К определению коэффициента сопротивления трению в турбулентном потоке когерированной струи жидкости применительно к условиям гидроабразивной резки - Производство и технологии статья
Главная
Производство и технологии
К определению коэффициента сопротивления трению в турбулентном потоке когерированной струи жидкости применительно к условиям гидроабразивной резки
Уточнение формулы по определению безразмерного коэффициента трения применительно к оптимизации конструктивных параметров режущей головки установки гидроабразивной резки. Безразмерный коэффициент формы местного сопротивления. Условие неразрывности потока.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
к определению коэффициента сопротивления трению в турбулентном потоке когерированной струи жидкости применительно к условиям гар.
Смирнов Владимир Борисович - генеральный директор ООО «Инжиниринговое агентство системных технологий» (Комсомольск-на-Амуре); 681032, Комсомольск-на-Амуре, ул. Дикопольцева 40/3, оф.23. E-mail: iastcom61@mail.ru
Mr. Vladimir B. Smirnov - General director of Engineering agency of system technologies (Komsomolsk-on-Amur); 681032, Komsomolsk-on-Amur, 40/3 Dikopoltseva St., 23 r. E-mail: iastcom61@mail.ru
Аннотация. Приведено уточнение формулы по определению безразмерного коэффициента трения применительно к оптимизации конструктивных параметров режущей головки установки гидроабразивной резки.
Summary. Formula specification by definition of dimensionless factor of a friction with reference to optimization of design data of a cutting head of installation hydroabrasive is resulted are sharp.
Ключевые слова: гидроабразивная резка, обработка материалов, заготовительное производство, коллиматор, режущая головка, резание, коэффициент трения
Key words: water jet cutting, material working, blank production, collimator, cutterblock, cutting, friction factor
Как известно, заготовительное производство является частью любого технологического процесса, в ходе которого изготавливаются заготовки под сборку готовой конструкции. Основное назначение заготовительного производства состоит в обеспечении механических и сборочно-сварочных цехов высококачественными заготовками. В машиностроении используют заготовки, получаемые литьем, обработкой давлением, сваркой, а также из пластмасс и порошковых материалов. Среди известных способов резки, как основной операции заготовительного производства, выделяется относительно новый способ раскроя материалов - гидроабразивная резка (ГАР). Основным недостатком данного способа является снижение давления резания, вследствие потерь скорости рабочей жидкости, за счет преодоления сопротивлений в фокусирующей трубке (коллиматоре) /1/.
Целью исследований является уточнение математической модели определения потерь напора когерированной струи и оптимизации основных конструктивных соотношений комплектующих режущей головки (РГ) ГАР.
Для решения поставленной задачи предлагается процесс формирования когерированной струи жидкости ( рис.1).
Запишем уравнение Бернулли для потока с резким сужением, характеризующимся значимым перепадом размеров пропускных каналов:
где ??- безразмерный коэффициент формы местного сопротивления;
б 1 и б 2 - безразмерные коэффициенты распределения скоростей в потоке (коэффициенты Кориолиса) до места сужения и за ним;
с - плотность используемой жидкости, для воды при 20 равна 10 3 кг/м 3 .
Безразмерный коэффициент формы местного сопротивления, определяется по формуле:
Значения критерия Re определяются по формуле:
безразмерный трение режущий гидроабразивный
где: - кинематическая вязкость исследуемой жидкости, (для воды при 20 0 С равна 1,3 10 -6 м 2 /с).
Критерий Re используется для оценки режима потока, при Re < 2320, поток устойчиво ламинарен, при Re > 4000, поток устойчиво турбулентен.
Используя условие неразрывности потока (рис.1):
где К- безразмерный коэффициент сжатия потока на местном сопротивлении,(К= f 0 /F);
?- безразмерный коэффициент сжатия струи, (?=d с /d 0 ).
Левая часть уравнения (4) представляет собой потери напора при формировании когерированной струи жидкости:
Как известно, потери напора представляют собой сумму потерь энергии на преодоление местных сопротивлений, сопротивлений трению от шероховатости стенок когерирующего коллиматора и сдвиговым напряжениям в слоях потока сжимаемой жидкости:
Преобразуем уравнение (6) с учетом правой части уравнения (4) к виду:
Потери на преодоление местных сопротивлений определяют по формуле:
Преобразуем уравнение (7) с учетом уравнения (8) к виду:
Уравнение (9) запишем в единицах давления:
Потери на преодоление сил трения можно определить по формуле Дарси-Вейсбаха, записанной в единицах давления:
Приравнивая (11) к (10) запишем уравнение для определения безразмерного коэффициента трения л в виде:
где d- внутренний диаметр канала коллиматора, (м); L - длина когерирующего канала коллиматора, (м).
В гидравлике, при оценке сопротивлений, действующих в области квадратичных скоростей, когда значение числа Re не имеют существенного влияния на потери напора, определение л производят по формуле Б.Л. Шифринсона:
где - значение шероховатости внутренней поверхности когерирующего канала коллиматора, (м).
Многократные расчеты значений л по формулам (12) и (13) при различных комбинациях d, L и , позволили определить корректировочный показатель значения степени к формуле Б.Л. Шифринсона равным 1,41. С учетом корректировки формула (13) принимает вид:
Относительная погрешность точности расчетов л по формулам (12) и (14) в пределах 1%.
Практическое приложение формул (12) и (14) будет состоять в оптимизации конструктивных соотношений параметров d, L, РГ установки ГАР по принципу минимизации отклонений точности расчета значений л.
Назначим скорость струи Vc = 400 м/с; вязкость используемой жидкости н = 1,3 10 -6 м 2 /с; d=0,5 мм; L=75мм; б 1 =1,045 (переходный турбулентный режим); б 2 =1,1 (стабилизированный турбулентный режим); ?= 0,9; К= f o /F = d o 2 /D 2 (безразмерный коэффициент сжатия потока по рис.1), принят равным 0,1 при d=0,5мм и D=5мм; - размер шероховатости равен 0,001мм; ??= 0,0123.
Re= 400*0,5*10 -3 /1,3*10 -6 = 153846 ( поток устойчиво турбулентен).
л= 0,5/75*(1,1 + 0,0123(1- 0,9 2 0,1 2 ) - 1,045* 0,9 2 0,1 2 ) = 0,007358
л= [0,11*(0,001/0,5) 0,25 ] 1,41 = 0,004977
Корректировка размера L=110мм, ведет к снижению значения л, повторный расчет по формуле (12):
л=0,5/110*(1,1 + 0,0123(1- 0,9 2 0,1 2 ) - 1,045*0,9 2 * 0,1 2 ) = 0,005017
Отклонение в точности расчета: 0,8%. Таким образом, получены откорректированные параметры коллиматора: d=0,5 мм; L=110мм; = 0,001мм.
1 Смирнов В.Б. Теоретическое обоснование внесения конструктивных изменений в устройство режущей головки установки гидроабразивной резки/ В.Б. Смирнов, В.Н. Комельков, Б.Н. Марьин, В.А. Ханов// Учёные записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Науки о природе и технике. - 2012. - № …- С.
2. Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов [и др.] - 2-е изд., перераб.- М.: Машиностроение, 1982. - 423с.
4. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям/ под общ. ред. М.О. Штейнберга. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 672с.
5. Крохалев А. А. Гидравлика: учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по направл. подготовки 260100 "Технология продуктов питания", 260500 "Технология продовольственных продуктов специального назначения и общественного питания", 260600 "Пищевая инженерия", 150400 "Технологические машины и оборудование"/ А. А. Крохалев, А. Б. Шушпанников. -Кемерово: КемТИПП, 2006. - 99 с.
6. Методические указания. Расход жидкостей и газов. Методика выполнения измерений с помощью специальных сужающих устройств: РД 50-411-83: утв. Постановлением Госстандарта 17.06.83 № 2586: введен с 01.07.84. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 40с.
7. Вострова Р. Н. Гидравлика, гидрология и гидрометрия водотоков.
Автоматизация конвейерных линий металлообрабатывающего производства. Характеристики промышленных роботов Kawasaki и установок гидроабразивной резки Resato. Подбор системы автоматизированного управления. Разработка маршрута изготовления зубчатого колеса. курсовая работа [2,3 M], добавлен 31.03.2014
Формирование расчетной схемы летательного аппарата, его основные геометрические и аэродинамические характеристики. Расчет коэффициента сопротивления трения корпуса. Определение коэффициента сопротивления давления аппарата при нулевом угле атаки. курсовая работа [1,2 M], добавлен 10.12.2014
Преимущества и недостатки технологии гидроабразивной резки. Технологические параметры и экологическая чистота при гидровзрывном формообразовании. Технологическое оборудование при гидровзрывном формообразовании. Производство изделий деформацией взрывом. контрольная работа [31,4 K], добавлен 05.12.2010
Определение тепловой нагрузки теплообменника, средней разности температур, коэффициента теплопередачи и трения, гидравлического сопротивления. Эскиз конденсатора и схема адсорбционной установки непрерывного действия с псевдоожиженным слоем адсорбента. курсовая работа [432,0 K], добавлен 03.07.2011
Разбиение трубопровода на линейные участки. Определение режима движения жидкости в трубопроводе. Значения коэффициентов гидравлического трения и местного сопротивления. Скорость истечения жидкости из трубопровода. Скоростные напоры на линейных участках. курсовая работа [224,9 K], добавлен 06.04.2013
Описание устройства и принципа действия установки для резки проволоки, ее расчет на прочность, выбор привода и валов, исследование напряженно-деформируемого состояния. Разработка технологии изготовления приводного вала, расчет и обоснование затрат. дипломная работа [2,6 M], добавлен 09.12.2016
Общие сведения и применение лазеров. Биография первооткрывателя лазера в СССР Александра Михайловича Прохорова. Режимы лазерной резки металлов. Механизмы газолазерной резки. Технология лазерной резки, ее достоинства и недостатки. Кислородная резка стали. презентация [1,1 M], добавлен 14.03.2011
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
К определению коэффициента сопротивления трению в турбулентном потоке когерированной струи жидкости применительно к условиям гидроабразивной резки статья. Производство и технологии.
Егэ Русский Язык Итоговое Сочинение Примеры
Дипломная работа по теме Мотивация и ее роль в современном менеджменте
Курсовая работа по теме Приемы анализа финансовой отчетности. Финансовая отчетность и оценка финансового положения организации
Как Распознать Ложь Эссе
Кишенкова Обществознание Алгоритм Написания Сочинения
Реферат: Народные промыслы Вятского края. Скачать бесплатно и без регистрации
Сделать Контрольную Работу По Английскому
Скачать Курсовую Работу Гражданское Право
Реферат: Юридический факт и правоотношения
Реферат На Тему Органы Исполнительской Власти (На Примере Ростовской Области)
Курсовая Работа Договор Хранения В Гражданском Праве
Реферат: стремиться к равновесию и при выводе ее из
Остановка Сердца Реферат
Контрольная работа по теме Диалектика. Закон отрицания отрицания
Сочинение Хохлома 2 Класс
Контрольная работа по теме Эволюция форм и методов стратегического планирования: балансовые и оптимизационные методы
Доклад по теме Каспийское море
Дипломная работа по теме Геологическое обоснование доразведки Хасырейского нефтяного месторождения
Физические И Юридические Лица Реферат
Пример Оформления Списка Литературы Диссертации
Государственное устройство и политический строй Австрии - Политология реферат
Сравнение структуры ВВП России и США - Международные отношения и мировая экономика контрольная работа
Використання табличного процесора Excel для розрахунків - Программирование, компьютеры и кибернетика контрольная работа