Po co unikać niskich i wysokich prędkości płynu w układach hydraulicznych

Wiem, że różne geometrie rur, otworów itp. Mają różne krytyczne wartości Reynoldsa. Jeśli wartość zostanie przekroczona, strumień laminarny zmieni się w turbulentną postać, co powoduje szereg problemów. Ale dlaczego wartość nie powinna być zbyt niska?

Tzn. Dla rurociągów ciśnieniowych do około 300 barów Zakładam, że muszę mieścić się w przedziale od 3 do 12 m / s.

Czy zbyt niskie prędkości powodują problemy takie jak kawitacja? Jakie są powody?

FYI: Praktyczny przykład. Pytam, ponieważ chcę zaprojektować układ hydrauliczny, ale mam tylko dostępny zawór NG25, ale NG6 prawdopodobnie już wystarcza.

Istnieje wiele niezawodnych i precyzyjnie sterowanych układów hydraulicznych o bardzo niskiej lub zerowej prędkości. Niektóre przykłady obejmują:

• Powolne pozycjonery hydrauliczne (ramię piły taśmowej o kontrolowanej prędkości)
• Imadła hydrauliczne
• Hydrauliczne napinacze pasów
• Wagi samochodowe

Nie ma podstawowego powodu, by sugerować minimalną prędkość w układzie hydraulicznym. Systemy mogą być zaprojektowane do pracy z zerowym przepływem. Jednak w niektórych okolicznościach sensowna jest minimalna prędkość:

1. Podczas wymiarowania linii w celu przeniesienia mocy do silnika hydraulicznego nie chcesz projektować zbyt niskiej prędkości, ponieważ linie stają się niepotrzebnie duże, co kosztuje więcej pieniędzy. Zwiększa to również całkowitą objętość układu, wymagając więcej oleju do napełnienia układu.
2. W urządzeniach do pracy w niskich temperaturach wiercilibyśmy małe otwory w hydraulicznych głowicach cylindrów, aby zapewnić niewielką ilość przepływu do urządzenia o przerywanym lub zerowym przepływie (np. Cylindra imadła), aby utrzymać ciepło płynu hydraulicznego i cylindra w celu szybkiego reagowania .
3. Dozowanie przy bardzo niskich prędkościach może być trudne w przypadku zaworów proporcjonalnych niskiej jakości. Wysokiej jakości zawory z enkoderem pozycyjnym lub sprzężeniem zwrotnym ciśnienia mogą sterować serwomechanizmem przy tak niskim natężeniu przepływu, jak chcesz.
4. Niektóre niedrogie odśrodkowe agregaty hydrauliczne nie mają obejścia ciśnieniowego ani elektrycznych zaworów obejściowych. Urządzenia te wymagają pewnego ciągłego przepływu, aby nie dopalić się.

Większość z tych „wytycznych” w matematyce inżynierskiej istnieje wyłącznie z przyczyn ekonomicznych. Jeśli wartość spadnie bardzo nisko, oznacza to po prostu, że płyn płynie wzdłuż rury. Zwykle w zakładzie tego nie chcesz, dlatego wytyczne tego muszą być powyżej 3000 lub dla tej wielkości rury masz tę prędkość. Jeśli potrafisz to wypracować i uzyskać odpowiedź, jest to możliwe. Musisz osobiście zdecydować, jakie są twoje wymagania.

W miejscu, w którym pracowałem, z reguły stosowano do dostawy do 7 m / s (rury muszą być wyższej jakości, aby wytrzymać wyższe ciśnienia i stać się drogie ...) i mniej niż 2 m / s do zwrotu ponieważ powrót miał znacznie niższe ciśnienie (w przypadku rur o mniejszej średnicy o większej średnicy) - pomyśl o stratach, a także pomyśl o hałasie generowanym przez poruszający się płyn, nie zawsze są to przyczyny ekonomiczne, ale brana jest również pod uwagę moc pompowania.

• Niskie prędkości mogą być problematyczne, ponieważ są trudne do precyzyjnego pomiaru (kontroli).
• Wysokie prędkości mogą powodować erozję zaworów i generować większe turbulencje z powodu dużego pędu zmian geometrii.