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沖洗必須提高液壓油的流速，使其達到紊流狀態（對于光滑金屬管，10000>Re>4000）。對于已安裝的管路，要確保流速達到要求，則必須保證作用在管路的壓差達到某一數值。
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通常有個理解誤區，根據公式Ⅰv=Q*21.22/D2, 其中v為流速（m/s），Q為流量（L/min），D為管內徑（mm），認為流量決定了流速，因此只要有足夠的流量，流速也能保證，跟壓力無關。在某一鋼廠生產線的液壓管路沖洗中，工程人員就用外接一定排量為1000L/min的螺桿泵對管路進行沖洗，由于其額定壓力較低，故溢流閥限定壓力為10bar。其實這種做法是錯誤的，會導致沖洗不干凈，對今后的使用留下了很大的隱患，甚至會導致整個液壓系統的癱瘓，后果不堪設想。下面就這個問題利用一些公式詳細解釋流速，流量和壓差三者之間的關系。7 d' E: v+ Z# c4 `( M3 j" {
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雷諾數（Re）的公式Ⅱ：Re=1000*v*D/ν，其中v為流速（m/s），D為管內徑（mm），ν為液壓油的黏度（mm2/s），例如，VG46號液壓油在40oC下黏度為46 mm2/s。5 X* D1 B! j. X9 g+ v) b* Y
}+ S+ Z- g+ s摩擦系數（f）的公式Ⅲ：f=0.3164*Re-0.25，其中Re介于2300~10000之間。
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8 Y1 I* m0 K y壓差（Pa）的公式Ⅳ：△p=v2*f*L*ρ/(2*D)，其中△p 為壓差，L為管路長度（m），ρ為液壓油密度（870~900kg/m3）。+ O$ n# q1 E0 e/ J7 q
: ~+ [' F' }2 {* N對于已確定的液壓系統來說，管路長度，內徑，液壓油都已選定，溫度也是相對穩定的，由公式Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ可見，壓差和流速呈正比指數式的關系，換句話說，流速快慢僅取決于壓差。5 Z4 h5 Y. ~/ ~& d
5 [( M+ ~ F. M+ w3 Q3 v) |其實公式Ⅰ是完全正確的，只是決定流量大小的也是壓差。我們知道，有壓差才會有流量，沒有壓差是不會產生流量的，所以最終還是要提高管路兩端的壓差才能實現紊流。
+ D: w/ t9 j( S& Z( Z, g) ~* p2 u- g8 d) s5 s3 Q' ]+ [2 V# ^
我們可以利用以上這些公式計算來證明上述的鋼廠沖洗是有問題的。現場情況大致為L=200m（直管，暫不考慮分流及彎管的壓力損失）, D=25mm，ρ=900 kg/m3，沖洗油溫約為50oC，使用VG46號液壓油（黏度約為30 mm2/s）。; k2 `7 |& x8 t' K! r) `" x H9 c4 b: n
4 g7 d, V# V* F8 O) m# p) J假定達到沖洗要求的紊流（Re=4000），則v= Re*ν/1000D=4.8m/s，f=0.0398。
' C- G) A# b: { }+ [5 Q5 qQ=141L/min；; J$ I6 `* c. x! t5 S/ Z2 r
△p =33*105Pa=33bar>10bar。7 k# t5 I/ G1 M2 H6 E4 k
# ]5 G ^0 `5 s% Y$ E可見，盡管螺桿泵流量很大，但沖洗達到紊流流量只需要141L/min就夠了，而實際需要的最低壓差33bar還尚未達到，系統溢流閥已經達到設定壓力10bar打開了，絕大部分流量都通過溢流閥回到油箱，因此這么沖洗實際上主要的做功都轉化為溢流閥的發熱了，而對管路的沖洗卻幫助不大，很容易造成沖洗不徹底，留下隱患。
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考慮到分流及彎管的壓力損失，通常沖洗需要的流速在6m/s以上，因此需要的△p一般在50bar以上。建議可以使用高壓油泵沖洗，而且回油管路中必須安裝過濾精度較高的過濾器，一般如果要求系統清潔度在NAS7級以下，則濾芯通常要求過濾精度在β3 ≥ 100，并帶有壓差報警，確保及時更換，避免堵塞。 |
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發表于 2008-6-5 17:24:00
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