• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Основні властивості робочих рідин

Робочі рідини в гідроприводах є робочим тілом (енергоносієм). Завдяки їм встановлюється зв'язок між насосом і гідродвигунами. Крім того, робоча рідина виконує змащувальні функції, захищає деталі від корозії і виносить із гідропристроїв продукти зношення.

В зв'язку з цим роботоздатність гідропривода, його надійність і довговічність значною мірою залежать від типу робочої рідини, її властивостей і стану в процесі експлуатації.

Густиною рідини r називають масу рідини в одиниці її об'єму

, (1)

де m - маса рідини, кг; V - об'єм рідини, м³. Одиниця вимірювання
густини - кг/м³.

Питома сила тяжіння γ - це сила тяжіння одиниці об'єму рідини

, (2)

де G - сила тяжіння рідини, Н. Одиниця вимірювання питомої сили тяжіння - Н/м³.

Оскільки G=mg, та враховуючи залежність (31), отримаємо

, (3)

де g - прискорення вільного падіння.

Стисливість рідини характеризується коефіцієнтом об'ємного стиснення (об'ємної деформації) b_r, який є відносним зменшенням об'єму V при зміні тиску Р на одиницю,

. (4)

Одиницею вимірювання b_r в системі СІ є квадратний метр на
Ньютон(м²/Н= 1/Па).

Величина, зворотна b, називається модулем пружності рідини Е.

Стисливість робочої рідини — явище негативне для об'ємного привода, оскільки на стиснення безповоротно витрачається енергія. Стисливість знижує жорсткість гідропривода, може бути причиною автоколивань в ньому, створює запізнення в спрацюванні гідроапаратури.

Стисливість рідини залежить від температури і тиску, за яких працює сільськогосподарська техніка (T до 80°С, Р до 35 МПа), стисливість змінюється незначно. Тому в практичних розрахунках такими незначними змінами нехтують. Об'ємний модуль пружності для робочих рідин перебуває в межах 500 - 2500 МПа, для оливи АМГ-10 становить 1320 МПа, а для турбінної оливи - 1720 МПа.

Температурне розширення робочої рідини характеризується коефіцієнтом температурного розширення b_T, який відносною зміною об'єму V рідини при зміні температури Т на 1 °С

(5)

Для робочих рідин гідроприводів b_T приймають, як правило, незалежним від температури, а збільшення тиску до 60 МПа зумовлює збільшення b_T на 10 - 20 %.

Коефіцієнт b_T зі зменшенням густини нафтопродуктів від 920 до 700 кг/м³ збільшується від 0,00060 до 0,00082. Для більшості рідин коефіцієнт b_T зменшується зі збільшенням тиску.

Температура застигання (загущення) робочої рідини - це температура, за якої частинки рідини втрачають рухливість без фазових змін рідини і без переходу у тверде тіло.

Температурою спалаху називають температуру, до якої необхідно нагріти рідину, щоб її пара в суміші з повітрям спалахнула при піднесенні полум'я.

В'язкість - властивість робочої рідини чинити опір відносному руху його шарів при дії зовнішніх сил, тобто вона характеризує внутрішнє тертя рідини. Від в'язкості залежить швидкість руху рідини в зазорах, наявність плівки рідини на поверхнях рухомих деталей, що стикаються, заїдання запірних елементів гідророзподільників, клапанів та їх зношення тощо.

В'язкість рідини збільшується при зменшенні температури, а також при збільшенні тиску.

Найбільш чутливі до зміни в'язкості рідини насоси. При високій в'язкості можливі неповне заповнення всмоктувального трубопроводу і зниження подачі, а при низькій в'язкості - різке збільшення втрат (просочування) та інтенсивності зношення деталей.

Марку робочої рідини за в'язкістю вибирають залежно від кліматичної зони і пори року. Взимку слід застосовувати сорти рідини з меншою в’язкістю.

В розрахунках об’ємного привода широко використовують кінематичну в’язкість робочої рідини, якою є відношення динамічної в’язкості m до густини r

(6)

Кінематичну в’язкість виражають у стоксах (Ст) або в
сантистоксах (сСт): 1 Ст=100 сСт=1 см²/с=10^-4 м²/с, 1сСт=1мм^2/c.

Кінематична в'язкість робочої рідини при підвищенні температури зменшується, а при підвищенні тиску і постійній температурі - збільшується.

Газоповітряні складові робочої рідини можуть бути як у розчиненому, так і у нерозчиненому стані у вигляді бульбашок.

Розчинений в рідині газ призводить до інтенсивного її окиснення, руйнування гумових деталей гідропристроїв гідропривода. Розчинність газу у рідині залежить від тиску, температури і типів рідини та газу. Крім того, вона залежить від величини поверхні поділу і при інтенсивному перемішуванні (наприклад, незатопленим струменем при зливі у бак) насичення рідини газом різко збільшується.

Нерозчинений газ перебуває в механічній суміші з рідиною. Розміри пухирців газу - 0,4 - 0,8 мкм. У рідині працюючого гідропривода сільгоспмашин міститься 0,5 - 5 % пухирців нерозчиненого газу, а іноді до 12 - 15 %. Нерозчинені газоповітряні складові у рідині зумовлюють збільшення її стисливості, порушення безперервності потоку та зменшення змащувальної властивості. В цілому газоповітряні складові робочої рідини знижують її в'язкість і в багатьох випадках можуть повністю порушити роботу гідропривода.

Піноутворення - це виділення газу із рідини і утворення стійкої суміші рідини з газом - піни. На інтенсивність піноутворення впливає вода, що міститься в рідині, навіть у незначній кількості (0,1 %).

Піна - одна з причин шуму в роботі гідроприводів, зменшення об'ємного коефіцієнта корисної дії насоса та запізнення спрацьовування гідроапаратури.

Забруднення робочої рідини твердими домішками, водою, смолами і бактеріями відбувається в процесі роботи гідропривода, зберігання та її транспортування. Спостереження дослідників показують, що із 100 аварійних ситуацій у гідроприводах 90 випадків відбуваються внаслідок забруднення робочої рідини.

Як свідчать дослідження, на надійність роботи гідроприводів насамперед впливають частинки домішок певних розмірів. Встановлено 19 класів чистоти рідини, кожному із яких відповідає наявність певної кількості частинок різного діаметра в 100 см³ робочої рідини. В гідроприводах сільськогосподарської техніки необхідно забезпечити чистоту рідини не нижче 10-го класу для гідроприводів ведучих коліс самохідних машин і 15 - 20 класів - для інших гідроприводів
(таблиця 1).

Отже, треба застосовувати тільки робочі рідини, рекомендовані для певного гідропривода і в процесі експлуатації підтримувати їх чистоту.

Таблиця 1-Класи чистоти робочих рідин, що використовуються в об'ємних гідроприводах

Хімічна і механічна стійкість характеризує здатність рідини зберігати свої вихідні властивості під час експлуатації та зберігання.

Під час роботи гідропривода відбувається окиснення рідини, яке супроводжується випаданням із неї смол і шлаків, відкладанням на поверхнях гідропристроїв тонкого твердого нальоту, зниженням в'язкості і зміною кольору рідини. Продукти окиснення, маючи кислотні властивості, спричинюють корозію металів і знижують надійність роботи гідропристроїв. Інтенсивність окиснення підвищується з підвищенням температури рідини на поверхні контакту її з повітрям, а також з підвищенням вмісту в рідині розчиненого повітря, механічних домішок та води.

На окиснення робочих рідин також впливають конструкційні ма­теріали, з яких виготовлені гідропристрої і з якими рідина стикається. Так, у гідроприводах з трубопроводами із міді окиснення рідини в одних і тих самих умовах відбувається швидше, ніж у гідроприводах з трубопроводами зі сталі.

Окиснення робочої рідинихарактеризується кислотним числом, тобто кількістю гідрату окису калію в геліограмах, яка необхідна для нейтралізації одного грама рідини. Кислотне число менше одиниці вважається нормальним показником експлуатації робочої рідини, а високе кислотне число - наслідок недостатнього очищення рідини.

Механічна стійкість характеризується стабільністю в'язкості робочої рідини при дії на неї високих тисків. Багаторазова дія високого тиску зменшує в'язкість рідини. Для гідроприводів зміна в'язкості рідини допускається в межах 25 - 50 % від вихідної.

Сумісність робочої рідини з конструкційними матеріалами і особливо з матеріалами ущільнень має велике значення. Робочі рідини на нафтовій основі сумісні з усіма металами, застосовуваними в гідромашинобудуванні, і погано сумісні з ущільненнями, виготовленими із синтетичної гуми, шкіри. Синтетичні робочі рідини погано сумісні з деякими конструкційними матеріалами і несумісні з ущільненнями із оливостійкої групи.

Кавітація - процес порушення суцільності робочої рідини, зумовлений локальним падінням (зміною) тиску. При цьому в зоні падіння тиску збільшуються або виникають нові газові бульбашки з наступним їх руйнуванням (конденсацією) в зоні високого тиску. Процес супроводжується місцевими гідравлічними ударами, що призводять до появи шуму, вібрації, значних втрат енергії, а також до ерозії проточних частин гідропристроїв.

Кавітація виявляється в насосах, клапанах, дроселях, особливо у вхідному трубопроводі насосів. Звісно, таке явище небажане. Кавітація порушує нормальний режим роботи гідропривода, може вивести із ладу гідропристрої, а також зменшує коефіцієнт корисної дії гідропривода.

Для уникнення кавітації необхідно забезпечити у всіх точках гідросистеми тиск, який би перевищував тиск насиченої пари робочої рідини при її можливих експлуатаційних температурах. В разі необхідності деталі, які працюють в зонах вірогідно виникнення кавітаційних явищ, потрібно виготовляти з кавітаційностійких матеріалів з ретельною обробкою їх поверхонь.

Облітерація- явище, внаслідок якого під час руху робочої рідини по капілярних каналах зменшується їхній поперечний переріз. Облітерація зумовлюється осаджуванням поляризованих молекул рідини і твердих частинок на поверхні капіляра. Залежно від тиску, хімічних і фізичних властивостей рідини і стінок капіляра може утворюватися шар 0,05 - 10 мкм завтовшки. При розмірах капіляра чи щілини, наближених до товщини такого шару, може статися повне зарощення поперечного перерізу, через що різко зростають сили, необхідні для переміщення запірних елементів розподільників, зменшується чутливість систем стеження тощо.

Одним із методів усунення облітерації є надання запірному елементу розподільника зворотно-поступального або кутового переміщення з великою частотою і малою (в декілька мікрометрів) амплітудою.

Читайте також:

1. II. Основні закономірності ходу і розгалуження судин великого і малого кіл кровообігу
2. II. Основні засоби
3. II.3. Основні способи і прийоми досягнення адекватності
4. L3.T4/2. Засоби переміщення рідин.
5. VII. ОСНОВНІ ЕТАПИ РОЗВИТКУ УКРАЇНСЬКОЇ КУЛЬТУРИ У ХХ ст.
6. VII. Прибирання робочих місць учнями (по завершенню роботи) і приміщення майстерні черговими.
7. А) Товар і його властивості.
8. Адвокатура в Україні: основні завдання і функції
9. Аеровані промивальні рідини
10. Аеродинамічні властивості колісної машини
11. Амортизація основних засобів, основні методи амортизації
12. Аналізатори людини та їхні властивості.

Переглядів: 3062