис. 15-2. Символ сдвоенного насоса

На Рис. 15-4 показан символ автономного сдвоенного насоса для контура высокого-низкого давления. Поток от обоих насосов перемещает привод к работе и от работы при низком давлении.Насос большого объема разгружается через встроенный разгрузочный клапан при рабочем контакте. Это оставляет всю мощность двигателя для привода насоса малого объема / высокого давления. Эта схема обычно потребляет меньше мощности без ущерба для времени цикла. Представленный здесь комплектный насос компактный и недорогой, но любой сдвоенный насос с подходящими клапанами может обеспечивать контур высокого-низкого давления.

Рис. 15-3. Символ тройного насоса

Многие производители производят насосы с проходным приводом, подобные показанному на Рисунке 15-5.Электродвигатель с двумя валами обычно управляет обоими насосами. В случае насоса с проходным приводом второй насос привинчивается к валу первого насоса и приводится в действие им. При подключении более двух насосов рассмотрите некоторые возможные проблемы: выдержит ли вал первого насоса крутящий момент дополнительных насосов; дополнительные насосы приведут к слишком большой радиальной нагрузке от слишком большого количества насосов.

Рис. 15-4. Обозначение для насосов высокого и низкого давления для контуров стационарных насосов
На рис. 15-6 показана принципиальная схема насоса фиксированного рабочего объема, работающего с одним цилиндром.В состоянии покоя насос разгружается через тандемный центральный клапан при минимальном давлении. Когда цилиндр выдвигается, давление такое, какое требуется для его хода. Когда цилиндр соприкасается с изделием, давление увеличивается до уровня, необходимого для выполнения работы. Когда цилиндр втягивается, давление такое, какое требуется для возврата цилиндра и нагрузки. Ни при каких обстоятельствах из предохранительного клапана масло не сливается в бак. Следовательно, эта схема работает с небольшим нагревом и не требует теплообменника при использовании высокоэффективных деталей.

Рис. 15-5. Символ для проходного насоса На рисунке 15-7 показан один из способов использования насосов с постоянным рабочим объемом в многоцилиндровом контуре. Каждый из трех цилиндров в этом примере имеет отдельный насос, предохранительный клапан и направляющий клапан. Приводы перемещаются с желаемой скоростью и усилием, потому что настройки расхода и предохранительного клапана каждого насоса соответствуют рабочим требованиям их цилиндров. Поскольку нет регуляторов расхода, предохранительные клапаны никогда не сбрасывают лишнюю жидкость, позволяя всей входящей энергии выполнять полезную работу.Тепло не должно быть проблемой в этой цепи.

Рис. 15-6. Типовая схема насоса с фиксированным рабочим объемом

Два насоса подают CYL3 для быстрого хода. Эта схема работает лучше всего, когда CYL2 не выполняет цикл одновременно с CYL3.

Рис. 15-7.Схема с тремя насосами постоянной производительности, питающими три исполнительных механизма

Для разработки эффективных схем требуется время, но результаты окупаются в виде экономии в будущем. Схема "высокий-низкий" на рис. 15-8, которая включает в себя цикл большого быстроходного цилиндра, позволяет сэкономить как на первоначальных затратах, так и на эксплуатационных расходах. Если использовался один насос на 60 галлонов в минуту, работающий при 3000 фунтов на квадратный дюйм, потребовался бы двигатель мощностью 120 л.с.Заменив двойной насос с секциями 60 и 10 галлонов в минуту, можно уменьшить размер двигателя без ущерба для времени цикла. Большая разница возникает потому, что для перемещения цилиндра, скажем, 450 и 500 фунтов на квадратный дюйм требуется всего 20,4 л.с. Когда цилиндр встречает сопротивление и давление достигает примерно 500 фунтов на квадратный дюйм или выше, секция насоса на 60 галлонов в минуту разгружается без давления, в то время как насос на 10 галлонов в минуту выполняет свою работу. Насос на 10 галлонов в минуту при 3000 фунтов на квадратный дюйм требует 17,5 л.с. Хотя рабочая скорость ниже, время в пути меньше. С небольшими расчетами можно легко сэкономить на электрическом двигателе и элементах управления, а также снизить затраты на электроэнергию в течение всего срока службы машины.

Рис. 15-8. Типовая схема высокого и низкого давления с фиксированным рабочим объемом

На рис. 15-9 фиксированный сквозной насос с большим рабочим объемом в сочетании с насосом с малым рабочим объемом и с компенсацией давления создает другой тип контура высокого-низкого давления.Этот контур обеспечивает быстрое перемещение, а затем поддерживает давление зажима в течение длительных периодов времени с небольшим тепловыделением. Принцип работы схемы такой же, как на Рисунке 15-8. Он не требует специального электрического управления, поскольку разгрузочный клапан автоматически опорожняет высокопроизводительный насос при любом давлении выше 400 фунтов на квадратный дюйм. Насос с компенсацией давления с небольшим рабочим объемом снижает затраты на электроэнергию и отопление. Эта конструкция насоса заменяет большой насос с компенсацией давления в определенных областях применения.

Инжир.15-9. Цепь насоса высокого-низкого давления для приведения в действие зажимного цилиндра

Насосы переменной производительности с компенсацией давления

Одним из способов предотвращения выделения тепла при поддержании давления является использование насосов с компенсацией давления. Поток от насосов с компенсацией давления падает почти до нуля, когда они достигают давления компенсатора.Сниженный расход снижает потребление мощности и предохраняет систему от перегрева. Обратите внимание: насосы с компенсацией давления дороже, чем насосы с фиксированным рабочим объемом, и обычно менее устойчивы к загрязнениям. Кроме того, насосы с компенсацией давления бывают только лопастными или поршневыми. Насосы других конструкций не могут работать с переменным рабочим объемом при той же скорости вращения.

Рис. 15-10. Символы для насосов с компенсацией давления

На Рисунке 15-10 показаны символы насоса с компенсацией давления.Стрелка внутри круга, параллельная пути потока, указывает компенсацию давления. Полный символ показывает все рабочие функции. Упрощенный символ не учитывает некоторые детали (например, слив в корпусе) и предполагает, что человек, читающий схематическую диаграмму, знает их необходимость.

Рис. 15-11. Символ насоса переменной производительности с компенсацией давления

Многие насосы с компенсацией давления включают метод регулировки максимального расхода, что делает насос более универсальным.Символ на Рисунке 15-11 обозначает насос переменной производительности с компенсацией давления. Стрелка под углом к ​​символу насоса обозначает переменный или регулируемый расход. Расход насоса с компенсацией давления автоматически уменьшается при увеличении давления, но наклонная стрелка также указывает на переменный максимальный выходной объем. Насос переменной производительности может устранить необходимость в регуляторах расхода в некоторых контурах.

Рис. 15-12. Символ насоса переменной производительности

Насос переменной производительности, показанный на Рисунке 15-12, не имеет компенсации давления.Используйте этот тип насоса для изменения скорости привода без потери энергии. Такой способ управления скоростью дает меньше тепла. Управление насосами переменной производительности может быть ручным, гидравлическим или электрическим с сервоприводом или пропорциональными клапанами.

Рис. 15-13. Схема для насоса с компенсацией давления с дистанционным управлением

На Рис. 15-13 показан символ насоса с компенсацией давления с дистанционным оператором для регулировки максимального давления.Настройте компенсатор насоса на минимальное давление и отрегулируйте давление в системе удаленно. На этой схеме показан дистанционный предохранительный клапан с ручной регулировкой, установленный рядом с оператором для облегчения доступа.

Рис. 15-14. Чувствительный к нагрузке насос с компенсацией давления

К насосам с компенсацией давления можно добавить функцию измерения нагрузки.На Рис. 15-14 показан символ насоса для такой комбинации. Дополнительный порт в насосе измеряет давление в выкидных линиях к приводу. Измерение фактического рабочего давления заставляет насос компенсировать потребность в потоке при давлениях на 100–150 фунтов на квадратный дюйм выше рабочего давления. Определение нагрузки выгодно только в схемах, в которых расход насоса меньше максимального. В этих схемах насосы с регулированием по нагрузке более эффективны - они расходуют меньше энергии и уменьшают нагрев масла.

Рис. 15-15. Насос с компенсацией давления и функцией ограничения мощности

Насос на Рисунке 15-15 имеет компенсацию давления с добавленным ограничением мощности.Когда максимальная требуемая мощность насоса может превышать мощность первичного двигателя, используйте ограничитель мощности. Ограничение мощности позволяет использовать меньший бензиновый или дизельный двигатель с насосом большого объема на внедорожной технике.

Установите компенсатор на насосе ограничения мощности на максимальное давление в системе при компенсированном расходе. Поскольку давление увеличивается при высоком расходе, необходимая мощность может превышать имеющуюся. Ограничитель мощности снижает рабочий объем насоса при заданном давлении. Уменьшение рабочего объема насоса при повышении давления снижает требуемую мощность до доступной.С этой системой двигатель мощностью 20 л.с. может приводить насос на 60 галлонов в минуту до 5000 фунтов на квадратный дюйм при пониженном расходе.

Контуры насосов переменной производительности с компенсацией давления

">


Чтобы контролировать скорость привода при небольшом нагреве или его отсутствии, попробуйте схему, показанную на Рисунке 15-16. Насос переменной производительности довольно точно регулирует скорость цилиндра при минимальной мощности. Во время хода цилиндра давление в системе - это только то, что требуется для перемещения груза.Весь поток насоса направляется в цилиндр, поэтому единственная потеря энергии связана с неэффективностью компонентов. Подобная установка работает непрерывно без теплообменника. Температура масла может подняться на 15–25 градусов выше температуры окружающей среды только в том случае, если частота циклов превышает десять или более циклов в минуту.

Рис. 15-16. Цепь регулируемого насоса для регулирования скорости

Схема на Рисунке 15-17 представляет собой типичную насосную установку с компенсацией давления.Эта схема позволяет нескольким цилиндрам работать по отдельности или вместе. Когда цилиндры работают одновременно, добавьте регуляторы потока, чтобы ограничить привод, который встречает наименьшее сопротивление.

Рис. 15-17. Типовая схема насоса с компенсацией давления

Нагрев масла может быть проблемой в насосных контурах с компенсацией давления. Если насос работает под высоким давлением и / или если в контуре используются регуляторы расхода, потери энергии приводят к возникновению избыточного тепла.Эффективность гидрораспределителей также является важным фактором. Поскольку система поддерживает максимальное давление большую часть времени, утечки в золотниках клапана добавляют дополнительный нагрев.

Насосы с компенсацией давления часто преждевременно выходят из строя из-за высокой продолжительности рабочего цикла привода. Высокая частота циклов быстро приводит в действие компенсирующий механизм, и возникающие скачки давления могут привести к выходу детали из строя. Небольшой аккумулятор на выходе из насоса сглаживает цикл переключения компенсатора, уменьшая скачки давления и продлевая срок службы компонентов.

Рис. 15-18. Цепь чувствительного к нагрузке насоса

Одним из способов решения проблемы нагрева является использование насоса, показанного на рис. 15-18. Во время цикла цилиндра этот чувствительный к нагрузке насос с компенсацией давления никогда не позволяет давлению в системе превышать требуемую нагрузку более чем на 150–200 фунтов на квадратный дюйм.Насос постоянно определяет нагрузку и компенсирует это давление плюс жесткость пружины, чувствительной к нагрузке. Определение нагрузки обычно устраняет необходимость в теплообменнике - даже в системе с регуляторами расхода.

Проведите измерительную линию от каждого порта в цепи с несколькими исполнительными механизмами. Различные линии обратной связи соединяются в порте измерения нагрузки насоса с обратным клапаном, чтобы изолировать их друг от друга. Насос всегда видит самую высокую нагрузку в контуре и соответственно регулирует выходное давление. Контур управления расходомером - единственный способ управлять приводом.При перебегающих нагрузках используйте уравновешивающий клапан, чтобы привод не разлетелся.

Рис. 15-19. Цепь насоса ограничения мощности

При приводе насоса в действие двигателем или для экономии энергии с помощью электродвигателя меньшего размера используйте схему ограничения мощности, показанную на Рисунке 15-19.Эта схема изменяет рабочий объем насоса всякий раз, когда требуемая мощность в лошадиных силах превышает требуемую настройкой пружины компенсатора. Компенсатор мощности может быть настроен на заводе или на месте. Когда давление в системе достигает значения, установленного на компенсаторе насоса, на выходе прекращается поток, как у любого насоса с компенсацией давления.

Насосы двухсторонние
Аксиально-поршневые и радиально-поршневые насосы могут откачивать жидкость из любого порта, вращаясь в одном направлении. В замкнутых контурах используется эта особенность поршневых насосов.Контур насоса с замкнутым контуром направляет жидкость к исполнительному механизму, в то время как жидкость из того же устройства возвращается на вход насоса.

(Не путайте двунаправленные насосы с двухоборотными насосами. Двухоборотные насосы могут вытекать из любого порта, но только когда вращение меняется на противоположное. В двухоборотном насосе один порт подсоединен к резервуару, а другой канал подсоединен к трубопроводу Большинство двухоборотных насосов работают с гидравлическими контурами внедорожной техники, поскольку вращение приводного вала насоса отличается от одного агрегата к другому.)

Обычно двунаправленные насосы не имеют патрубка, подключенного к резервуару. Оба порта прикрепляются непосредственно к портам цилиндра или двигателя. Многие двунаправленные контуры работают с гидравлическими двигателями, потому что они принимают и возвращают примерно одинаковое количество жидкости. Наиболее распространенной системой с обратной связью является гидростатический привод, который часто используется на внедорожной технике.

Рис. 15-20. Символ двунаправленного насоса

На Рисунке 15-20 показано схематическое изображение двунаправленного насоса.Обратите внимание на два энергетических треугольника, показывающих, что жидкость вытекает из обоих портов. Насос выводит только из одного порта за раз, в то время как противоположный порт является входным. Когда один порт подсоединен к резервуару, а другой порт подсоединен к контуру, насос служит однонаправленным насосом переменного рабочего объема. Направление потока в подключенном таким образом двунаправленном насосе зависит от положения регулятора хода. Изменяя положение регулятора хода, любой порт может служить входом или выходом.

Рис. 15-21. Двунаправленный насос в замкнутом гидростатическом контуре

На рисунке 15-21 показана гидростатическая трансмиссия - обычная схема двунаправленного насоса. Небольшой насос постоянной производительности A (называемый нагнетательным насосом) компенсирует утечки в основном насосе и двигателе во время работы контура. Обратные клапаны B защищают нагнетательный насос и допускают попадание масла только в обратную сторону замкнутого контура.Клапан сброса заряда C сбрасывает избыточный поток заряда в бак под давлением от 150 до 300 фунтов на квадратный дюйм. Поток нагнетательного насоса вырабатывает тепло в гидростатических системах. Многие гидростатические системы используют жидкость нагнетательного насоса для управления насосами и / или вспомогательными контурами.

Рис. 15-22. Двунаправленный насос с обратной связью

Если обратный поток не равен выходному потоку, используйте схему двунаправленного насоса, показанную на Рисунке 15-22.В случае цилиндра с одинарным концом, прикрепленного к двунаправленному насосу, объем жидкости, идущей к концу крышки, когда цилиндр выдвигается, больше, чем поток, возвращающийся в насос от конца штока. Когда направление цилиндра меняется, верно обратное. Без возможности преодолеть неравномерность расхода двунаправленный насос, приводящий в действие одностержневой цилиндр, не работал бы.

Для одностержневых цилиндров добавьте в замкнутый контур обратный клапан A , предохранительный клапан низкого давления B и двухходовой клапан с пилотным управлением C .Обратный клапан A позволяет насосу забирать масло из бака, когда цилиндр выдвигается. Предохранительный клапан B и 2-ходовой клапан C обеспечивают путь для излишка масла в бак при втягивании цилиндра.

Часто в больших цилиндрах, работающих при высоком давлении и скорости, используются насосы с двухсторонним движением с неравномерной пропускной способностью. Эта схема очень эффективна и практически исключает гидравлический удар

Цепи двунаправленных насосов


Регулируя объем потока и его направление от двунаправленного насоса, можно заставить гидравлический двигатель вращаться в любом направлении с бесступенчато регулируемой скоростью.Контур с обратной связью тратит очень мало энергии. При запуске или изменении направления происходит минимальный удар, потому что насос запускается и проходит через непоток во время цикла. Гидравлический двигатель плавно замедляется, когда поток насоса достигает нуля, замедляя любую нагрузку, которую он перемещает.

Рис. 15-23. Замкнутый двунаправленный гидростатический привод; в состоянии покоя с работающим насосом

На рисунке 15-23 показаны части простой гидростатической трансмиссии, в которой используется этот тип цепи.Он состоит из двунаправленного насоса переменного рабочего объема, подключенного по трубопроводу к двунаправленному гидравлическому двигателю фиксированного рабочего объема в замкнутом контуре. Зарядный насос A , приводимый в действие двунаправленным насосом, забирает масло из бака и подает его через обратные клапаны C1 и C2 , чтобы замкнутый контур оставался заполненным. Избыточное масло из нагнетательного насоса сливается через предохранительный клапан B в бак. Челночный клапан E и предохранительный клапан D направляют поток наддува в сторону низкого давления замкнутого контура, когда гидравлический двигатель работает.Это происходит потому, что давление срабатывания предохранительного клапана D примерно на 100 фунтов на кв. Дюйм ниже, чем давление срабатывания предохранительного клапана B . Непрерывная подача холодного отфильтрованного масла защищает замкнутый контур от перегрева и загрязнения.

Перекрестные предохранительные клапаны F1 и F2 защищают насос и двигатель от избыточного давления. Когда давление в замкнутом контуре превышает настройку предохранительного клапана, масло переходит в противоположную линию. Однако из-за небольшого объема системы поток через байпас быстро нагревает.Это тепло может повредить компоненты, шланги и уплотнения. В большинстве гидростатических контуров теперь используются клапаны для разрушения насоса при немного более низком давлении, чем настройка перекрестного предохранительного клапана. Этот разрушающий клапан предотвращает нагрев потока насоса, но не помогает, когда приводимый в действие гидравлический двигатель действует как насос.

(Замена замкнутого контура на 4-ходовой распределитель и насос с фиксированным рабочим объемом с регуляторами расхода для изменения скорости также может приводить в действие гидравлический двигатель в любом направлении.Эта упрощенная схема стоит примерно пятую часть стоимости гидростатической трансмиссии. Однако затраты на удар системы, нагрев масла и повреждение оборудования, вызванные более дешевой системой, намного превышают первоначальную экономию средств.)

Рис. 15-24. Двунаправленный насос замкнутого цикла с выдвижным одностержневым цилиндром

Использование насоса с замкнутым контуром с одностержневым цилиндром требует дополнительных клапанов в насосе.На рисунках 15-24 и 15-25 показан контур цилиндра одностороннего действия, работающий от двунаправленного насоса с замкнутым и разомкнутым контуром. Термин закрытый-открытый контур указывает на то, что насос является двунаправленным, но один порт подключен к резервуару через обратный клапан A . Это предохраняет насос от истощения при выдвижении цилиндра. Кроме того, предохранительный клапан низкого давления B и двухходовой клапан NC C обеспечивают путь к резервуару для избыточного потока со стороны крышки цилиндра, когда он втягивается.

Когда цилиндр выдвигается, как показано на Рисунке 15-24, поток со стороны штока цилиндра не может заполнить насос.Поскольку насосу требуется больше масла, чем подает цилиндр, открывается обратный клапан A , позволяя маслу из бака поступать в насос. (Обратите внимание, что большие штоки цилиндров увеличивают потребность в потоке от нагнетательного насоса и бака.)

Рис. 15-25. Двунаправленный насос с замкнутым контуром втягивания, одинарный шток

Когда цилиндр втягивается, как показано на Рисунке 15-25, масла из крышки цилиндра больше, чем нужно насосу.Во время этой части цикла управляющее давление открывает 2-ходовой нормально закрытый клапан C , чтобы позволить избыточному потоку цилиндра пройти через предохранительный клапан низкого давления B в резервуар. (Опять же, чем больше шток цилиндра, тем больший объем масла поступает в бак.)

Основная причина использования двунаправленных насосов - очень плавное управление приводом, который они обеспечивают. Двунаправленные насосы полностью управляют запуском, остановкой и реверсированием самых больших высокоскоростных приводов. Это практически исключает удар системы и значительно продлевает срок службы машины.

Моделирование теплопередачи в теплообменниках: упражнение в AFT Fathom и AFT Arrow

Автор: Эбби Циммерман, Applied Flow Technology

Теплообменники являются одними из самых дорогих частей технологического оборудования, поэтому очень важно, чтобы их потери давления и теплопередача были хорошо изучены. AFT Fathom и AFT Arrow позволяют пользователям моделировать теплообменники внутри своих трубопроводных систем. Модели потери давления включают входные K-факторы, кривые сопротивления или информацию о трубном пучке.При рассмотрении энергетических балансов пользователи могут выбирать между 11 моделями теплопередачи в AFT Fathom и 12 моделями теплопередачи в AFT Arrow, чтобы наилучшим образом удовлетворить свои потребности в гидравлическом моделировании.

Хотя AFT Fathom и AFT Arrow также могут моделировать теплопередачу в трубах, в этом блоге основное внимание будет уделено тепловым моделям, доступным для теплообменников. Метод NTU-Effectiveness используется для расчета баланса энергии для теплообменников с этими конфигурациями:

  • Параллельный поток
  • Противоток
  • Поперечный поток

Параллельный поток: модель параллельного потока может использоваться, когда обе жидкости входят в один конец теплообменника и выходят из одного конца теплообменника.Теплообменник с параллельным потоком имеет большую разницу температур между двумя жидкостями на входе. Однако, когда жидкости движутся в параллельном потоке, эта разница уменьшается по мере приближения температур жидкости друг к другу.

Противоточный теплообменник: Противоточный теплообменник является противоположностью теплообменника с параллельным потоком. Горячая жидкость входит с одного конца, а холодная - с другого. Противоточный теплообменник является наиболее распространенным типом теплообменника, когда обе жидкости являются жидкостями.

Crossflow: теплообменник с поперечным потоком чаще всего используется для нагрева или охлаждения газа. Вторичная жидкость течет по трубам, по которым переносится системная жидкость, как показано на Рисунке 1 выше. В AFT Fathom и AFT Arrow доступны три типа моделей теплопередачи с поперечным потоком: обе жидкости без смешивания, смешанные жидкости системы и смешанные вторичные жидкости.

AFT Fathom и AFT Arrow дополнительно имеют тепловую модель Shell & Tube, 1 Shell Pass, Multiple of 2 Tube Pass. Эти шесть тепловых моделей (параллельный поток, противоток, 3 типа поперечного потока и кожух и труба) используют метод NTU-эффективности.

Метод NTU-Effectiveness используется, когда температуры жидкости на входе и выходе из теплообменника неизвестны. Мы рассмотрим здесь метод NTU-Effectiveness, чтобы лучше понять, что делают AFT Fathom и AFT Arrow, когда вы выбираете тепловую модель для своего теплообменника.

Для начала, метод NTU-Effectiveness требует, чтобы была найдена максимально возможная теплопередача. Теоретически максимальная теплопередача могла бы происходить в противоточном теплообменнике бесконечной длины.В этом сценарии максимально возможная разница температур - это разница между температурой на входе горячей жидкости и температурой на входе холодной жидкости:

Ур. 1) Т h2 - Т c1

Затем можно найти минимальную теплоемкость, умножив массовый расход на удельную теплоемкость горячей и холодной жидкости:

Ур. 2) C h = (ṁc p ) h

C c = (ṁc p ) c

и C мин. = нижнее значение

Жидкость с более высокой теплоемкостью изменяет температуру быстрее по длине теплообменника, но жидкость с более низкой теплоемкостью фактически испытывает максимально возможное изменение температуры.Исходя из этого, максимальная теплопередача между двумя жидкостями в теоретическом теплообменнике - это минимальная величина теплоемкости, умноженная на максимальную разницу температур:

Ур. 3) q max = C min (T h2 - T c1 )

Эффективность теплообменника - это соотношение между фактической скоростью теплопередачи и максимально возможной скоростью теплопередачи:

Ур. 4) ε = q / q max , где q = C h (T h2 - T h3 ) = C c (T c2 - T c1 )

Если известны эффективность и входные условия, количество тепла, передаваемого между двумя жидкостями, можно рассчитать, ничего не зная о выходной температуре любой из этих жидкостей:

Ур.5) q = εC мин (T h2 - T c1 )

Ключевым моментом в методе NTU становится расчет эффективности, которая является функцией коэффициента теплоемкости C и количества единиц переноса NTU:

Ур. 6) C = C мин. / C макс.

Ур. 7) NTU = N = UA / C мин , где U - общий коэффициент теплопередачи, а A - площадь теплопередачи

.

Каждая конфигурация теплообменника имеет уникальное отношение, используемое для расчета эффективности.Они становятся фундаментальными уравнениями для шести тепловых моделей, которые мы обсуждали ранее и которые можно увидеть на Рисунке 2 ниже.

Рисунок 2: Уравнения эффективности для различных конфигураций теплообменников

Другие тепловые модели, доступные в AFT Fathom и AFT Arrow, не нуждаются в использовании метода NTU-Effectiveness, поскольку они напрямую определяют информацию об условиях на выходе теплообменника. Их:

  • Регулируемая температура на выходе
  • Контролируемая температура на выходе (застой)
    • доступно только в AFT Arrow
  • Рост застоя энтальпии
  • Рост стагнации температуры
  • Постоянная заданная тепловая мощность
  • Указанная тепловая мощность в сравнении сПоток

Теперь, когда установлено базовое понимание каждой тепловой модели, мы рассмотрим сравнение результатов теплопередачи между различными тепловыми моделями, в которых используется метод NTU-Effectiveness. Входные данные, необходимые для всех шести тепловых моделей, одинаковы и показаны ниже на Рисунке 3.

Рисунок 3: Входные данные, необходимые для всех шести тепловых моделей, использующих метод NTU-Effectiveness

Если в теплообменник вводятся идентичные тепловые данные, но тепловая модель варьируется, это результаты:

Рисунок 4: Сравнение шести тепловых моделей эффективности NTU в AFT Fathom

Согласно методу NTU-Effectiveness, AFT Fathom рассчитывает, что противоточный теплообменник будет охлаждать горячую жидкость больше всего, а теплообменник с параллельным потоком будет охлаждать горячую жидкость меньше всего.При использовании единственного разветвления теплообменника, как в этом примере, обратите внимание, что вы должны указать данные вторичной жидкости (показанные на рисунке 3), потому что моделируется только первичный контур жидкости.

Если вы хотите, чтобы AFT Fathom или AFT Arrow вычисляли эти вторичные данные жидкости, вам необходимо смоделировать как сторону горячей жидкости, так и сторону холодной жидкости теплообменника. Функция, которая позволяет вам это сделать, называется Thermal Linking и доступна для шести тепловых моделей NTU-Effectiveness.

Thermal Linking позволяет двум теплообменникам представлять две стороны одного теплообменника. Эту возможность также можно использовать для моделирования контуров теплопередачи с различными жидкостями. Для получения дополнительной информации о том, как использовать Thermal Linking, обратитесь к этой статье: Моделирование стороны трубы и стороны кожуха теплообменника.

В целом, моделирование теплопередачи для теплообменников в AFT Fathom и AFT Arrow - очень мощный инструмент.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *