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閑聊吸油管

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發(fā)表于 2014-11-6 08:27:44 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式
本帖最后由 xlf63 于 2014-11-6 08:29 編輯 / T& K1 ^, u7 _. b% G
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吸油管,就是一根從油泵吸油口到油箱油面線以下的平常管子。
但就是這根管,經(jīng)常有人問油管粗細是如何確定的,吸油高度最大能到多少等等。

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大家知道吸油管道內(nèi)徑是和液體流量或液體流速相關。當泵流量決定后,吸油管道的粗細是和流速相關了。
在設計手冊中多有流速的建議值,吸油管內(nèi)油液允許流速小于等于1-2m/s,一般取1 m/s以下。有些資料說得更加詳細,比如裝有過濾器的吸油管為05-15 m/s,無過濾器吸油管為15-3 m/s

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以上數(shù)值多為經(jīng)驗值。那么為啥道理呢。
油液中的空氣有混入和溶入兩種。混入氣體呈氣泡狀態(tài)懸浮于油液中,它對油液的體積彈性模量和粘性均產(chǎn)生影響,而且對體積彈性模量影響極大。
溶入氣體則對油液的體積彈性模量和粘性基本不產(chǎn)生影響。

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大家知道在常壓下石油基液壓油溶解空氣的數(shù)量按常壓下體積計算約占油液體積的6-12%,有些資料說是9%。也有資料是5-7%。比水中空氣數(shù)量多。這些空氣不是以氣泡形式出現(xiàn)的,它們?nèi)芙庥谝后w中,成為其中的一部分。在常態(tài)下,是飽和的,油中自然吸收并溶解的空氣量取決于壓力和溫度。按照亨利定律,氣體在液體中的溶解量與壓力成正比,壓力高,吸收并溶解的空氣就多。而溫度越高,則溶解在油中的空氣就少。
當液壓系統(tǒng)的某處壓力低于大氣壓的某一數(shù)值時,原溶解在液壓油中的空氣將游離出來形成大量氣泡。這一壓力值稱為空氣分離壓。當壓力繼續(xù)下降到相應溫度的飽和蒸汽壓時,油液將沸騰汽化而產(chǎn)生大量氣泡。這兩種情況也稱之為氣穴。
發(fā)生氣穴后,氣泡占據(jù)了部分工作容積,使流量減少,氣泡并隨油液流至高壓區(qū)。在高壓作用下氣泡被壓縮迅速破裂,在瞬間破裂時,產(chǎn)生了局部壓力沖擊,局部壓力和溫度急劇升高,產(chǎn)生了強烈的噪聲和振動。并且氣泡在瞬間壓縮時,產(chǎn)生的沖擊力非常大,可使金屬表面因沖擊而剝蝕。而且氣泡被壓縮時還能產(chǎn)生局部高溫,通過氧化作用使流體變質。形成所謂的氣蝕現(xiàn)象。

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如果液體中出現(xiàn)了空穴,就說明存在著空氣,氣體或蒸汽的氣泡。產(chǎn)生空穴的原因是:
1.  原先溶解在油中的空氣或氣體從油中分離出來——氣體空穴現(xiàn)象。
2.  空氣或氣體被卷吸入油中——氣體空穴現(xiàn)象。
3.  壓力下降到低于它的蒸汽壓時,引起的油液沸騰——蒸汽空穴現(xiàn)象。
在工作中的液壓系統(tǒng)中,氣體空穴現(xiàn)象和蒸汽空穴現(xiàn)象可能同時存在。
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液體中溶解有空氣,在不產(chǎn)生蒸汽空穴現(xiàn)象時,一般不帶有嚴重后果。而卷吸空氣的現(xiàn)象則能嚴重降低系統(tǒng)性能。因此不希望這種現(xiàn)象發(fā)生。
空穴的產(chǎn)生以及氣蝕現(xiàn)象,會嚴重影響系統(tǒng)性能和降低元件壽命。
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因此為防止產(chǎn)生氣穴,必須使油液克服吸入管路水力阻力,以及液體進入泵內(nèi)后的流動阻力造成的壓力損失和液體在泵內(nèi)高速旋轉有關的慣性力造成的損失和撞擊造成的進一步壓力損失——也就是動力壓降ΔPd
使處于位置高度Hs的泵進口時壓力Ps與空氣分離壓Pg的差值,也就是壓力裕量要大于泵內(nèi)的動力壓降ΔPd,才能保證不發(fā)生氣穴。
氣穴壓力裕量(Ps-Pg)是泵的外部吸入條件,它可以采用增加吸入管路直徑,縮短吸入管路長度,降低吸上高度以及采用高位油箱,加前置增壓等提高泵進口壓力裕量。
動力壓降ΔPd是泵產(chǎn)生氣穴的內(nèi)部因素,它和泵的轉速,泵的過流部分以及幾何參數(shù)和形狀有關。希望動力壓降越小越好。

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以上是一種解釋。
還有一種簡單的解釋是:若流入液壓泵的壓力損失為ΔP,泵的進口壓力為Pi,泵內(nèi)最低壓力為Pmin,當Pmin< Pg(空氣分離壓)時,就會發(fā)生氣穴,進而產(chǎn)生氣蝕。威爾森以液體壓力小于飽和蒸汽壓會發(fā)生氣穴為標志,研究表明要避免發(fā)生氣穴就得好好設計吸入管系使之與泵內(nèi)吸力相匹配。

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所以為防止產(chǎn)生空穴,可采取以下措施:
1.  正確設計液壓泵的結構參數(shù),吸油管路應有足夠的管徑,盡可能避免進油管急彎,濾網(wǎng)應及時清洗或更換,管接頭處密封良好,不能漏氣,
2.  降低吸油高度,采用較大的吸油過濾器。
3.  計算允許最大吸油高度時,可用空氣分離壓來代替泵吸油口的絕對壓力,空氣分離壓一般取002-003Mpa.
4.液壓泵浸入油中或高置油箱式。也可輔助泵式或加壓式油箱。

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發(fā)表于 2014-11-6 09:48:09 | 只看該作者
學習了!
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發(fā)表于 2014-11-6 09:58:32 | 只看該作者
樓主看哪份資料這么寫的?9 y* A6 y# }0 j" Y7 c4 d
我以前只知道這么用,不明白為什么。1 z& q" j: U* R
學習了

點評

什么好書?介紹一下,謝謝  發(fā)表于 2014-11-11 15:16
很多說液壓的書,大多只提供根據(jù)泵的流量如何選擇管徑,而說明為啥的多是片言只語地散見各書,有些說得細一點,有些粗一點。因此俺們就做個搬運工,拼湊一下子。抄書后權當筆記,也能增強自己的記憶。。呵呵  發(fā)表于 2014-11-6 10:37
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發(fā)表于 2014-11-6 10:39:06 | 只看該作者
5#
發(fā)表于 2014-11-6 10:47:31 | 只看該作者
大俠浸淫既久,不由溶入圣賢。
6#
發(fā)表于 2014-11-6 11:17:15 | 只看該作者
牛人一個。
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發(fā)表于 2014-11-6 11:29:34 | 只看該作者
非常好,這樣的總結多多宜善
8#
發(fā)表于 2014-11-7 13:55:36 | 只看該作者
借大俠的帖子咨詢一個相關問題:如圖,當閥體切換后,右邊的黑色管路封閉,蠕動泵提供動力,管內(nèi)液體進行循環(huán)混合;實際實驗中泵的噪音非常大;然后將A處開口,與大氣相同,依然如舊!但是同一種泵,在開路管中噪音就沒有這么大!您能幫分析下可能的原因嗎?

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點評

"開路管"是開在從蠕動泵出口到混合池之間的進口之間的嗎?  發(fā)表于 2014-11-8 14:53
大俠,說實話,俺沒理解你的意思。噪聲,要區(qū)分是是何處產(chǎn)生的。從你的原理看,無非是泵產(chǎn)生,管道內(nèi)流體噪聲,還有是否有機械上聯(lián)接產(chǎn)生。先得將噪聲情況說明,高頻尖叫?抖動?低頻振動?流體嗖叫?  發(fā)表于 2014-11-8 08:08
9#
發(fā)表于 2014-11-7 18:54:42 | 只看該作者
必須頂!
" u) `8 Z! f' m8 o2 A
10#
發(fā)表于 2014-11-7 19:12:00 | 只看該作者
向大俠學習。
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