Гидрострелка принцип работы назначение и расчеты: Страница не найдена – Remoo.RU

Содержание

Что такое гидрострелка (гидравлический разделитель) в системе отопления

Совмещение коллектора отопления с гидрострелкой

Небольшие дома обогревает котел, в который встроен насос. Вторичные контуры присоединяют к котлу через гидрострелку. Независимые контуры жилых домов с большой площадью (от 150 м2) подключают через гребенку, гидроразделитель будет громоздким.

Распределительный коллектор монтируют после гидрострелки. Устройство состоит из двух независимых частей, которые объединяют перемычки. По количеству вторичных контуров врезают попарно расположенные патрубки.

Распределительная гребенка облегчает эксплуатацию и ремонт оборудования. Запорная и регулирующая арматура системы теплоснабжения дома находится в одном месте. Увеличенный диаметр коллектора обеспечивает равномерный расход между отдельными контурами.

Применение гидрострелки убережет котел от теплового удара

Разделитель и компланарная распределительная гребенка образуют гидравлический модуль. Компактный узел удобен для стесненных условий небольших котельных.

Монтажные выпуски предусмотрены для обвязки звездочкой:

  • низконапорный контур теплых полов подключают снизу;
  • высоконапорный контур радиаторов — сверху;
  • теплообменник — сбоку, на противоположной стороне от гидрострелки.

На рисунке представлена гидрострелка с коллектором. Схема изготовления предусматривает установку балансировочных клапанов между коллекторами подачи/обратки:

Схема гидрострелки с коллектором

Регулирующая арматура обеспечивает максимальный проток и напор на дальних от гидрострелки контурах. Балансировка снижает процессы неправильного дросселирование потока, позволяет добиться расчетной подачи теплоносителя.

Сделать гидрострелку отопления своими руками может специалист, обладающий достаточным запасом знаний в теплотехнике, опытом и навыками работы (электрогазосварка, слесарное дело, работа с ручным электроинструментом). Многочисленные интернет-сайты предлагают пошаговые инструкции по изготовлению гидрострелки для отопления, видео ролики также смогут помочь в этом процессе.

Размеры коллектора отопления с гидрострелкой

Теоретические знания помогут составить схемы и чертежи гидрострелки отопления, сделать индивидуальный заказ оборудования в специализированной организации, проконтролировать работу подрядчика. Доверять изготовление ответственных узлов системы отопления непрофессионалам опасно для жизни и здоровья. Следует помнить о том, что испорченное по вине владельца оборудование гарантийному ремонту и возврату не подлежит.

https://youtube.com/watch?v=sLsOysrbhb8

Достоинства


Принципиальная схема подключения гидравлической стрелки к контурам отопления

Применение гидравлического разделителя в данной системе, направленной на создание тепла в помещении, обладает рядом преимуществ, заключающихся в:

  • ликвидации проблемы во время нахождения размеров отопительного насоса в области вторичного контура и исполнительном элементе;
  • предотвращении взаимовоздействия котлового контура на отопительные;
  • равномерном распределении нагрузок водного потока на тепловые генераторы и тепловые потребители;
  • обеспечении оптимального функционирования исполнительных компонентов;
  • предоставлении мест для подсоединения расширительного бачка и быстродействующего воздухоотводчика;
  • способствовании подключения различных дополнительных комплектующих.

В случае желания создания в своем жилье комфортной температуры с минимальными расходами энергии, наилучшим вариантом станет установка теплогенераторной системы, основывающейся на функционировании гидроразделителя.

Следует отметить: эффект экономии в сравнении с традиционной системой отопления, существенно заметен: в случае правильно спроектированной системы на основе гидрораспределителя, экономия газа составляет 25%, а электроэнергии – 50%.

Советы и рекомендации

Мы уже знаем, для чего используется гидрострелка, в каких системах автономного отопления ее рекомендовано применять, какими параметрами должен обладать прибор. Но несмотря на это, после установки гидравлического разделителя возникает множество вопросов. В этом разделе нашего обзора мы приведем несколько рекомендаций и ответов на часто возникающие вопросы по поводу функционирования данного устройства и сбоев в работе системы отопления.

Почему температура теплоносителя после гидрострелки меньше, чем на входе?

В разных контурах расход теплоносителя отличается. В гидравлическом разделителе наблюдается высокая температура, но туда поступает холодный теплоноситель, потому что остывший теплоноситель расходуется больше горячего.

Почему в гидрострелке небольшая вертикальная скорость?

Наличие мусора в системе отопления скорее правило, чем исключение. Ржавчина, песок и другие мелкие частицы являются главной причиной низкой вертикальной скорости, но через определенный промежуток времени сор мелкой фракции оседает на распределителе. Учтите, что невысокая скорость в гидрораспределителе способствует естественной конвекции теплоносителя. Это означает, что холодная жидкость поступает вниз, в то время как горячая поднимается вверх. Такой эффект способствует образованию необходимого давления и напора.

Для примера приведем систему теплого пола, в которой температура теплоносителя ниже, чем в бойлере косвенного давления, который требует большую температуру и напор, способствующий быстрому подогреву воды для системы горячего водоснабжения. Кроме этого, низкая скорость в гидрострелке понижает гидравлическое сопротивление, а также отводит пузырьки воздуха.

Можно ли устанавливать гидроразделитель под прямым углом?

Если с температурой теплоносителя и вертикальной скоростью в гидравлическом распределителе нет проблем, то устройство можно монтировать и под таким углом.

Важен ли объем гидрострелки?

Этот параметр имеет большое значение

Особенно стоит обратить внимание на объем гидрострелки, если в системе автономного отопления будет использоваться твердотопливный котел, так как его работа отличается нестабильным давлением и большими его перепадами

Подводя итоги можно сделать вывод, что гидравлический разделитель – очень важная составляющая в автономной системе отопления. Но, несмотря на это, гидрострелка не является обязательным прибором, и во многих случаях можно обойтись без нее.

Используя вышеизложенную информацию, вы сможете подобрать подходящее устройство именно для вашей системы отопления, учитывая ее технические характеристики и параметры.

Это позволит сэкономить средства и обеспечить стабильную работу всех отопительных приборов: радиаторов, конвекторов, водонагревательных бойлеров, системы теплых полов без падения температуры теплоносителя в них.

Подробнее о выборе и целесообразности использования гидрострелки в системе отопления можно узнать из этого видео.

Что такое гидрострелка для отопления?

В сложных разветвленных отопительных системах даже насосы завышенной мощности не смогут соответствовать разным параметрам и условиям работы системы. Это негативно скажется на функционировании котла и сроке службы дорогостоящего оборудования. Помимо этого, каждый из подключенных контуров имеет свой собственный напор и производительность. Это приводит к тому, что одновременно слаженно вся система работать не может.

Даже если каждый контур снабдить своим собственным циркуляционным насосом, который будет отвечать параметрам заданной магистрали, то проблема только усугубится. Вся система станет разбалансированной, потому что параметры каждого контура будут существенно различаться.

Чтобы решить проблему, котел должен выдавать необходимый объем теплоносителя, а каждый контур должен забирать из коллектора ровно столько, сколько нужно. В данном случае коллектор выполняет функции разделителя гидросистем. Именно для того, чтобы выделить из общего контура «малый котловой» поток и нужен гидроразделитель. Второе его название гидравлическая стрелка (ГС) или гидрострелка.

Такое название прибор получил за то, что он так же, как и железнодорожная стрелка, может разделять потоки теплоносителя и направлять их в нужный контур. Это прямоугольный или круглый резервуар с заглушками с торцов. Он подключается к котлу и коллектору и имеет несколько врезанных патрубков.

Принцип работы гидравлического разделителя

Поток теплоносителя проходит гидравлический разделитель для отопления со скоростью 0,1-0,2 метра в секунду, а насос котла разгоняет воду до 0,7-0,9 метров. Скорость водяного потока гасится за счет изменения направления движения и объема проходящей жидкости. При этом теплопотери в системе будут минимальные.

Принцип работы гидравлической стрелки заключается в том, что ламинарное движение водяного потока практически не вызывает гидравлического сопротивления внутри корпуса. Это способствует сохранению скорости потока и уменьшению теплопотерь. Такая буферная зона разделяет потребительскую цепь и котел. Это способствует автономной работе каждого насоса без нарушения гидравлического равновесия.

Режимы работы

Гидравлическая стрелка для систем отопления имеет 3 режима работы:

  1. В первом режиме гидроразделитель в системе отопления создает условия равновесия. То есть расход контура котла не отличается от общего расхода всех контуров, которые подключены к гидрострелке и коллектору. При этом теплоноситель не задерживается в приборе и движется через него по горизонтали. Температура теплового носителя на патрубках подачи и отведения одинаковая. Это довольно редкий режим работы, при котором гидрострелка не влияет на работу системы.
  2. Иногда встречается ситуация, когда расход на всех контурах превышает производительность котла. Такое бывает при максимальном расходе жидкости всеми контурами сразу. То есть спрос на тепловой носитель превысил возможности котлового контура. Это не приведет к остановке или разбалансировке системы, потому что в гидрострелке сформируется вертикальный восходящий поток, который обеспечит подмес горячего теплоносителя из малого контура.
  3. В третьем режиме термострелка на отопление работает чаще всего. При этом расход нагретой жидкости в малом контуре выше, чем суммарный расход на коллекторе. То есть спрос во всех контурах ниже, чем предложение. Это также не приведет к разбалансировке системы, потому что в приборе образуется вертикальный нисходящий поток, который обеспечит сброс избыточного объема жидкости в обратку.

Дополнительные возможности гидрострелки

Описанный выше принцип работы гидравлического разделителя в системе отопления позволяет прибору реализовать и другие возможности:

После попадания в корпус разделителя скорость потока снижается, это приводит к оседанию нерастворимых примесей, которые содержатся в теплоносителе. Для слива скопившегося осадка в нижней части гидрострелки устанавливают кран.
Благодаря снижению скорости потолка из жидкости выделяются пузырьки газа, которые выводятся из прибора через автоматический воздухоотводчик, установленный в верхней части. По сути, он выполняет функции дополнительного сепаратора в системе

Особенно важно удалять газ на выходе из котла, ведь при нагревании жидкости до высоких температур газообразование повышается.
Гидроразделитель очень важен в системах с чугунными котлами. Если такой котел подключить напрямую к коллектору, то попадание холодной воды в теплообменник приведет к образованию трещин и выходу оборудования из строя.

Как устроена?

Хотя гидрострелка очень важна в отопительной системе, ее устройство и конструкция достаточно просты. Это фрагмент круглой или квадратной трубы, в котором есть два отверстия со стороны котла и такое же количество отверстий со стороны системы отопления. Чтобы гидравлический разделитель не засорялся, он может быть оборудован фильтрами-сеточками, которые задерживают сор, образованный в теплоносителе. Через определенный период времени сеточки могут забиться и их необходимо будет очищать.

Используя данное приспособление, можно разделить гидравлические системы отопительного агрегата и самой отопительной системы. Причем гидравлический разделитель допускается применять с коллектором на четыре, три, два контура и с одним котлом ветки. Контур отопительной системы и котла получают свой гидравлический режим.

Выбирая гидрострелку, нужно понимать ее принцип работы и преимущества, которыми он обладает:

  • обеспечивает хорошую производительность, минимальные потери давления и производительности;
  • создает гидравлический баланс и необходимый температурный режим;
  • служит защитой от теплового удара;
  • экономит энергоноситель;
  • понижает гидравлическое сопротивление.

Клапан для отвода воздуха выводит пузырьки кислорода из устройства, тем самым уберегая остальное оборудование от коррозии, продлевая его срок использования и обеспечивая ему стабильную работу. То же касается и фильтров, задерживающих мусор.

Внутри гидравлического разделителя предусмотрено устройство с перфорированными перегородками. Они необходимы для разделения внутреннего пространства пополам для того, чтобы не создавалось лишнее сопротивление.

Гидрострелка для отопления — назначение, принцип работы и расчёт: tvin270584 — LiveJournal

Чтобы отопительная система работала с максимальной эффективностью, необходимо добиться хорошей балансировки всех его узлов, а все элементы хорошо справлялись со своими функциями. Такая задача — достаточно сложная, особенно, когда речь идет и о разветвленном механизме с большим количеством контуров.

Очень часто подобные контуры имеют индивидуальные схемы термостатического управления, свой температурный градиент, различаются пропускной способностью, а также требуемым уровнем напора теплоносителя. Для того, чтобы объединить все узлы в единое целое. Поможет решить данную задачу гидрострелка для отопления. О том, что представляет собой гидравлические разделитель и как он работает, мастер сантехник расскажет в этой статье.
Назначение гидроразделителя

Для того, чтобы дать ответ на вопрос: в чем предназначение гидрострелки, следует разобраться как функционирует отопительная система. Наиболее простой вариант системы с принудительной циркуляцией упрощенно состоит из:


  • Котла (К), здесь теплоноситель нагревается;

  • Циркуляционного насоса (N1), за счет функционирования которого, теплоноситель движется по трубам подачи (красные линии) и обратки (синие линии). Насос монтируется на трубе или же входит в комплект конструкции котла — особенно это характерно для моделей настенного исполнения;

  • Радиаторов отопления (РО), благодаря которым происходит теплообмен — тепловая энергия теплоносителя передается в комнаты.

Осуществив правильный выбор циркуляционного насоса по производительности и образуемому напору в простой одноконтурной системе, вам может вполне хватить одного экземпляра и не придется монтировать вспомогательные устройства.

Обратите внимание! Циркуляционный насос — неотъемлемое звено системы отопления. Благодаря этому прибору эффективность функционирования системы увеличивается

Для домов, небольших по размеру, такой простой схемы может быть вполне достаточно. Но в больших помещениях очень часто приходится прибегать к применению несколько контуров отопления. Усложним схему.

Как видно на рисунке, благодаря насосу осуществляется циркуляция теплоносителя через коллектор Кл, откуда он разбирается на несколько разных контуров. Это могут быть:


  • Один или более высокотемпературных контуров с обычными радиаторами или конвекторами.

  • Водяные теплые полы (ВТП), для которых температурный режим теплоносителя должен быть намного ниже. Это означает, что придется задействовать специально предназначенные для этого термостатические устройства. Чаще всего сенсорная длина контуров теплых полов в несколько раз выше обычной радиаторной разводки.

  • Система обеспечения дома горячей водой с установкой бойлера косвенного нагрева (БКН). Здесь – совершенно особые требования к циркуляции теплоносителя, так как обычно изменением расхода протекающего через бойлер теплоносителя регулируется и температура нагрева горячей воды.

Теперь возникает вопрос: сможет ли справиться один насос с такой большой нагрузкой и таким расходом теплоносителя? Навряд ли. Несомненно, на рынке можно найти высокопроизводительные и высокомощные модели, которые отличаются хорошими показателями образуемого напора, но здесь стоит учесть и возможности самого котла, которые никак нельзя назвать неограниченными. Его теплообменник и патрубки рассчитаны на определенную производительность и определенное давление, которое возникает. Если превысить заданные параметры, можно попросту прийти к тому, что ваш отопительный прибор выйдет из строя.

Да и если насос все время будет функционировать на гране своих возможностей, обеспечивая теплоносителем все контуры разветвлённой системы, то долго он не прослужит. К тому же работа будет сопровождаться громким шумом, а электрическая энергия будет потребляться в больших количествах.

Чтобы решить эту проблему, необходимо необходимо разделить всю гидравлическую систему не только на контуры конечного потребления, через коллектор, но и выделить отдельный контур котла.

Именно для этого и предназначена гидрострелка, которая монтируется между котлом и коллектором. Установка гидрострелки в системе отопления позволяет избавиться от скачков температурного напора.

Устройство гидрострелки

Гидроразделитель — это вертикальный полый сосуд, состоящий из труб большого диаметра (квадратного профиля) с эллиптическими заглушками по торцам.

Размеры разделителя обусловлены мощностью котла, зависят от количества и объема контуров.

Тяжелый металлический корпус монтируется на опорные стойки, чтобы не создавать линейное напряжение на трубопровод. Компактные устройства крепят к стене, размещают их на кронштейнах.

Патрубок емкостного гидравлического разделителя и отопительный трубопровод соединяются с посредством фланцев или резьбы.

Материал, из которого изготавливается гидрострелка — низкоуглеродистая нержавеющая сталь, медь, полипропилен. Корпус обрабатывают антикоррозийным составом, покрывают теплоизоляцией.

Принцип работы

Теперь, когда мы знаем для чего нужна гидрострелка для отопления и разобрались с ее конструкцией, можно переходить к особенностям ее функционирования.

В процессе её работы выделяется три основных режима.

Режим первый.

Система практически находится в равновесии. Расход «малого» котлового контура практически не отличается от суммарного значения расходов всех контуров, подключенных к коллектору или непосредственно к гидрострелке.

Теплоноситель не задерживается в гидрострелке, а проходит сквозь нее по горизонтали, практически не создавая вертикального перемещения. Температура теплоносителя на патрубках подачи (Т1 и Т2) – одинакова. Естественно, такая же ситуация и на патрубках, подключенных к «обратке» (Т3 и Т4). В таком режиме гидрострелка, по сути, не оказывает никакого влияния на функционирование системы.

Но подобное равновесное положение – крайне редкое явление, которое может замечаться лишь эпизодически, так как исходные параметры системы всегда имеют тенденцию к динамическому изменению.

В продаже можно найти модели коллекторов со встроенными гидравлическими разделителями. Выбрать можно варианты на 2, 3, 4 или 5 контуров.

Режим второй.

В текущий момент сложилось так, что суммарный расход на контурах отопления превышает расход в контуре котла.

С такой ситуацией приходится сталкиваться достаточно часто, когда все подключённые к коллектору контуры именно в этот момент требуют максимального расхода теплоносителя. Обыденными словами – сиюминутный спрос на теплоноситель превысил то, что может выдать контур котла. Система при этом не остановится и не разбалансируется. Просто в гидрострелке сам по себе сформируется восходящий по вертикали поток от патрубка «обратки» коллектора к патрубку подачи. Одновременно к этому потоку в верхней области гидравлического разделителя будет производиться подмес горячего теплоносителя, циркулирующего по «малому» контуру. Температурный баланс: Т1 > Т2, Т3 = Т4.

Коллектор с гидрострелкой на 3 контура позволяет безопасно и грамотно подключить радиаторы, бойлер и тёплые полы. Является самым популярным в своём сегменте. Наличие 4 контуров позволяет дополнительно подключить нагреватель воздуха в вентиляции. Для подключения ещё и резервного котла нужно наличие 5 контуров.

Режим третий.

Этот режим функционирования гидравлического разделителя является, по сути, основным – в грамотно спланированной и правильно смонтированной системе отопления именно он и станет превалирующим.

Расход теплоносителя в «малом» контуре превышает аналогичный суммарный показатель на коллекторе, или, иными словами, «спрос» на необходимый объем стал ниже «предложения». Причин тому может быть немало: — Аппаратура термостатического регулирования на контурах снизила или даже временно прекратила поступление теплоносителя из коллектора подачи на приборы теплообмена.

Температура в бойлере косвенного нагрева достигла максимальной, а забора горячей воды давно не было – циркуляция через бойлер прекращена. Отключены на какое-то время или на длительный период отдельные радиаторы или даже контуры (необходимость профилактики или ремонта, нет нужды отапливать временно неиспользуемые помещения и иные причины). Система отопления вводится в действие ступенчато, с постепенным включением отдельных контуров.

Ни одна из перечисленных причин никак негативно не скажется на общей функциональности системы отопления. Излишек объема теплоносителя вертикальным нисходящим потоком просто будет уходить в «обратку» малого контура. По сути, котел станет обеспечивать несколько избыточный объем, а каждый из контуров, подключенных к коллектору или напрямую к гидрострелке, будет забирать ровно столько, сколько требуется в настоящий момент. Температурный баланс при таком режиме работы: Т1 = Т2, Т3 > Т4.

При монтаже гидрострелки в индивидуальных системах отопления чаще всего используются пластиковые модели, которые и стоят дешевле, и установка их производится при помощи фитингов.

Расчет гидрострелки

Многие пользователи задаются вопросом: как рассчитать гидрострелку для отопления? Поскольку устройства, которые есть в продаже предназначены для определенной мощности отопительной системы.

Многие хотят самостоятельно изготовить прибор и тогда очень важно произвести правильные и точные расчеты.

Представим расчет в зависимости от мощности системы отопления.

Существует универсальная формула, описывающая зависимость расхода теплоносителя от общей потребности в тепловой мощности, теплоемкости теплоносителя и разницы температур в трубах подачи и «обратки».

Формула расчёта расхода теплоносителя

Q = W / (с × Δt)

Где:


  • Q – расход, л/час;

  • W – мощность системы отопления, кВт

  • с – теплоемкость теплоносителя (для воды – 4,19 кДж/кг×°С или 1,164 Вт×ч/кг×°С или 1,16 кВт/м³×°С)

  • Δt – разница температур на подаче и «обратке», °С.

  • Вместе с тем, расход при движении жидкости по трубе равен: Q = S × V

  • S – площадь поперечного сечения трубы, м²;

  • V — скорость потока, м/с.

S = Q / V= W / (с × Δt × V)

Опытным путем доказано, что для оптимального смешивания в гидравлическом разделителе, качественного отделения воздуха и выпадения в осадок шлама, скорость в нем должна быть не выше 0,1 – 0,2 м/с.

Раз уж выбрана единица измерения час, то умножаем на 3600 секунд. Получается 360 – 720 м/час.

Можно взять усредненное значение – 540 м/час.

Если расчет производится для воды, то можно сразу ввести несколько исходных значений, чтобы упростить формулу:

S = W / (1,16 × Δt × 540) = W / (626 × Δt)

Определив сечение, по формуле площади круга несложно определить и требуемый диаметр:

D = √ (4×S/π) = 2 × √ (S/π)

Подставляем значения:

D = 2 × √ (W / (626 × Δt × π)) = 2 × √ (W / (1966 × Δt)) = 2 × 0,02255 × √(W/Δt) = 0,0451 × √(W/Δt)

Так как значение будет получено в метрах, что не совсем удобно, можно перевести его сразу в миллиметры, умножив на 1000.

В итоге формула примет такой вид:

D = 45,1 √(W/Δt) – для скорости потока в трубе гидрострелки в 0,15 м/с.

Несложно просчитать и значения для верхнего и нижнего предела допустимой скорости потока:

D = 55,2 √(W/Δt) – для скорости в 0,1 м/с; D = 39,1 √(W/Δt) – для скорости в 0,2 м/с.

Определив диаметр гидрострелки, несложно вычислить и диаметры входных и выходных патрубков.

Поэтому гидрострелка для отопления решает важные задачи. При необходимости её нужно монтировать.

Видео

В сюжете – Принцип работы гидравлической стрелки.

В сюжете – Устройство и назначение гидрострелки


Источник
https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2018/04/gidrostrelka-dlya-otopleniya.html

Гидрострелка для отопления – назначение и основные параметры

Содержание статьи

Гидрострелка: принцип работы назначение и расчеты

Система теплоснабжения индивидуального дома может состоять из нескольких подсистем. Реализация каждого разветвления должна осуществляться независимо от давления и расхода теплоносителя каждой функции. В связи с тем, что теплоноситель поступает из одной точки, это приводит к разбалансировке отдельных контуров системы.

Чтобы не возникла подобная ситуация, устраиваются гидрострелки (анулоиды) в системе теплоснабжения.

Основные функции

При организации теплоснабжения от котла на твердых видах топлива, водные потоки нагреваются бойлером, сопротивление которого на порядок меньше, чем в основной системе.

В состав системы отопления часто включены подогрев пола, санузлы и кухня. То есть, на один генератор тепла подключены как минимум три потребителя. Температурный режим каждого настроен индивидуально, и, соответственно, имеет разное сопротивление отопительной развязки. Для того, чтобы не возникла разбалансировка системы отопления, их необходимо совместить.

Именно это и является основным принципом работы гидравлической стрелки. Иными словами, она разделяет систему теплоснабжения на два автономных контура: теплогенератора и общего отопления дома, в который включены все подсистемы.

Развязка подсистем в общей системе устроена по такому же принципу, они не влияют друг на друга. Таким образом, гидравлическая стрелка решает вопрос балансировки котельного оборудования и системы теплоснабжения.

Применять разделитель рекомендуется в том случае, когда без его использования разница давления между подачей и обраткой превышает четыре сотых метра водяного столба. Внутри анулоида осуществляется обмен горячей и остывшей воды.

Работа разделителя происходит в одном из 3 режимов:

  • потоки обоих контуров равны. Функционирование при правильно подобранных насосах происходит только при условии одновременной работы всех насосов котельного оборудования и отопительной системы в обычном режиме;
  • поток первого контура значительно меньше второго. Реализация возможна только для тех случаев, когда достаточно работы только одного котла из всей системы отопления.
  • поток второго контура значительно меньше первого. Реализация возможна, когда приостановлена подача тепла или требуется отопление только одной зоны.

Благодаря работе гидрострелки, обеспечивается возможность регулирования котельного оборудования и отопительной системы всего дома. Поэтому экономить на ее приобретении и установке не стоит.

Режимы работы гидрострелки

Дополнительные функции

Помимо защиты теплообменника от теплового удара, гидрострелка предохраняет систему отопления от повреждений в случае аварийного выключения системы водоснабжения дома, подогрева пола и иных подсистем.

Кроме того, она выполняет роль отстойника для механических образований, таких как накипь и ржавчина. Еще одна из важных функций, для чего нужна гидрострелка в системе отопления – устранение воздушных масс из теплоносителя.

Принцип работы гидравлического разделителя

В гидравлическом разделителе происходят два физических процесса из двух разделов физики. Гидравлика помогает понять, как движется вода в разделителе, а теплотехника, позволяет понять, как в разделителе смешиваются холодный и горячий потоки.

Начнем с гидравлики. Имеем два контура движения теплоносителя. Контур К1 (контур котла отопления) и контур К2 (контур системы отопления) для обеспечения движения теплоносителя в каждый контур ставится циркуляционный насос. Принято ставить насосы на холодные ветки контуров. Хотя установка насосов на горячие ветки увеличивает скорость движения теплоносителя из-за малой вязкости горячей жидкости.

Итак, в гидрострелке двигаются два динамически независимых потока контуров К1 и К2. Скорость движения этих потоков не должна превышать 0,1 м/сек. Поясню почему.

Маленькая скорость движения теплоносителя в гидравлическом разделителе нужна по четырем причинам:

  1. При малой скорости движения жидкости в разделителе осаждаются песок, шлам и другой водяной мусор.
  2.  При малой скорости холодный теплоноситель движется вниз, а горячий поднимается вверх. Такая естественная циркуляция позволяет создавать температурные градиенты в петлях отопления. Можно получить контур отопления с повышенной или пониженной температурой. Обычно пониженную температуру создают  разделителем в системе теплый пол, а повышенную в контуре косвенного нагрева с бойлером.
  3. Из гидрострелки можно сделать смесительный узел. Это полезно если в доме один отопительный контур. Уменьшив диаметр разделителя, вы увеличите скорость движения воды и температуры обоих петель (котла и отопления) выровняются. Это значительно экономит материал и снижает расходы.
  4.  Маленькая скорость воды в разделителе, выводит из воды воздух, который не нужен в системе отопления. Воздух выводится через автоматический воздушник.

Промежуточный итог

Разделитель гидравлический позволяет разделить два контура теплоносителя различного расхода. Циркуляционные насосы в обоих контурах и диаметр разделителя,  выбираются такой мощности, чтобы скорость движения теплоносителя в разделителе не превышала 0, 1 м/сек.    

Какие возможности приписывают гидросепаратору

В среде инженеров-теплотехников встречаются диаметрально противоположные мнения по поводу необходимости установки гидрсотрелок в системах отопления. Масла в огонь подливают заявления производителей гидротехнического оборудования, сулящие увеличение гибкости настройки режимов работы, повышение КПД и эффективности теплоотдачи. Чтобы отделить зёрна от плевел, для начала рассмотрим абсолютно беспочвенные заявления о «выдающихся» способностях гидравлических сепараторов.

КПД котельной установки никак не зависит от устройств, установленных после присоединительных патрубков котла. Полезное действие котла целиком и полностью заключено в преобразовательной способности, то есть в процентном отношении тепла, выделенного генератором, к теплу, поглощённому теплоносителем. Никакие специальные методы обвязки не могут повысить КПД, он зависит только от площади поверхности теплообменника и корректного выбора скорости циркуляции теплоносителя.

Многорежимность, которая якобы обеспечивается установкой гидрострелки, это также абсолютный миф.

Суть обещаний сводится к тому, что при наличии гидрострелки можно реализовать три варианта соотношений расхода в генераторной и потребительской части.

Первый — абсолютное выравнивание расхода, что на практике как раз возможно только при отсутствии шунтирования и наличии в системе только одного контура. Второй вариант, при котором в контурах расход больше, чем через котёл, якобы обеспечивает повышенную экономию, однако в таком режиме по обратке в теплообменник неизбежно поступает переохлаждённый теплоноситель, что порождает ряд негативных эффектов: запотевание внутренних поверхностей камеры сгорания или температурный шок.

Также существует ряд доводов, каждый из которых представляет бессвязный набор терминов, но по сути своей не отражающий ничего конкретного. К таковым относятся повышение гидродинамической стабильности, увеличение срока службы оборудования, контроль за распределением температуры и иже с ними.

Также можно встретить утверждение, что гидроразделитель позволяет стабилизировать балансировку гидравлической системы, что на практике оказывается прямо противоположным. Если при отсутствии гидрострелки реакция системы на изменение протока в любой её части неизбежна, то при наличии разделителя она ещё и абсолютно непредсказуема.

Реальная область применения

Тем не менее, термогидравлический разделитель — устройство далеко не бесполезное. Это гидротехнический прибор и принцип его действия достаточно подробно описывается в специальной литературе. Гидрострелка имеет вполне определённую, пусть и достаточно узкую область применения.

Важнейшая польза от гидроразделителя — возможность согласовать работу нескольких циркуляционных насосов в генераторной и потребительской части системы. Часто случается, что подключенные к общему коллекторному узлу контуры снабжаются насосами, производительность которых отличается в 2 и более раз.

Наиболее мощный насос при этом создаёт разницу давлений настолько высокую, что забор теплоносителя остальными устройствами циркуляции оказывается невозможным. Несколько десятков лет назад эта проблема решалась так называемым шайбованием — искусственным занижением протока в потребительских контурах путём вваривания в трубу металлических пластин с различным диаметром отверстий.

Гидрострелка шунтирует подающую и обратную магистраль, за счёт чего разрежение и избыточное давление в них нивелируются.

Второй частный случай — избыточная производительность котла по отношению к потреблению контуров распределения. Такая ситуация характерна для систем, в которых ряд потребителей работает не на постоянной основе. Например, к общей гидравлике могут быть привязаны бойлер косвенного нагрева, теплообменник бассейна и отопительные контуры зданий, которые отапливаются лишь время от времени.

Установка гидрострелки в таких системах позволяет поддерживать номинальную мощность котла и скорость циркуляции всё время, при этом излишек нагретого теплоносителя поступает обратно в котёл. При включении дополнительного потребителя разница расходов снижается и излишек уже направляется не в теплообменник, а в открытый контур.

Гидрострелка также может служить коллектором генераторной части при согласовании работы двух котлов, особенно если их мощность существенно отличается.

Дополнительным эффектом от работы гидрострелки можно назвать защиту котла от температурного шока, но для этого расход в генераторной части должен превышать расход в сети потребителей не менее чем на 20%. Последнее достигается путём установки насосов соответствующей производительности.

Гидрострелка для отопления своими руками

Поскольку строение устройства простейшее, у многих возникает желание сделать его самостоятельно.

Расчёты размеров гидрострелки для отопления начинаются с диаметра трубы, которая подойдёт для конкретной системы.

Для расчётов понадобятся данные:

  • Мощность котла (кВт) — W.
  • Разница между температурой подачи и обратки – ΔT.

Подставив данные, по формуле можно высчитать минимальный внутренний диаметр (D) в мм.

Между патрубками должно «помещаться» 2-3 внутренних диаметра прибора.

Но не всё так просто, как кажется. Чтобы сделать стрелку самостоятельно, нужны навыки сварщика. Услуги наёмного специалиста будут стоить не мало. Не всегда легко найти качественные патрубки с ровной резьбой, тогда придётся прибегнуть к услугам токаря. В результате, суммарная стоимость материалов, работы и времени может даже превосходить затраты на покупку готового заводского устройства.

Есть и ещё один момент, в котором самоделки уступают фабричным аналогам. Поскольку они не имеют термозащитного кожуха, разделитель излучает тепло там, где не запланировано хозяином.

Назначение приспособления

Целесообразность использования гидроразделителя обоснована в крупных домах, где есть 2 и более отопительных контура.

Описываемая здесь гидрострелка необходима для балансировки уровня давления во всей котельной системе, когда изменяются показатели в главном контуре. Такое устройство без проблем регулирует трехконтурный вариант системы, в которой включены сразу и нагреватель воды, и радиатор отопления, и даже теплой пол.

Когда соблюдаются все правила гидродинамики, обеспечивается стабильная работа в нормальном режиме.

Стоит знать: устанавливается большинство гидрострелок строго в вертикальном положении, чтобы отвод воздуха из системы осуществлялся полностью автоматически.

Также гидроразделитель — это своеобразного рода отстойник, в котором изымаются из теплоносителя различного рода образования, будь то накипь или коррозия. Но происходит это опять же, если соблюдены все гидромеханические нормы.

Стоит отметить, что такая функция гидрострелки, сделанной как из нержавейки, так и из других материалов, увеличивает срок службы многих деталей в отопительной системе. Такое устройство также отводит образующийся в теплоносителе воздух, что снижает в металлических частях окислительный процесс.

Возможно, Вас заинтересует статья о конденсационном газовом котле.

О том, как выбрать газовый котел, Вы можете прочитать в этой статье .

Также Вам может пригодиться статья о том, как сделать котел на отработанном масле своими руками .

В классическом варианте конструкции, которая предусматривает наличие только одного контура, если происходит отключение нескольких веток, то уменьшается расходование тепла в системе. Поэтому температура теплоносителя после прохождения всего пути снижается незначительно. Гидрострелка же позволяет поддерживать стабильный уровень расхода тепла, тем самым обеспечивая стабильную циркуляцию в системе.

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Многие системы теплоснабжения в частных домовладениях отличаются разбалансировкой. Гидрострелка позволяет разделить контур отопительного агрегата и вторичный контур отопительной системы. Это позволяет повысить качество и надежность системы.

Особенности работы устройства

Выбирая гидрострелку, нужно внимательно изучить принцип работы, назначение и расчеты, а также узнать достоинства прибора:

  • разделитель необходим для гарантии выполнения технических характеристик;
  • устройство поддерживает температурный и гидравлический баланс;
  • параллельное подсоединение обеспечивает минимальные потери тепловой энергии, производительности и давления;
  • защищает котел от теплового удара, а также выравнивает циркуляцию в контурах;
  • позволяет сэкономить топливо и электроэнергию ;
  • сохраняется постоянный объем воды;
  • снижает гидравлическое сопротивление.

Функционирование прибора с четырех ходовым смесителем

Особенности работы гидрострелки позволяют нормализовать гидродинамические процессы в системе.

Полезная информация! Своевременное устранение примесей позволяет продлить срок службы счетчиков, отопительных приборов и вентилей.

Устройство гидрострелки отопления

Прежде, чем купить гидрострелку для отопления нужно разобраться в устройстве конструкции.

Внутреннее устройство современного оборудования

Гидроразделитель представляет собой вертикальный сосуд из труб большого диаметра со специальными заглушками по торцам. Размеры конструкции зависят от протяженности и объема контуров, а также от мощности. При этом металлический корпус устанавливается на опорные стойки, а изделия небольшого размера крепятся на кронштейнах.

Подсоединение к отопительному трубопроводу производится с помощью резьбы и фланцев. В качестве материала для гидрострелки применяется нержавеющая сталь, медь или полипропилен. При этом корпус обрабатывается антикоррозийным веществом.

Обратите внимание! Изделия из полимера используются в системе с котлом мощностью 14-35 кВт. Изготовление подобного прибора своими руками требует профессиональных навыков

Дополнительные функции оборудования

Принцип работы, назначение и расчеты гидрострелки можно узнать и выполнить самостоятельно. В новых моделях присутствуют функции сепаратора, разделителя и регулятора температуры. С помощью терморегулирующего клапана обеспечивается градиент температур для вторичных контуров. Устранение кислорода из теплоносителя позволяет уменьшить риск эрозии внутренних поверхностей оборудования. Удаление лишних частиц увеличивает срок службы рабочего колеса.

Внутри устройства есть перфорированные перегородки, которые делят внутренний объем пополам. При этом не создается дополнительное сопротивление.

На схеме показано устройство в разрезе

Полезная информация! Для сложного оборудования требуется датчик температуры, манометр и линия для запитки системы.

Принцип работы гидрострелки в системах отопления

От скоростного режима теплоносителя зависит выбор гидрострелки. При этом буферная зона отделяет отопительную цепь и котел отопления.

Существуют следующие схемы подключения гидрострелки:

нейтральная схема работы, при которой все параметры соответствуют расчетным значениям. При этом конструкция обладает достаточной суммарной мощностью;

Использование контура теплого пола

определенная схема применяется, если котел не обладает достаточной мощностью. При недостатке расхода требуется подмес охлажденного теплоносителя. При разнице температур срабатывают термодатчики;

Схема системы отопления

объем потока в первичном контуре больше, чем расходование теплоносителя в второстепенной цепи. При этом отопительный агрегат функционирует в оптимальном режиме. При отключении насосов во втором контуре теплоноситель перемещается через гидрострелку по первому контуру.

Вариант использования гидрострелки

Производительность циркуляционного насоса должна быть на 10 % больше, чем напор насосов во втором контуре.

Особенности работы системы

В данной таблице продемонстрированы некоторые модели и их стоимость.

Совмещение коллектора отопления с гидрострелкой

Небольшие дома обогревает котел, в который встроен насос. Вторичные контуры присоединяют к котлу через гидрострелку. Независимые контуры жилых домов с большой площадью (от 150 м 2 ) подключают через гребенку, гидроразделитель будет громоздким.

Какие трубы для теплого пола лучше и удобнее применять. Технические характеристики каждого вида трубной продукции, применяемой для теплого пола.

Распределительный коллектор монтируют после гидрострелки. Устройство состоит из двух независимых частей, которые объединяют перемычки. По количеству вторичных контуров врезают попарно расположенные патрубки.

Распределительная гребенка облегчает эксплуатацию и ремонт оборудования. Запорная и регулирующая арматура системы теплоснабжения дома находится в одном месте. Увеличенный диаметр коллектора обеспечивает равномерный расход между отдельными контурами.

Применение гидрострелки убережет котел от теплового удара

Разделитель и компланарная распределительная гребенка образуют гидравлический модуль. Компактный узел удобен для стесненных условий небольших котельных.

Монтажные выпуски предусмотрены для обвязки звездочкой:

  • низконапорный контур теплых полов подключают снизу;
  • высоконапорный контур радиаторов — сверху;
  • теплообменник — сбоку, на противоположной стороне от гидрострелки.

На рисунке представлена гидрострелка с коллектором. Схема изготовления предусматривает установку балансировочных клапанов между коллекторами подачи/обратки:

Схема гидрострелки с коллектором

Регулирующая арматура обеспечивает максимальный проток и напор на дальних от гидрострелки контурах. Балансировка снижает процессы неправильного дросселирование потока, позволяет добиться расчетной подачи теплоносителя.

Важно! Автономная система отопления относится к системам, работающим с высокой температурой среды под давлением (гидрострелка отопления частного дома в том числе). Сделать гидрострелку отопления своими руками может специалист, обладающий достаточным запасом знаний в теплотехнике, опытом и навыками работы (электрогазосварка, слесарное дело, работа с ручным электроинструментом)

Многочисленные интернет-сайты предлагают пошаговые инструкции по изготовлению гидрострелки для отопления, видео ролики также смогут помочь в этом процессе

Сделать гидрострелку отопления своими руками может специалист, обладающий достаточным запасом знаний в теплотехнике, опытом и навыками работы (электрогазосварка, слесарное дело, работа с ручным электроинструментом). Многочисленные интернет-сайты предлагают пошаговые инструкции по изготовлению гидрострелки для отопления, видео ролики также смогут помочь в этом процессе.

Размеры коллектора отопления с гидрострелкой

Теоретические знания помогут составить схемы и чертежи гидрострелки отопления, сделать индивидуальный заказ оборудования в специализированной организации, проконтролировать работу подрядчика. Доверять изготовление ответственных узлов системы отопления непрофессионалам опасно для жизни и здоровья. Следует помнить о том, что испорченное по вине владельца оборудование гарантийному ремонту и возврату не подлежит.

https://youtube.com/watch?v=sLsOysrbhb8

Назначение

Итак, для чего же нужна гидрострелка в системе отопления?

Цель установки гидрораспределителя в систему отопления – разделение потоков теплоносителя, а также защита котельного оборудования.

Рассмотрим основные конкретные ситуации, в которых может пригодиться данное устройство в отопительной системе:

  1. Когда требуется создание двух и более контуров отопительной цепи с различным расходом теплоносителя. Например, пристыкованный контур требует большего расхода, чем основной от котла. В этом случае, есть два способа решения проблемы: увеличить мощность и циркуляцию основного контура, что будет не оправдано экономически и приведёт к быстрой выработке ресурса оборудования. Другой способ – установка гидрострелки, которая отрегулирует поток.
  2. В отопительных схемах, включающих бойлеры, тёплые полы и несколько контуров, гидроразделитель поможет избежать негативного влияния этих систем друг на друга. При включении и выключении любого из элементов, не нарушится общий баланс системы.
  3. Если есть несколько контуров (от одного котла), в каждом из которых имеется свой циркуляционный насос. Гидрострелка не допускает противодействие их друг другу. Приборы работают мягко, теплоноситель распределяется равномерно и в достаточном количестве во всех контурах.
  4. Есть несколько котлов, которые объединены в единую отопительную цепь. Без установки гидрострелки тут не обойтись.
  5. Ремонтопригодность – ещё один плюс, который появляется при установке гидрораспределителя. Прибор даёт возможность сохранять работоспособность всех контуров, кроме того, который требуется отключить.
  6. В некоторых ситуациях оборудование может подвергаться перепадам температуры. Резкая подача холодной жидкости на разогретый элемент системы может привести к появлению трещин и выходу из строя. Особенно чувствительны к таким перепадам чугунные теплообменники, радиаторы и т.д. Происходит подобное при запуске отопления, во время ремонтных работ, аварийном отключении и т.д.

Это основные функции, которые выполняет гидрострелка. В процессе эксплуатации прибора, в его нижней части происходит накопление осадка из примесей, содержащихся в теплоносителе (окалина, ржавчина, песок, и прочая грязь).

Для удаления осадка здесь установлен специальный кран и многие относят это к дополнительным преимуществам, которые даёт гидрораспределитель.

Ведь очистка жидкости от примесей благоприятно сказывается на каждом элементе системы и продлевает срок их службы.

Кроме того, устройство оснащено возможностью стравливания растворённого в воде воздуха. Если он накапливается в радиаторах, то приводит к снижению эффективности нагрева. Так что гидроразделитель является ещё и воздухоотводчиком.

В гарантийном талоне к некоторым видам оборудования можно прочесть, что производитель несёт ответственность и готов принимать неисправное оборудование только при наличии в системе гидроразделителя.

О сепарационных коллекторах

Напоследок кратко коснёмся темы многовыводных гидрострелок, также известных как сепколлы. По сути своей это коллекторная группа, в которой подающий и возвратный разветвитель объединены разделителем. Такого рода устройства крайне полезны при согласовании работы нескольких контуров отопления с разной нормой расхода и температурой теплоносителя.

Сепарационный коллектор вертикального монтажа позволяет обеспечить градиент температур в выходных патрубках за счёт смешивания порций теплоносителя. Это делает возможным прямое подключение, к примеру, бойлера косвенного нагрева, радиаторной группы и петель тёплого пола без смесительной группы: разница температур между соседними выводами сепколла будет естественным образом поддерживаться в пределах 10–15 °С в зависимости от режима циркуляции. Однако стоит помнить, что такой эффект возможен только если возвратный патрубок генераторной части расположен выше возвратных отводов потребителей.

В качестве итога дадим важную рекомендацию. Для большинства бытовых систем отопления мощностью до 100 кВт установка гидравлического разделителя не требуется.

Гораздо более правильным решением будет подобрать производительность циркуляционных насосов и согласовать их работу, а для защиты котла от температурного шока связать магистрали трубкой-байпасом.

Если же проектная либо монтажная организация настаивают на установке гидрострелки, это решение обязательно должно обосновываться технологически. опубликовано econet.ru  Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Схема обвязки с котлом

Чтобы понять, как работает гидрострелка в системе отопления с несколькими контурами, мы предлагаем изучить схему ее обвязки с котлом, представленную ниже:

Теперь оба коллектора связаны между собой перемычкой, уравнивающей давление в подающей и обратной магистрали. Благодаря этому в каждый контур поступит столько теплоносителя, сколько нужно

При этом важно обеспечить такой же расход теплоносителя со стороны теплогенератора, иначе его температура на стороне потребителей может стать недопустимо низкой


В интернете очень популярна схема гидрострелки (показана выше), изображающая 3 рабочих режима:

  • суммарный расход теплоносителя в контурах потребителей и со стороны котла одинаков;
  • отопительные ветви отбирают большее количество воды, чем ее обращается в котловом контуре;
  • расход в кольце со стороны теплогенератора больше.

В действительности у гидрострелки режим работы один-единственный, он изображен на схеме под номером 3. Добиться идеального режима (№1) невозможно, так как гидравлическое сопротивление ветвей потребителей все время меняется из-за работы термостатов, да и подобрать так точно насосы нереально. По схеме №2 действовать нельзя, потому что тогда большая часть теплоносителя станет обращаться по кругу со стороны потребителей.

Это приведет к понижению температуры в системе отопления, ведь со стороны котла в гидрострелке будет подмешиваться мало горячей воды. Чтобы поднять эту температуру, придется выводить теплогенератор на максимальный режим, что не способствует стабильной работе системы в целом. Остается вариант №3, при котором в коллекторы идет достаточное количество воды требуемой температуры. А уж понизить ее в контурах – задача трехходовых клапанов.

Функция гидрострелки в системе отопления лишь одна – создание зоны с нулевым давлением, откуда смогут отбирать теплоноситель любое число потребителей. Главное, — обеспечить необходимый расход со стороны источника тепла. Для этого реальная производительность котлового насоса должна быть немного больше суммы расходов на всех ветвях потребителей. Подробнее обо всех нюансах рассказано и показано на видео:

Гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Итак, что же называется гидрострелкой в отопительной системе частного дома? Температурный и гидравлический буфер, который обеспечивает процессы корреляции температур обратки и подачи, упорядоченный максимальный проток теплоносителя, называется гидрострелкой. Для чего же нужна гидравлическая стрелка?

Очень просто можно объяснить, для чего нужна в отопительной системе гидрострелка? Владельцы частных домов хорошо знают, что такое разбалансировка теплоснабжения. Современные котлы имеют меньший по объему контур. В то же время расход потребителя при циркуляции – меньше. С помощью гидрострелки можно отделить ее работу от теплогенератора вторичной цепи, увеличить надежность и качество работы системы.

Гидроразделитель в системе отопления

Чтобы понять, для чего нужна в системе отопления гидрострелка, нужно назвать ряд преимуществ систем отопления с гидравлическим терморазделителем. Прежде всего, разделитель является обязательным условием производителей оборудования для гарантии технического обслуживания на котел мощностью до 50 киловатт и больше. С помощью вспомогательного узла обеспечивается максимальный проток с ламинарным течением теплоносителя. Постоянно поддерживается температурный и гидравлический баланс в отопительной системе. Гидрострелка и контур отопления подключается параллельно. Это создает минимальные потери давления, производительности и тепла. Патрубки подачи и обратки расположены по коленному принципу. Это обеспечивает температурный градиент вторичных контуров. Если подобрать оптимально гидрострелку для отопления, то можно защитить котел от разницы температур подачи и обратки.

Предохраняется оборудование от теплового удара. Гидравлическая стрелка увеличивает коэффициент полезного действия котла. Кроме того, обеспечивается вторичная циркуляция части теплоносителя в котловом контуре. Топливо и электроэнергия экономится. Сохраняется постоянный объем котловой воды. При необходимости можно с помощью разделителя компенсировать дефицит расхода во второстепенном контуре. Если насосы имеют высокую мощность, то их влияние можно с помощью полого разделителя снизить. Нагрузка подается на вторичный контур и котел.

Гидродинамические процессы в системе стабилизируются принципом работы гидрострелки. Для того чтобы продлить срок эксплуатации насоса, нужно своевременно удалять механические примеси из теплоносителя. Кроме того, продлевается эксплуатационный срок датчиков, счетчиков, вентилей. При делении потоков (независимый контур потребителя и контур теплогенератора) гидрострелка обеспечивает максимальное использование теплоты сгорания топлива.

Дополнительные возможности

Кран внизу для слива позволяет удалять из теплоносителя мусор и накипь

Особенности функционирования схемы отопления с гидрострелкой предоставляют пользователю такие дополнительные возможности:

  • При попадании потока жидкости в каналы разделителя, его скорость несколько уменьшается. Это способствует осаждению на дне вредных примесей, всегда имеющихся в теплоносителе.
  • Для периодического удаления скопившегося осадка в нижней части корпуса имеется отдельный вентильный кран.
  • Снижение скорости тока позволяет выводить из воды имеющиеся в ней воздушные пузырьки. Они удаляются через автоматический клапан.

В последнем случае гидравлическая стрелка используется как сепаратор.

Роль гидрострелки в современных отопительных системах

Дабы выяснить, что собой представляет гидрострелка и какие функции она выполняет, вначале ознакомимся с особенностями работы индивидуальных отопительных систем.

Простой вариант

Самый простой вариант отопительной системы, оборудованной циркуляционным насосом, будет выглядеть примерно следующим образом.

Безусловно, данная схема существенно упрощена, поскольку многие элементы сети в ней (к примеру, группа безопасности) попросту не показаны, чтобы «облегчить» картинку для восприятия. Итак, на схеме вы можете увидеть, прежде всего, отопительный котел, благодаря которому и нагревается рабочая жидкость. Также виден циркуляционный насос, посредством которого жидкость движется по подающему (красному) трубопроводу и так называемой «обратке». Что характерно, такой насос может устанавливаться как в трубопровод, так и непосредственно в котел (последний вариант присущ больше приборам настенного типа).

Если насос грамотно подобран в плане давления и производительности, то его одного будет вполне достаточно для одноконтурной системы, следовательно, нет никакой необходимости в использовании иных вспомогательных устройств.

Более сложный вариант

Если площадь дома достаточно большая, то представленной выше схемы для него будет явно недостаточно. В таких случаях применяется сразу несколько отопительных контуров, поэтому схема будет выглядеть несколько по-другому.

Здесь мы видим, что посредством насоса рабочая жидкость поступает в коллектор, а оттуда уже передается на несколько отопительных контуров. К последним можно отнести следующие элементы.

  1. Контур высокой температуры (или несколько), в котором имеются коллекторы или же обычные батареи.
  2. Системы ГВС, оснащенные бойлером косвенного нагрева. Требования к перемещению рабочей жидкости здесь особенные, поскольку температура подогрева воды в большинстве случаев регулируется изменением расхода жидкости, проходящей через бойлер.
  3. Теплые полы. Да, температура рабочей жидкости для них должна быть на порядок ниже, поэтому и используются особые термостатические устройства. Тем более что контуры теплого пола имеют длину, существенно превышающую стандартную разводку.

Вполне очевидно, что один циркуляционный насос с такого рода нагрузками не справится. Безусловно, сегодня продаются высокопроизводительные модели повышенной мощности, способные создавать достаточно высокое давление, однако стоит подумать и о самом отопительном приборе – его возможности, увы, не безграничны. Дело в том, что элементы котла изначально предназначаются на определенные показатели напора и производительности. И данные показатели превышать не стоит, поскольку это чревато поломкой дорогостоящей отопительной установки.

Помимо того, сам циркуляционный насос, функционируя на пределе собственных возможностей для того, чтобы обеспечивать жидкостью все контуры сети, долго прослужить не сможет. Чего уж говорить о сильном шуме и расходе электрической энергии. Но вернемся к теме нашей статьи – к гидрострелке для отопления.

Загрузка…

схема, расчет, назначение и принцип работы

Основной задачей отопительной системы является обеспечение комфортных условий внутри здания. Для этого применяются различные элементы и узлы, повышающие практичность, надежность и безопасность эксплуатации. Одним из актуальных модулей, используемых для балансировки и обеспечения защитных функций, является гидрострелка для отопления.

Необходимость в монтаже

Когда в закрытой отопительной разводке эксплуатируются не более одной пары насосов для циркуляции теплоносителя, то владельцам жилья нет необходимости изучать устройство гидрострелки отопления. В таких ситуациях без нее можно обойтись.

Даже если система предполагает монтаж трех насосов и такое же количество контуров, а также установку бойлера, предполагающего косвенный нагрев, то этот случай также легко будет функционировать без стрелки для отопления (в некоторых случаях ее называют «разделителем» контуров). Рационально применять данный узел в схемах, имеющих схожую развязку.

Наличие второго котла в системе не является критическим фактом. Достаточно и одного теплогенератора.

Когда теплоноситель перемещается по четырем независимым контурам с участием нескольких насосов, имеющих различную мощность, стоит предусмотреть установку гидроразделителя в системе отопления. Наиболее продуктивный насос обеспечит отрицательное давление внутри подающего коллектора, одновременно с этим избыточное значение окажется в обратке.

Во время одновременной эксплуатации для помпы с минимальной производительностью не удастся преодолеть сопротивление разряжения, поэтому в нормальных условиях он не сможет обеспечить свой контур необходимым для функционирования теплоносителем. В результате контур останется холодным, так как насосы станут друг для друга помехой.

Даже в том случае, когда все циркуляционные помпы будут иметь равную паспортную производительность, то гидросопротивление у их веток окажется различным, что отразится на физическом расходе воды во всех ветках, вымерять систему без погрешностей с высокой степенью точности вряд ли удастся.

Для чего нужна гидрострелка в системе отопления

С ее помощью нивелируется перепад давления. Все насосы получат возможность отбора теплоносителя в достаточном для себя количестве. Необходимо также понять, что такое гидрострелка в системе отопления. Для этого понадобится представить пустотелую металлическую трубку, имеющую рассчитанное сечение, а задачей ее является обеспечение области с нулевым давлением на пути от котла к радиаторам или другим потребителям.

Схема гидрострелки

При этом гидрострелка имеет понятный принцип работы, важное назначение и относительно доступные расчеты.

ВИДЕО: Принцип работы гидравлической стрелки

Рабочая схема

Чтобы разобраться, для чего нужна гидрострелка, и понять принцип работы гидравлического разделителя, стоит разобраться с представленной схемой.

Пара коллекторов надежно соединены специальной гидроперемычкой. Она уравновешивает значение давления в попутной и возвратной ветках. За счет данного конструкционного решения контуры обеспечиваются необходимым количеством теплоносителя. При работе коллекторов отопления с гидрострелкой необходимо обеспечить поступление разогретой воды от котла в том же объеме, что и уходит на радиаторы, в противном случае потребителям пойдет остывающий теплоноситель.

С этой статьей читают: Сколько стоят батареи для отопления

Предполагается три рабочих режима, в которых работает гидрострелка с коллекторами:

  • первый – итоговые объемы на выходе из котла и на обратке совпадают;
  • второй – на отопление уходит больший объем, чем успевает выработать котел;
  • третий – теплогенератор производит больше горячего теплоносителя, чем успевать отобраться его к потребителям.

Первого, идеалистичного варианта, практически никогда не бывает, а второй вариант является недопустимым, так как ведет к переохлаждению помещений. Наиболее распространенным и практичным является третий вариант, по которому и строится принцип работы гидрострелки.

Чтобы сформировать область нулевого давления, необходимо сформировать мощный поток от котла или другого теплогенератора. В таком случае понадобится максимально мощный насос, установленный в котле или параллельно ему.

Внутреннее строение газового котла

Внутреннее устройство

Разобравшись, зачем нужна гидрострелка в системе отопления, стоит уделить внимание ее функционалу.

  • Одной из задач, положенных для ее выполнения, является гидродинамическая балансировка. Этот элемент оберегает теплообменники, в большинстве случае изготовленные из чугуна, от гидравлических ударов.
  • Также разделитель позволяет легко откидывать нерабочие контуры от отопления.
  • Осуществляется выравнивание давления в разных контурах и бесперебойное функционирование в рабочих режимах.
  • Гидрострелка работает в режиме отсеивателя или отстойника, в котором аккумулируются твердые частички, способные повредить систему, например, крупные куски накипи, ржавчины и пр.

Принцип работы

  • За счет отвода проникшего в систему воздуха, удается избавиться от появления очагов коррозии и окисления металла.
  • Обеспечивается стабильный расход теплогенератора, балансирующего температурные режимы в подаче и обратке.

С этой статьей читают: Виды радиаторов отопления и их рабочие характеристики

Эксплуатация в рабочем режиме

Гидрострелка для отопления изготовленная своими руками или купленная в магазине имеет следующие параметры функционирования:

  • По завершении монтажных работ, включая сварку стыков, систему отопления наполняют теплоносителем с комнатной температурой.
  • Запускается котел, автоматика которого включает первичную циркуляцию и зажигает горелку.
  • Так как вода имеет низкую температуру, то она пускается по малому контуру, без запуска вторичных насосов, предусмотренных для отправки разогретого теплоносителя к радиаторам.
  • В это время гидрострелка выполняет функцию воздухоотвода и отстойника для механических частиц

Автоматический воздухоотводчик

  • При выходе теплоносителя в рабочий температурный режим, запускается циркуляция к потребителям, а после превышения установленной температуры в контуре потребителя циркуляция снова отключается. В этом и заключается принцип работы гидрострелки.

Самостоятельный монтаж

Владельцы подобных систем отопления с несколькими контурами могут своими руками изготовить гидравлическую стрелку. Для этого необходима труба круглого или квадратного сечения с заданным количеством патрубков. Принято подключать подачу в верхней части, а обратка традиционно идет по нижним патрубкам.

Такой способ актуальный для вертикального расположения трубки. Однако, допускается и горизонтальное позиционирование элемента.

В монтаже обычно используется коллектор. Для него берется любой из материалов:

  • конструкционная низколегированная сталь;
  • нержавейка;
  • полипропиленовые материалы.

В более сложных конструкциях кроме воздухоотвода и отстойника монтируют несколько контрольных датчиков.

Вот теперь пришло время поразмыслить, требуется ли в вашей системе отопления гидрострелка. В принципе, можно обойтись, но только в том случае, если система элементарная одно- или двухтрубная. В комбинированных схемам без гидрострелки уже никуда.

ВИДЕО: Гидрострелка – устройство и назначение. Нужна или нет?

Что такое гидравлическая стрелка – принцип работы, конструкция и расчет

Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 26 Обновлено

В некоторых схемах отопления специалисты настоятельно рекомендуют установку гидравлического распределителя. Основной аргумент «за» – стабилизация системы и улучшение ее эксплуатационных качеств. Какие функции выполняет этот элемент?

Когда необходимо ставить гидравлический распределитель

Коллекторное отопление

Одним из качественных характеристик отопления является гидродинамическое распределение на его участках и всей системы в целом. Т.е. давление и скорость движения теплоносителя должно быть примерно одинаковым везде. На практике добиться такого результата можно только при небольшой протяженности трубопроводов и отсутствии разветвлений.

Для двухтрубной или коллекторной систем часто наблюдается большая разница между давлением на выходной трубе от котла и обратной. Есть несколько объективных причин этому явлению.

Самыми распространенными из них являются:

  • Недостаточная мощность насосов для равномерной циркуляции теплоносителя. Они не могут обеспечить должную скорость его движения.
  • При использовании зональных устройств подачи горячей воды (терморегуляторы) создается избыточное гидравлическое сопротивление на определенных участках.
  • Несогласованность работы (резонанс) при наличии 2-х и более насосов.
  • Наличие контуров с различными показателями сечения труб – теплый пол, косвенный нагрев бойлера и т.д.

В итоге это приводит не только к неравномерному давлению, но и некорректному температурному распределению по отдельным магистралям. Для решения этих проблем следует устанавливать гидравлическую стрелку.

Функциональные особенности

На первый взгляд ее конструкция и принцип работы выглядит очень просто. Она состоит из основной емкости, сечение которой больше, чем у подающих магистралей. У нее имеются 4 патрубка с диаметром, равным основному трубопроводу.

Режимы работы гидравлической стрелки

Чаще всего гидравлический распределитель устанавливается в коллекторной схеме отопления. Он необходим для нормализации давления между подающей и обратной трубой. Можно определить 3 режима работы этого устройства.

  1. Стабильная система. Давление в магистралях равно. Вследствие этого температура воды на входных и выходных патрубках одинакова.
  2. Поток из отопительного контура превышает аналогичный из котла. Температурная разница создает частичное распределение теплоносителя из обратной магистрали в основную. Тем самым происходит стабилизация. Это обеспечит защиту теплообменника котла от перегревания.
  3. Превышение давления из потока котла по сравнению с отопительным. Такой режим чаще всего применяется при отключении одного или нескольких контуров.

Таким образом достигается оптимальная работа всей системы отопления. Для правильного применения гидравлического распределителя следует сначала рассчитать его размеры и определиться с местом установки.

Правила расчета и монтажа

 Оптимальный вариант – приобрести заводскую модель.  Они рассчитаны для конкретных отопительных систем в зависимости от максимального объема потока теплоносителя через гидрострелку и скорости его движения. Если же было принято решение изготовить ее своими руками – можно воспользоваться следующей формулой для вычисления диаметра патрубков.

Промежуточные величины можно вычислить самостоятельно, либо воспользоваться специализированными программными комплексами. Следующим этапом будет определение размеров основной емкости. Для этого можно воспользоваться двумя методами.

  • Трех диаметров – патрубки располагаются на одной оси.
  • Чередующиеся подключения – патрубки устанавливаются в шахматном порядке.

 

Способы расчета размеров основной емкости

Место установки распределителя определяется схемой отопления. Однако рекомендуется руководствоваться правилом – он должен находиться максимально близко к котлу. Для коллекторной схемы гидрострелку подключают перед ним. Таким образом стабилизация системы происходит до вхождения теплоносителя в распределительный коллектор.

Исключения составляет монтаж дополнительного насоса. В таком случае гидравлический распределитель монтируется между ним и подключением обратной трубы к котлу. Это позволяет компенсировать разность частот работающих насосов.

Книга 2, Глава 11: Цепи делителя потока

Рисунок 11-1. Обозначение ISO для делителя потока.

Когда необходимо разделить одну гидравлическую линию на два или более идентичных тракта потока, тройник или несколько тройников могут быть первым решением. Однако, если сопротивление во всех ветвях неодинаково, поток может сильно различаться на каждом пути. Добавление регуляторов потока на выходах тройников позволяет изменять сопротивление и выравнивать поток в каждой ветви, но во время работы машины изменения рабочего сопротивления часто требуют постоянных изменений потока.Устройство, называемое делителем потока , в большинстве случаев разделяет поток и компенсирует перепады давления. Делитель потока может разделять поток поровну, неравномерно и более чем на два пути. Одна конструкция поддерживает постоянный поток для одного выпускного отверстия и направляет любой избыточный поток на второй выпуск.

На рис. 11-1 изображен символ ISO для клапана деления потока. Символ ISO показывает функцию клапана, но не указывает на его конструкцию. Жидкость, поступающая в делитель потока, разделяется и равномерно проходит к обоим выпускным отверстиям.На рис. 11-2 показан символ золотникового делителя потока, который лучше показывает работу клапана. Обратите внимание, что делитель потока золотникового типа не допускает обратного потока. При использовании золотникового делителя потока для синхронизации цилиндров добавьте обратные клапаны для пропускания обратного потока. Однако при реверсировании цилиндров синхронизация с золотниковым делителем потока отсутствует.

Рисунок 11-2. Делитель потока золотникового типа. Рисунок 11-3. Делитель и сумматор потока золотникового типа.

На рис. 11-3 показан делитель / сумматор, который синхронизирует приводы в обоих направлениях движения.Он разделяет поток насоса на исполнительные механизмы, а также обеспечивает возврат равного обратного потока из обоих портов цилиндра.

На рис. 11-4 изображен делитель потока с перепускными предохранительными клапанами, которые позволяют отстающему цилиндру завершить свой ход. Обратные клапаны обратного потока позволяют свободно обтекать золотник делителя при возврате привода.

На рисунках 11-5 и 11-6 показан символ приоритетного делителя потока. Порт CF (регулируемый поток) этого делителя потока всегда имеет одинаковый поток, когда насос производит этот поток или больше.Избыточный поток насоса проходит через порт EF (избыточный поток) в резервуар или в другой контур.

Рисунок 11-4. Делитель потока золотникового типа с перепускными клапанами и обратными клапанами.

На рисунках 11-7 и 11-8 показаны символы делителя потока моторного типа (нарисованные производителями). Делитель потока этого типа более эффективен в большинстве контуров. Делители потока моторного типа также хорошо работают в контурах усиления потока и / или давления. Они доступны с несколькими выходными портами и / или с неравными потоками.

Золотниковые делители потока и контуры

Золотниковые делители потока разделяют поток через фиксированные отверстия с компенсацией давления.Функция компенсации давления обеспечивает почти равный поток через отверстия – даже при колебаниях давления на входе и / или выходе.

Рисунок 11-5. Золотниковый приоритетный делитель потока с фиксированным расходом. Рисунок 11-6. Регулируемый золотниковый приоритетный делитель потока.

Золотниковые делители потока могут разделять поток поровну или неравномерно, в зависимости от размера отверстия. Всегда используйте золотниковые делители потока при номинальном расходе или около него.Поскольку в большинстве конструкций используются фиксированные диафрагмы, равенство расхода плохое, если расход ниже номинального. Если расход превышает номинальное значение клапана, высокое падение давления приводит к ухудшению рабочих характеристик и нагреву жидкости.

Рисунок 11-7. Делитель потока моторного типа. Рисунок 11-8. Неравномерный трехходовой делитель потока моторного типа.

Точность деления золотниковых делителей потока может достигать ± 5%, в зависимости от разницы давлений на выпускных отверстиях.

На рис. 11-9 показан золотниковый делитель потока, разделяющий потоки насоса поровну. В этом контуре поток к каждому распределителю почти одинаков, даже если один цилиндр работает под высоким давлением, а другой цилиндр находится под низким давлением или остановлен центрированным клапаном.

Рисунок 11-9. Делитель потока золотникового типа с трубопроводом для разделения потока насоса. (Показано в состоянии покоя при работающем насосе.)

На рисунке 11-10 жидкость из порта 1 течет в резервуар через направляющий клапан, а жидкость из порта 2 приводит в движение цилиндр.Давление в канале 1 составляет 0 фунтов на квадратный дюйм, а давление в канале 2 – 1500 фунтов на квадратный дюйм. В этих условиях давление на входе в делитель потока также составляет 1500 фунтов на квадратный дюйм. Давление на входе золотникового делителя потока всегда равно максимальному давлению на выходе. В этом состоянии выделяется много тепла, потому что масло под давлением, выходящее из порта 1, не работает. Лучше всего использовать золотниковый делитель потока в контурах, где оба выпускных отверстия находятся под одинаковым или близким к одному давлению. Чем выше изменение давления, тем больше энергии теряется в виде тепла с золотниковыми делителями потока.Когда выходное давление постоянно изменяется более чем на 300-500 фунтов на квадратный дюйм, лучше всего использовать делитель потока моторного типа.

Рисунок 11-10. Делитель потока золотникового типа с трубопроводом для разделения потока насоса. (Показано с выдвигающимся правым цилиндром.)

При разделении потока на более чем два пути добавьте еще один золотниковый делитель потока к каждому выходу первого делителя. На рисунке 11-11 показана схема синхронизации для четырех однонаправленных гидравлических двигателей. Поток, разделенный поровну первым золотниковым делителем потока, поступает на еще два золотниковых делителя потока.Вторая пара золотниковых делителей потока отделяет половину потока от первого золотникового делителя потока и направляет равный поток на четыре двигателя.

При использовании золотниковых делителей потока для равного потока общее количество делителей должно быть нечетным. При использовании в любой четной комбинации поток не будет одинаковым для всех выходов – если только первый делитель не имеет неравного потока из своих выходов.

Чтобы получить три равных выхода с золотниковыми делителями потока, используйте один с неравными выходами, скажем 33.3% и 66,7%. Направьте поток со стороны 33,3% для питания первого привода. Направьте поток со стороны 66,7% на равнопоточный делитель. Расходы из равных выходов делителя потока теперь составляют 33,3% от общего потока насоса, поэтому все три выхода одинаковы.

Обратите внимание, что эти схемы не могут обрабатывать обратный поток. Обратный поток через делитель потока золотникового типа заблокирует один привод, когда давление возврата на выходных отверстиях будет отличаться.

Рисунок 11-11. Делитель потока золотникового типа с трубопроводом для разделения потока насоса на четыре равные части (показан при работающем насосе.)

Также обратите внимание, что на каждом выходе делителя потока может быть разное давление. На рисунке 11-9 показано выпускное отверстие 1 с предохранительным клапаном, установленным на 1500 фунтов на квадратный дюйм, и выпускное отверстие 2, установленное на 2000 фунтов на квадратный дюйм. (Если оба цилиндра работают при одинаковом давлении, замените один предохранительный клапан на насосе.) Однако, если оба цилиндра движутся и один из них останавливается при давлении 2000 фунтов на квадратный дюйм, оба цилиндра остановятся. Устройство предохранительного клапана на Рисунке 11-11 позволяет любому двигателю, которому требуется более 2000 фунтов на квадратный дюйм, останавливаться, в то время как все остальные двигатели продолжают вращаться.

Золотниковый делитель / сумматор потока

Золотниковые делители потока допускают поток только в одном направлении. Из символа на рис. 11-2 ясно, что обратный поток заблокирует один из цилиндров. Цилиндр, которому требуется меньшее сопротивление, на самом деле получает больше. В контуре, где поток должен идти в обе стороны, используйте обратный клапан для обхода делителя потока.

На рис. 11-12 показаны золотниковые делители потока в цепи, синхронизирующей два цилиндра. По мере того, как цилиндры выдвигаются, делитель потока разделяет поток, и скорость цилиндра почти одинакова.Когда цилиндры втягиваются, перепускные обратные клапаны позволяют жидкости обходить разделитель. В настоящее время нет синхронизации от делителя потока на крышке. Второй делитель потока с байпасными обратными клапанами на портах на конце штока (как показано) необходим для идентичного движения при втягивании. Как показано на Рис. 11-4, некоторые делители потока оснащены встроенными перепускными обратными клапанами. Встроенные перепускные обратные клапаны экономят время на прокладку трубопроводов, имеют меньше утечек и более компактны.

Рисунок 11-12. Делитель потока золотникового типа предназначен для синхронизации двух цилиндров.

Поскольку делители потока не имеют 100% точности, один из цилиндров может отставать. Из-за внутренней утечки за золотником любой делитель потока позволит отстающему цилиндру продолжить движение. Из-за утечки в байпасе скорость отстающего цилиндра, когда он приближается к концу своего хода, очень мала. Встроенные предохранительные клапаны (как показано на Рисунке 11-4) позволяют быстро нагнать отстающий цилиндр. Установите эти предохранительные клапаны между 50 и 150 фунтами на квадратный дюйм. Как только разность давлений на клапане достигает этого диапазона давления, жидкость обходит ограниченный золотник, чтобы быстро изменить фазу цилиндров.

На рисунке 11-13 один разделитель / сумматор потока синхронизирует цилиндры в обоих направлениях движения . Здесь делитель / сумматор потока заменяет делитель потока и обратные клапаны, показанные на Рисунке 11-12. Поскольку для разделителя / сумматора потока нет символа ANSI, добавьте двунаправленные стрелки к символу одностороннего разделителя потока. Этот более подробный символ помогает пояснить действие клапана. Двунаправленные стрелки показывают функцию делителя / сумматора. Эти подробные символы взяты из каталогов производителей и представляют их интерпретацию функции их клапана.

Рисунок 11-13. Делитель / сумматор потока золотникового типа, предназначенный для синхронизации двух цилиндров.

По мере того, как цилиндры выдвигаются, делитель / сумматор разделяет поток, чтобы поддерживать почти одинаковые скорости цилиндров. Когда цилиндры втягиваются, делитель / сумматор смещается внутри и также выравнивает обратный поток.

Делитель / сумматор потока расходует энергию так же, как и стандартный делитель потока. По сути, эти устройства представляют собой пары регулирования расхода с бесступенчатой ​​компенсацией давления. Любое регулирование потока вызовет нагрев, потому что это ограничение.

Делители потока или делители / сумматоры потока не предназначены для регулирования выбегающих нагрузок. Для контуров, показанных на рисунках 11-12 и 11-13, может потребоваться противовесный клапан на линии между направляющим клапаном и делителем потока, если нагрузки могут разойтись.

Золотниковые приоритетные делители потока

На рис. 11-14 показана типичная схема золотникового делителя потока приоритета. Делитель приоритетного потока поддерживает постоянный поток из порта управляемого потока ( CF ).Любой дополнительный поток проходит через порт избыточного потока ( EF ). Нестандартный символ на рисунке обычно встречается в каталогах производителей. Регулируемый поток может быть фиксированным или регулируемым, в зависимости от потребностей контура. Избыточный поток может быть направлен в резервуар или в другой контур по мере необходимости. (Если в отверстии для избыточного потока имеется давление, убедитесь, что конструкция клапана может с этим справиться.)

Рисунок 11-14. Типовая схема автопогрузчика с золотниковым приоритетным делителем потока.

Некоторые приоритетные делители потока больше похожи на 3-портовые регуляторы потока и не выдерживают противодавления на порте EF .Используйте эти делители потока только для управления сливным потоком. В случае приоритетного делителя потока стравливающего типа давление на порте EF вызывает колебания потока на порте CF .

Рисунок 11-15. Делитель приоритетного потока золотникового типа предназначен для отвода избыточного потока в резервуар. (Показано при работающем насосе.)

На рис. 11-14 приоритетный делитель потока с фиксированной диафрагмой используется на автомобиле с усилителем рулевого управления и гидравлическими приводами. Это стандартная схема для вилочного погрузчика с насосом фиксированного объема.Для цепи гидроусилителя требуется 7 галлонов в минуту, а расход насоса на холостом ходу составляет минимум 10 галлонов в минуту. Приводам требуется до 15 галлонов в минуту для максимальной скорости.

Когда автомобиль работает, в цепи усилителя рулевого управления всегда будет скорость не менее 7 галлонов в минуту. Когда цилиндрам мачты или наклона требуется жидкость, их задействует избыточный поток насоса. Поскольку на холостом ходу наблюдается небольшой избыточный поток, скорость мачты и гидроцилиндра наклона в это время низкая.

Рисунок 11-16. Делитель приоритетного потока золотникового типа предназначен для отвода избыточного потока в резервуар.(Показан с выдвигающимся цилиндром.)

Схема на рисунках 11-15 и 11-16 управляет скоростью гидроцилиндра, приводимого в действие насосом фиксированного объема. Регулируемый порт контролируемого потока приоритетного делителя потока соединяется с клапаном баллона, а порт избыточного потока подсоединяется к резервуару. Это устройство контролирует скорость цилиндра и поддерживает низкий уровень нагрева, поскольку давление в этом контуре лишь немного выше, чем необходимо цилиндру.

Наиболее приоритетные делители потока компенсируют давление, поэтому приоритетный поток остается постоянным даже при изменении давления.Пока имеется достаточная мощность насоса, регулируемый поток остается постоянным. Избыточный расход изменяется при изменении объема насоса.

Делитель приоритетного потока расходует энергию так же, как любой золотниковый делитель. Давление на входе в разделитель равно максимальному давлению на выходе. Когда в одном из выпускных отверстий находится давление, порт с небольшим давлением или без него тратит энергию и выделяет тепло.

Роторные (моторные) делители потока и контуры

Роторные (моторные) делители потока состоят из двух или более гидравлических двигателей в общем корпусе.Все двигатели имеют общий вал, поэтому все они вращаются с одинаковой скоростью. Все двигатели имеют общий вход, но отдельные выходы. Если двигатели имеют одинаковый рабочий объем, мощность каждого двигателя почти одинакова. (В некоторых делителях потока моторного типа используются моторы с разным рабочим объемом, поэтому мощность каждой секции отличается.) Большим преимуществом роторного делителя потока перед делителем потока золотникового типа является передача энергии между секциями. Входное давление золотникового делителя потока всегда равно максимальному выходному давлению.Это означает выделение тепла из выпускных отверстий с более низким или нулевым давлением, потому что жидкость под давлением поступает в резервуар, не выполняя никакой работы.

Напротив, входное давление роторного делителя потока является средним от суммы выходных давлений. Поскольку между секциями существует механическая связь, передача избыточной энергии через эту связь значительно снижает тепловыделение. Поскольку гидравлические двигатели не являются эффективными на 100%, в любом делителе потока моторного типа все еще есть некоторые потери энергии и тепловыделение.

Еще одним преимуществом ротационных делителей потока является возможность их выпуска. Золотниковый делитель потока имеет только два выхода; Ротационный делитель потока может иметь много выходов – четных или нечетных. Большинство производителей каталогизируют устройства с 6-8 розетками, но также могут изготовить перегородки по индивидуальному заказу.

Рисунок 11-17. Делитель потока моторного типа с трубопроводом для разделения потока насоса. (Показано в состоянии покоя при работающем насосе.)

На рис. 11-17 показан роторный делитель потока, разделяющий поток от насоса фиксированного объема на отдельные приводы.Когда цилиндры находятся в состоянии покоя, весь поток поступает в резервуар через клапаны с тандемным центром с минимальными потерями энергии. Чтобы переместить цилиндр справа, переместите его распределитель, как показано на Рисунке 11-18. Поток из правой части вращающегося делителя потока направляет половину потока насоса в правый цилиндр под давлением 1500 фунтов на квадратный дюйм. Другая половина потока насоса идет в бак через левый клапан при нулевом давлении. Обратите внимание, что давление в насосе составляет примерно 750 фунтов на квадратный дюйм вместо 1500 фунтов на квадратный дюйм, как на Рисунке 11-10. Давление в насосе низкое, поскольку большая часть энергии на выходе из делителя потока, идущей в резервуар, механически передается от двигателя холостого хода к работающему двигателю.Независимо от того, работают ли один или оба цилиндра, поступающая энергия всегда равна необходимой энергии плюс неэффективность.

Рисунок 11-18. Делитель потока моторного типа с трубопроводом для разделения потока насоса. (Показано с выдвигающимся правым цилиндром.)

Ротационный делитель потока с 4 выходами на Рисунке 11-19 питает четыре гидравлических двигателя. Поскольку каждый двигатель имеет разную нагрузку, давление на входе двигателя не одинаковое. Чтобы рассчитать приблизительное давление на входе в делитель потока, сложите значения давления на выходе и разделите на количество выходов.(1100 фунтов на квадратный дюйм + 700 фунтов на квадратный дюйм + 1250 фунтов на квадратный дюйм + 1500 фунтов на квадратный дюйм = 4550 фунтов на квадратный дюйм. Разделите на четыре выхода, и 1138 фунтов на квадратный дюйм – это давление на выходе насоса). Цифра 1138 фунтов на квадратный дюйм является приблизительной из-за потерь в трубопроводах и двигателях делителя потока.

Обратите внимание на предохранительный клапан на выходах делителя потока. Поскольку вращающийся делитель потока также действует как усилитель (см. Рисунки с 11-45 по 11-48), необходимо ограничить давление на каждом выходе. Если для каждого двигателя требуется разное давление, используйте отдельные предохранительные клапаны на каждом выходе из делителя потока.На рис. 11-19 набор обратных клапанов и один предохранительный клапан устанавливает одинаковое давление для каждого двигателя и защищает их от избыточного давления. Поскольку предохранительный клапан управляется соленоидом, он также запускает и останавливает все двигатели одновременно.

Рисунок 11-19. Делитель потока моторного типа с трубопроводом для разделения потока насоса на четыре равные части. (Показано при работающем насосе).

Роторный делитель потока, синхронизирующий два цилиндра

Ротационные делители потока хорошо подходят для синхронизации исполнительных механизмов.На рис. 11-20 показаны два цилиндра, синхронизированные с помощью двойного вращающегося делителя потока с равным выходом. Установите делитель потока между клапаном и портами крышки цилиндра, как показано. Это устройство синхронизирует ход выдвижения цилиндров и обеспечивает некоторый контроль хода втягивания (см. Рисунки 11-22 и 11-23). При необходимости используйте второй делитель потока на портах на конце штока для точного контроля хода втягивания.

По мере выдвижения цилиндров, как показано на Рисунке 11-21, делитель потока разделяет поток насоса, заставляя приводы выдвигаться одновременно.Если нагрузки цилиндров требуют разного давления, делитель потока по-прежнему отправляет почти равный поток в каждый порт. Ротационный делитель потока имеет внутренний байпас, в результате чего секция с более высоким выходным давлением пропускает менее половины потока. Поэтому используйте вращающиеся делители потока для контуров, требующих только номинальной синхронизации. При любом типе синхронизации с гидравлическим управлением всегда приводите цилиндры в фиксированное положение на одном или обоих концах хода.

Рисунок 11-21. Делитель потока моторного типа с трубопроводом для синхронизации двух цилиндров.(Показано с выдвинутыми цилиндрами.) Рисунок 11-20. Делитель потока моторного типа с трубопроводом для синхронизации двух цилиндров. (Показано в состоянии покоя с работающим насосом.)

Также, если возможно повышение давления выше любого из номинальных значений компонентов системы, установите предохранительный клапан на выходах делителя потока. Некоторые производители поставляют свои делители потока со встроенными перепускными предохранительными клапанами.Настройте эти предохранительные клапаны на безопасный перепад давления, чтобы интенсификация не повредила цилиндр. Когда перепускной предохранительный клапан начинает сбрасывать давление, цилиндр на этой стороне останавливается, а скорость противоположного цилиндра удваивается. (Если встроенные предохранительные клапаны недоступны, установите внешние предохранительные клапаны, если есть вероятность повреждения привода из-за высокого давления.)

Некоторые производители направляют выход встроенного предохранительного клапана в резервуар, а не обратно во входное отверстие делителя потока. Этот тип схемы предохранительного клапана сбрасывает жидкость в резервуар под достаточно низким давлением, чтобы не повредить привод.Использование предохранительного клапана с выходным патрубком, подсоединенным к резервуару, приводит к остановке одного привода и позволяет другому продолжать работу с той же скоростью.

Рисунок 11-22. Делитель потока моторного типа с трубопроводом для синхронизации двух цилиндров. (Показано с втянутыми цилиндрами.) Рисунок 11-23. Делитель потока моторного типа с трубопроводом для синхронизации двух цилиндров. (Показан левый цилиндр привязкой.)

На рис. 11-22 показано, как цилиндры втягиваются в нормальных условиях.Поток от насоса поступает в оба отверстия на концах штоков, и цилиндры втягиваются вместе. Делитель потока объединяет масло из отверстий на крышке, и синхронизация продолжается. Однако, если один цилиндр заедает на ходу втягивания, цилиндр с меньшим сопротивлением убежит.

На рисунке 11-23 показано, что происходит, когда цилиндр заедает. Весь поток от насоса направляется в правый цилиндр, втягивая его с удвоенной скоростью. Правый двигатель делителя потока быстро вращается из-за большого потока.Левый мотор делителя потока также быстро вращается, но масло через него не проходит. Левый мотор кавитирует из-за нехватки жидкости. После того, как правый цилиндр опустится до низа, повышение давления может вызвать втягивание левого цилиндра. При втягивании левого цилиндра происходит кавитация правого двигателя делителя потока.

Если цилиндры в контуре имеют разные требования к возвратной силе или подвержены заеданию, добавьте второй вращающийся делитель потока на портах штокового конца цилиндров.Второй делитель потока обеспечивает синхронизацию цилиндров и при их ходах втягивания. (См. Главу 22, посвященную схемам синхронизации, чтобы узнать о других способах заставить приводы двигаться с той же скоростью.)

Ротационный делитель потока в приоритетном контуре

Использование вращающегося делителя потока в схеме приоритета, подобной показанной на Рисунке 11-16, даст неудовлетворительные результаты. Золотниковый приоритетный делитель потока направляет постоянный поток к одному выпускному отверстию до тех пор, пока насос производит, по крайней мере, такой большой поток.Когда поток насоса увеличивается, приоритетный поток остается неизменным, в то время как другой выпускной поток начинается или увеличивается. Расход из приоритетного выхода остается постоянным во всем диапазоне насосов.

Рисунок 11-24. Моторный приоритетный делитель потока в контуре автопогрузчика. (Показано с двигателем на холостом ходу.)

На рисунках 11-24 и 11-25 показано, что происходит при использовании роторного делителя потока вместо золотникового делителя потока с приоритетом.Когда двигатель работает на холостом ходу, 3 галлона в минуту поступает на усилитель рулевого управления и 7 галлонов в минуту в контур цилиндров. Эта схема хорошо работает на холостом ходу – если для гидроусилителя достаточно 3 галлонов в минуту. На рисунке 11-25 показано, что происходит при увеличении оборотов двигателя и увеличения расхода. По мере увеличения потока насоса и гидроусилитель руля, и контуры цилиндра получают больше жидкости в том же соотношении. Это приводит к превышению скорости гидроусилителя рулевого управления и откачке масла из контура цилиндра. (Тепловыделение от этого контура будет незначительным или вообще отсутствовать, но конечный результат будет менее чем удовлетворительным.) Ротационные делители потока с неравными выходами потока доступны в различных комбинациях и с несколькими путями потока. Однако поток из каждого выхода изменяется пропорционально изменению потока на входе. Эта особенность затрудняет их адаптацию к насосам с приводом от двигателя на большей части внедорожной техники.

Рисунок 11-25. Моторный приоритетный делитель потока в контуре автопогрузчика. (Показано с увеличенными оборотами двигателя.)

Регулировка скорости вращающегося делителя потока

Существуют способы использования насоса фиксированного объема и роторных делителей потока для изменения скорости с минимальным тепловыделением.На рисунках с 11-26 по 11-33 показаны некоторые из них. Эти схемы дают только фиксированные заданные скорости без изменения оборудования.

Рисунок 11-26. Дозирующий контур регулирования расхода с моторным делителем потока для минимизации тепловыделения. (Показано с цилиндром, выдвигающимся с низкой скоростью).

На Рисунке 11-26 показана 3-скоростная схема управления потоком с использованием вращающегося делителя потока. Здесь цилиндр расширяется на медленной скорости. Если схема настроена, как показано, по умолчанию используется низкая скорость. Обратите внимание, что нет никаких элементов управления потоком.Чтобы равномерно разделить поток насоса и снизить потери энергии, используйте на его выходе роторный делитель потока. Каждый выход делителя потока будет выдавать около 3 галлонов в минуту.

На рис. 11-26 в цилиндр поступает 3 галлона масла в минуту, и для его перемещения требуется давление 300 фунтов на квадратный дюйм. Обратите внимание, что давление насоса составляет всего 100 фунтов на квадратный дюйм. Это происходит потому, что делитель потока принимает 9 галлонов в минуту и ​​использует 3 галлона в минуту для работы. Два других потока со скоростью 3 галлона в минуту возвращаются в резервуар при давлении 0 фунтов на квадратный дюйм. Хотя кажется, что эти два потока со скоростью 3 галлона в минуту тратят энергию, на самом деле они передают свою энергию через общий левый двигатель.Левый двигатель становится насосом с входным отверстием 100 фунтов на квадратный дюйм и двумя двигателями, доводящими его до 300 фунтов на квадратный дюйм. Как всегда в схемах с делителями потока, среднее значение суммы выходных отверстий будет входным давлением. (300 фунтов на квадратный дюйм + 0 фунтов на квадратный дюйм + 0 фунтов на квадратный дюйм = 300 фунтов на квадратный дюйм; разделите на 3, чтобы получить 100 фунтов на квадратный дюйм). В этой системе скорость цилиндра замедляется, но единственная потеря энергии – это неэффективность используемых компонентов.

Рисунок 11-27. Дозирующий контур регулирования расхода с моторным делителем потока для минимизации тепловыделения. (Показано, когда цилиндр выдвигается со средней скоростью.) Рисунок 11-28. Дозирующий контур регулирования расхода с моторным делителем потока для минимизации тепловыделения. (Показано с цилиндром, выдвигающимся с высокой скоростью.)

Чтобы получить средней скорости , распределительные клапаны переключаются, как показано на Рисунке 11-27. При подаче питания на соленоид C2 на правом 3-ходовом клапане дополнительные 3 галлона в минуту поступают на цилиндр, чтобы обеспечить mid скорость .Обратите внимание, что давление в насосе повышается до 200 фунтов на квадратный дюйм при удвоении скорости цилиндра. По-прежнему существует только неэффективность оборудования, чтобы тратить энергию, поэтому система работает круто.

Чтобы сделать ход цилиндра на высокой скорости , переместите гидрораспределители, как показано на рисунке 11-28. При подаче питания на соленоиды C1 и C2 оба 3-ходовых клапана переключаются, направляя весь поток насоса в цилиндр. Когда цилиндр находится в режиме быстрой скорости , давление в насосе и в цилиндре одинаковое.

Рисунок 11-29. Дозирующий контур регулирования расхода с моторным делителем потока для минимизации тепловыделения. (Показано с цилиндром, втягивающимся на высокой скорости.)

Для втягивания цилиндра на высокой скорости используйте соленоид переключения передач B1 вместе с C1 и C2 , как показано на Рисунке 11-29. Включение одного или нескольких соленоидов в режиме втягивания дает разные скорости, которые почти такие же, как при выдвижении.

Если в делителе потока было больше и / или двигателей разного размера, возможен выбор комбинации скоростей путем выбора различных выходных потоков.

Эта схема защищена от взлома. Чтобы изменить заданные скорости, необходимо заменить делитель потока и / или насос.

Примечание : Любой контур делителя потока увеличивает давление. На рис. 11-26, если цилиндр остановится, давление продолжит расти. Когда насос достигнет настройки предохранительного клапана, давление в цилиндре будет 3000 фунтов на квадратный дюйм. Используйте второй предохранительный клапан между делителем потока и патрубком насоса направляющего клапана цилиндра, чтобы установить безопасное давление в случае остановки цилиндра.

Регулировка частоты вращения с помощью поворотных делителей потока

На рисунках с 11-30 по 11-33 показан другой тип схемы роторного делителя потока для переменной скорости. В этой схеме используются меньший насос, электродвигатель и бак, чтобы обеспечить ту же скорость, но меньшую силу на высоких скоростях. Обратите внимание, что есть насос на 3 галлона в минуту, питающий одну секцию делителя потока. По мере того как поданная секция делителя потока поворачивается, две другие секции также поворачиваются и перекачивают жидкость непосредственно из резервуара. Таким образом, на Рисунке 11-30 две правые части делителя потока представляют собой только циркулирующее масло.Вся подача насоса направляется в цилиндр, который работает в тихоходном режиме. В этом состоянии цилиндр способен генерировать максимальную грузоподъемность. Обратите внимание, что для перемещения цилиндра требуется 300 фунтов на квадратный дюйм, а насос показывает 300 фунтов на квадратный дюйм.

Рисунок 11-30. Дозирующий контур регулирования расхода с моторным делителем потока для минимизации тепловыделения. (Показано с цилиндром, выдвигающимся с малой скоростью.) Рисунок 11-31. Дозирующий контур регулирования расхода с моторным делителем потока для минимизации тепловыделения.(Показано, когда цилиндр выдвигается со средней скоростью.)

Цилиндр ускоряется, когда соленоид C2 на левом трехходовом клапане находится под напряжением, как показано на Рисунке 11-31. Теперь одна секция делителя потока направляет масло в цилиндр вместе с потоком насоса. Цилиндр переходит в среднескоростной режим, и давление насоса поднимается до 600 фунтов на квадратный дюйм.

Чтобы получить полную скорость от цилиндра, на соленоид C1 на правом 3-ходовом клапане подается питание, как показано на Рисунке 11-32. Теперь все три секции делителя потока питают цилиндр. Цилиндр находится в высокоскоростном режиме, и давление насоса поднимается до 900 фунтов на квадратный дюйм.

Рисунок 11-32. Дозирующий контур регулирования расхода с моторным делителем потока для минимизации тепловыделения. (Показано с цилиндром, выдвигающимся с высокой скоростью.)

Рисунок 11-33. Дозирующий контур регулирования расхода с моторным делителем потока для минимизации тепловыделения.(Показано с цилиндром, втягивающимся на высокой скорости.)

Если давление, необходимое для приведения цилиндра к работе, относительно низкое, эта схема работает хорошо. Потока достаточно для быстрого движения при низком давлении, и давления при низком расходе достаточно для выполнения работы.

Примечание : шестерни в стандартных делителях потока моторного типа шумят.В двух вышеупомянутых системах делитель потока вращается непрерывно. Уровень шума может быть неприемлемым в районах с низким уровнем шума.

Ротационный делитель потока в контуре постоянной регенерации

На рисунках с 11-34 по 11-44 показан уникальный контур регенерации с использованием вращающегося делителя потока. Обычно в схемах делителя потока используется разделенный поток для синхронизации движения привода. В этом контуре используется делитель потока для усиления потока для регенерации. Эта схема лучше всего работает на цилиндрах с маленькими стержнями; и дает ровно удвоенную скорость на двухстержневых цилиндрах и гидравлических двигателях.

Рисунок 11-34. Постоянный контур регенерации с использованием делителя потока моторного типа. (Показано в состоянии покоя с работающим насосом.) Рисунок 11-35. Постоянный контур регенерации с использованием делителя потока моторного типа. (Показано с выдвигающимся цилиндром при регенерации.)

На Рис. 11-34 показана схема в состоянии покоя.Ротационный делитель потока с равным выходом C устанавливается между отверстием на штоковой части цилиндра и направляющим клапаном. Обычный входной порт делителя потока соединяется с цилиндром; один выход подключается к гидрораспределителю; а другой выпуск входит в линию крышки цилиндра.

На рис. 11-35 изображен соленоид A1 , который находится под напряжением, так что поток от насоса проходит через входную линию делителя потока к торцу крышки цилиндра. По мере выдвижения цилиндра масло из конца штока попадает в делитель потока.Делитель потока разделяет это масло. Половина идет в бак при нулевом давлении, а половина идет в тройник на крышке цилиндра под давлением, достаточным для смешивания с потоком насоса. Когда цилиндр начинает выдвигаться, скорость быстро увеличивается почти вдвое по сравнению с исходной скоростью. Максимальная скорость цилиндра напрямую связана с размером штока: чем больше шток, тем медленнее скорость. Благодаря цилиндру со сдвоенным штоком скорость увеличивается вдвое. Как и в случае любого контура регенерации, скорость увеличивается, но сила уменьшается.

Рисунок 11-36. Постоянный контур регенерации с использованием делителя потока моторного типа.(Показано с втянутым цилиндром.)

На Рис. 11-36 показан втягивающийся цилиндр. Электромагнитный клапан B1 4-ходового распределителя направляет поток насоса к одному выходу делителя потока. Оба двигателя в делителе потока вращаются со скоростью потока насоса. Во время этой части цикла двигатель, который имеет входной тройник в линию крышки, становится насосом. Расход насоса плюс такой же поток от второго двигателя заставляет цилиндр втягиваться в два раза быстрее, чем в обычном контуре.(Однако усилие цилиндра составляет лишь половину от тяги обычного контура.) Этот контур регенерации делителя потока удваивает скорость цилиндра, не усложняя работу насоса. Подбирайте насос, клапан, бак и трубопровод до контура регенерации в соответствии с расходом насоса. Единственные высокие потоки находятся на цилиндре или очень близко к нему.

Использование двигателя с большим рабочим объемом на левой стороне делителя потока еще больше увеличивает скорость. Предел достигается, когда давление для ускорения работы цилиндра превышает настройку предохранительного клапана.При использовании несовместимых двигателей убедитесь, что линия от крышки цилиндра до двигателя выдерживает более высокий всасывающий поток.

Регенерационный контур вращающегося делителя потока – срабатывание под давлением до полной тяги

Когда необходимо выйти из режима регенерации и перейти в режим полной тяги, добавьте другие клапаны в контур регенерации вращающегося делителя потока.

Рисунок 11-37. Контур регенерации с делителем потока моторного типа, который может приводиться в действие давлением до полной тяги. (Показано в состоянии покоя с работающим насосом.) Рисунок 11-38. Контур регенерации с делителем потока моторного типа, который может приводиться в действие давлением до полной тяги. (Показано с выдвигающимся цилиндром при регенерации.)

Цепь регенерации, показанная на рис. 11-37 в состоянии покоя, может быть активирована давлением для создания полной тяги. Делитель равного потока C устанавливается между 4-ходовым распределителем и цилиндром.Нормальный впускной порт соединяется с цилиндром; один выход подключается к гидрораспределителю; а другой выпускной канал свободно пропускает поток через управляемый обратный клапан E к тройнику на линии крышки цилиндра. Обратный клапан с пилотным управлением E получает свой пилотный сигнал от линии конца штока цилиндра перед портом делителя потока. Присоедините к линии между делителем потока и контрольным элементом E – это вход клапана последовательности D . Выходные тройники клапана последовательности D в линию конца штока цилиндра.Клапан последовательности D имеет внутренний слив и получает свой внешний управляющий сигнал от линии крышки цилиндра.

На рисунке 11-38 соленоид A1 находится под напряжением, поэтому поток от насоса проходит через тройник в линии делителя потока к торцу крышки цилиндра. По мере выдвижения цилиндра масло из конца штока попадает в делитель потока. Это масло раскалывается; Половина идет в бак без давления, а половина течет свободно через управляемый обратный клапан E в тройник на крышке цилиндра под давлением, достаточно высоким для смешивания с потоком насоса.Когда цилиндр начинает выдвигаться, его скорость быстро увеличивается почти вдвое. Максимальная скорость цилиндра напрямую зависит от размера штока. Чем больше стержень, тем меньше скорость. Для цилиндра со сдвоенным штоком скорость увеличивается ровно вдвое. Как и в случае любого контура регенерации, скорость увеличивается, но сила уменьшается.

Рисунок 11-39. Контур регенерации с делителем потока моторного типа, который может приводиться в действие давлением до полной тяги. (Показано, когда цилиндр выдвигается на полную мощность.) Рисунок 11-40. Контур регенерации с делителем потока моторного типа, который может приводиться в действие давлением до полной тяги.(Показано с втянутым цилиндром.)

Когда цилиндр встречает сопротивление, давление увеличивается. Когда цилиндр сталкивается с работой, как показано на Рисунке 11-39, нарастание давления в контрольной линии на конце крышки приводит к открытию клапана последовательности D . Когда открывается клапан последовательности D , масло с обеих сторон делителя потока возвращается в резервуар без давления. В то же время обратный клапан с пилотным управлением E закрывается, чтобы предотвратить сброс насоса в резервуар. Когда шток цилиндра прикреплен к резервуару, а насос, питающий конец крышки, цилиндр создает полную тягу.

На Рисунке 11-40 цилиндр втягивается. При подаче питания на соленоид B1 4-ходовой распределитель направляет поток насоса к одному выходу делителя потока. Оба двигателя в делителе потока вращаются со скоростью потока насоса. Во время этой части цикла двигатель – с его входным тройником в линию крышки – действует как насос. Управляющее давление из порта штокового конца цилиндра открывает управляемый обратный клапан E , чтобы пропустить этот поток. Подача насоса плюс такой же поток от второго двигателя заставляет цилиндр втягиваться вдвое быстрее, чем в обычном контуре.Опять же, усилие цилиндра вдвое меньше, чем у обычного контура.

Цепь регенерации вращающегося делителя потока – с электромагнитным управлением на полную тягу

Другие клапаны, добавленные в схему регенерации вращающегося делителя потока, образуют устройство, которое можно переключить на полную тягу путем активации соленоида. Показанный на Рис. 11-41, когда контур находится в состоянии покоя, делитель потока C с равным выходом проходит по трубопроводу между 4-ходовым распределителем и цилиндром. Обычный входной порт делителя потока соединяется с цилиндром; один выход подключается к гидрораспределителю; а другой выпускной канал свободно пропускает поток через управляемый обратный клапан E к тройнику на линии крышки цилиндра.Обратный клапан E получает свой пилотный сигнал от линии конца штока цилиндра перед портом делителя потока. В линию между делителем потока и обратным клапаном входит вход нормально закрытого гидрораспределителя D . Выходные тройники клапана D в линию конца штока цилиндра. Клапан D работает от соленоида с прямым управлением и поэтому не требует питания пилота.

Рисунок 11-41. Контур регенерации с делителем потока моторного типа, который может быть активирован соленоидом на полную тягу.(Показано в состоянии покоя с работающим насосом.) Рисунок 11-42. Контур регенерации с делителем потока моторного типа, который может быть активирован соленоидом на полную тягу. (Показано с выдвигающимся цилиндром при регенерации.)

Когда соленоид A1 главного распределителя находится под напряжением – как показано на Рисунке 11-42 – поток от насоса проходит через линию делителя потока в цилиндр.По мере выдвижения цилиндра масло из его штокового конца попадает в делитель потока. Делитель потока разделяет это масло; половина его идет в бак без давления, а другая половина свободно проходит через управляемый обратный клапан E к торцу крышки цилиндра под давлением, достаточно высоким, чтобы смешать его с потоком насоса. По мере движения цилиндра его скорость почти удваивается. Величина увеличения скорости напрямую зависит от размера штока поршня. Чем больше стержень, тем меньше скорость. Цилиндр с двойным штоком будет работать ровно в два раза быстрее.Как и в любой схеме регенерации, скорость увеличивается, но сила уменьшается.

Когда шток цилиндра размыкает концевой выключатель, как показано на Рисунке 11-43, выключатель посылает электрический сигнал на 2-ходовой распределитель с электромагнитным управлением D , в результате чего он открывается. Когда открывается клапан D , масло с обеих сторон делителя потока возвращается в резервуар без давления. Цилиндр замедляется, прежде чем он вступит в контакт с этим устройством. В то же время обратный клапан с пилотным управлением E закрывается, чтобы предотвратить утечку потока насоса в резервуар.Когда шток цилиндра соединен с резервуаром, а насос, питающий конец крышки, цилиндр создает полную тягу.

Рисунок 11-43. Контур регенерации с делителем потока моторного типа, который может быть активирован соленоидом на полную тягу. (Показано с цилиндром, выдвигающимся на полную мощность.)

Рисунок 11-44. Контур регенерации с делителем потока моторного типа, который может быть активирован соленоидом на полную тягу. (Показано с втянутым цилиндром.)

На Рисунке 11-44 цилиндр втягивается.Электромагнитный клапан B1 , находящийся под напряжением, переключает 4-ходовой распределитель, направляя поток насоса к одному выходу делителя потока. Оба двигателя в делителе потока вращаются со скоростью потока насоса. Во время этой части цикла двигатель – с его входным тройником в линию крышки – действует как насос. Пилотное давление из порта штокового конца цилиндра открывает обратный клапан E , чтобы пропустить этот поток. Подача насоса плюс такой же поток от второго двигателя заставляет цилиндр втягиваться вдвое быстрее, чем в обычном контуре.Однако тяга цилиндра составляет лишь половину от тяги обычного контура.

Ротационный делитель потока в качестве усилителя

Как отмечалось ранее, вращающийся делитель потока увеличивает давление на одном выпуске, когда на другом выпуске давление ниже или равно нулю. В случае делителя потока моторного типа с двумя выходами с равным смещением, если давление на входе составляет 1000 фунтов на квадратный дюйм, одно выходное отверстие может иметь давление 2000 фунтов на квадратный дюйм, а другое выходное давление – 0 фунтов на квадратный дюйм. В то время как давление увеличивается вдвое, поток через усиленный выпуск вдвое меньше, чем на входе.Энергия от выходного двигателя с нулевым давлением передается другому двигателю через общий вал, тем самым увеличивая давление.

Если в бак поступает более одной секции – скажем, разделитель с 4 выходами и тремя выходами в бак – интенсификация увеличила бы давление в четыре раза. Пока усиленная жидкость достигает этого давления, объем составляет лишь одну четверть входящего потока.

Использование ротационных делителей потока с неравными секциями – еще один способ добиться высокой интенсификации. Если двигатель в одной секции подает в бак 3 галлона в минуту, а другой – 1 галлон в минуту.Интенсификация по-прежнему 4: 1.

Рисунок 11-45 Рисунок 11-46.

На рисунках с 11-45 по 11-48 показано, как использовать эту функцию моторных делителей потока в контуре. Этот контур имеет делитель потока C с равным выходом и 3-ходовой распределитель D в линии крышки цилиндра. В состоянии покоя, показанном на Рисунке 11-45, оба выхода делителя потока соединяются с портом на конце крышки.

Рисунок 11-47.

На Рисунке 11-46 цилиндр выдвигается на полной скорости и с малым усилием. Электромагнитный клапан A1 подает питание на гидрораспределитель, пропуская масло через одну сторону делителя потока и трехходовой клапан к отверстию на конце штока. Жидкость с другой стороны делителя потока поступает прямо в порт штокового конца цилиндра. Насос и клапаны должны быть такого размера, чтобы обеспечивать достаточный поток для скорости, необходимой во время быстрой перемотки вперед. (Обычно для цилиндра, перемещающего легкий груз, мощность двигателя невысока.)

Когда цилиндр касается концевого выключателя, как показано на Рисунке 11-47, выключатель включает соленоид C1 на 3-ходовом клапане. Клапан смещается, и масло из одной секции роторного делителя потока затем поступает в резервуар. Давление увеличивается вдвое, а скорость цилиндра падает до половины от того, что было до подачи питания на соленоид C1 .

Эта схема лучше всего работает с приводами, которые не должны останавливаться. Использование этой настройки для быстрого продвижения с последующей операцией зажима может привести к избыточному нагреву из-за внутренней утечки в делителе потока при удерживании цилиндра.

Рисунок 11-48.

Электромагнитный клапан B1 , как показано на Рисунке 11-48, заставляет цилиндр втягиваться. Масло из порта на конце крышки проходит через обе секции делителя потока и возвращается в резервуар через направляющий клапан.

При использовании делителя потока моторного типа в качестве усилителя убедитесь, что он способен работать при повышенном давлении. Номинальное давление недорогого делителя потока с мотор-редуктором может составлять только 2000 фунтов на кв. Дюйм при прерывистом режиме и 1500 фунтов на кв. С другой стороны, некоторые делители потока героторного типа выдерживают периодическое давление до 4500 фунтов на квадратный дюйм и непрерывное давление до 3000 фунтов на квадратный дюйм – по более высокой цене.

Принцип Паскаля | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Определите давление.
  • Государственный принцип Паскаля.
  • Разберитесь в применении принципа Паскаля.
  • Вывести отношения между силами в гидравлической системе.

Давление определяется как сила на единицу площади. Можно ли увеличить давление в жидкости, надавливая непосредственно на жидкость? Да, но гораздо проще, если жидкость будет закрытой.Сердце, например, повышает кровяное давление, давя прямо на кровь в замкнутой системе (клапаны закрыты в камере). Если вы попытаетесь протолкнуть жидкость в открытой системе, например в реке, жидкость уйдет. Замкнутая жидкость не может вытекать, поэтому давление легче увеличить с помощью приложенной силы. Что происходит с давлением в замкнутой жидкости? Поскольку атомы в жидкости могут свободно перемещаться, они передают давление всем частям жидкости и стенкам контейнера.Примечательно, что давление передается в неизменном виде . Это явление называется принципом Паскаля , потому что он был впервые четко сформулирован французским философом и ученым Блезом Паскалем (1623–1662): изменение давления, приложенного к замкнутой жидкости, передается в неизменном виде всем частям жидкости и всему пространству. стенки его контейнера.

Принцип Паскаля

Изменение давления, приложенного к замкнутой текучей среде, передается в неизменном виде всем частям текучей среды и стенкам ее контейнера.

Принцип

Паскаля, экспериментально подтвержденный факт, делает давление в жидкостях столь важным. Поскольку изменение давления в замкнутой жидкости передается в неизменном виде, мы часто знаем о давлении больше, чем о других физических величинах в жидкости. Более того, принцип Паскаля подразумевает, что полное давление в жидкости является суммой давлений из разных источников . Мы найдем этот факт – добавление давления – очень полезным.

У Блеза Паскаля была интересная жизнь: он обучался на дому у своего отца, который забрал из своего дома все учебники математики и запретил ему изучать математику до 15 лет.Это, конечно, вызвало у мальчика любопытство, и к 12 годам он начал учить геометрию. Несмотря на это раннее лишение, Паскаль внес значительный вклад в математические области теории вероятностей, теории чисел и геометрии. Он также известен как изобретатель первого механического цифрового калькулятора в дополнение к его вкладам в области статики жидкости.

Применение принципа Паскаля

Одно из наиболее важных технологических применений принципа Паскаля можно найти в гидравлической системе , которая представляет собой замкнутую гидравлическую систему, используемую для приложения сил.Наиболее распространены гидравлические системы, приводящие в действие автомобильные тормоза. Давайте сначала рассмотрим простую гидравлическую систему, показанную на рисунке 1.

Рис. 1. Типичная гидравлическая система с двумя заполненными жидкостью цилиндрами, закрытыми поршнями и соединенными трубкой, называемой гидравлической линией. Направляющая вниз сила F 1 на левый поршень создает давление, которое передается в неизменном виде на все части заключенной жидкости. Это приводит к тому, что направленная вверх сила F 2 на правом поршне больше, чем F 1 , потому что правый поршень имеет большую площадь.

Взаимосвязь сил в гидравлической системе

Мы можем вывести соотношение между силами в простой гидравлической системе, показанной на рисунке 1, применив принцип Паскаля. Во-первых, обратите внимание, что два поршня в системе находятся на одинаковой высоте, и поэтому не будет разницы в давлении из-за разницы в глубине. Теперь давление из-за F 1 , действующего на область A 1 , просто [латекс] {P} _ {1} = \ frac {{F} _ {1}} {{A} _ { 1}} \\ [/ latex], как определено [latex] P = \ frac {F} {A} \\ [/ latex].Согласно принципу Паскаля, это давление передается в неизменном виде по жидкости и всем стенкам емкости. Таким образом, на другом поршне ощущается давление P 2 , равное P 1 . То есть P 1 = P 2 . Но поскольку [latex] {P} _ {2} = \ frac {{F} _ {2}} {{A} _ {2}} \\ [/ latex], мы видим, что [latex] \ frac {{ F} _ {1}} {{A} _ {1}} = \ frac {{F} _ {2}} {{A} _ {2}} \\ [/ latex]. Это уравнение связывает отношения силы к площади в любой гидравлической системе, при условии, что поршни находятся на одной и той же вертикальной высоте и трение в системе незначительно.Гидравлические системы могут увеличивать или уменьшать прилагаемую к ним силу. Чтобы увеличить силу, давление прилагается к большей площади. Например, если к левому цилиндру на Рисунке 1 приложено усилие 100 Н, а площадь правого цилиндра в пять раз больше, то выходное усилие составит 500 Н. Гидравлические системы аналогичны простым рычагам, но у них есть преимущество. это давление может быть направлено по извилистым линиям сразу в несколько мест.

Пример 1. Расчет силы ведомых цилиндров: Паскаль нажимает на тормоза

Рассмотрим автомобильную гидравлическую систему, показанную на рисунке 2.

Рис. 2. Гидравлические тормоза используют принцип Паскаля. Водитель прикладывает к педали тормоза усилие 100 Н. Эта сила увеличивается простым рычагом и, опять же, гидравлической системой. Каждый из идентичных подчиненных цилиндров получает одинаковое давление и, следовательно, создает одинаковую выходную силу F 2 . Круглые площади поперечного сечения главного и подчиненного цилиндров представлены цифрами A 1 и A 2 соответственно

К педали тормоза прикладывается сила 100 Н, которая воздействует на цилиндр, называемый главным, через рычаг.На главный цилиндр действует сила 500 Н. (Читатель может проверить, что сила составляет 500 Н, используя методы статики из Приложения статики, включая стратегии решения проблем.) Давление, создаваемое в главном цилиндре, передается на четыре так называемых подчиненных цилиндра. Главный цилиндр имеет диаметр 0,500 см, а каждый рабочий цилиндр – 2,50 см. Рассчитайте силу F 2 , создаваемую на каждом из подчиненных цилиндров.

Стратегия

Нам дана сила F 1 , которая прилагается к главному цилиндру.Площади поперечного сечения A 1 и A 2 могут быть рассчитаны по их заданным диаметрам. Затем [латекс] \ frac {{F} _ {1}} {{A} _ {1}} = \ frac {{F} _ {2}} {{A} _ {2}} \\ [/ latex ] Можно использовать для определения силы F 2 . Выполните это алгебраически, чтобы получить F 2 с одной стороны, и замените известные значения:

Решение Принцип

Паскаля, применяемый к гидравлическим системам, выражается в [латексе] \ frac {{F} _ {1}} {{A} _ {1}} = \ frac {{F} _ {2}} {{A} _ {2}} \\ [/ latex]:

[латекс] {F} _ {2} = \ frac {{A} _ {2}} {{A} _ {1}} {F} _ {1} = \ frac {{\ mathrm {{\ pi r}} _ {2}} ^ {2}} {{\ mathrm {{\ pi r}} _ {1}} ^ {2}} {F} _ {1} = \ frac {{\ left (1 .{4} \ text {N} \\ [/ латекс].

Обсуждение

Это значение представляет собой силу, прилагаемую каждым из четырех подчиненных цилиндров. Обратите внимание, что мы можем добавить столько подчиненных цилиндров, сколько захотим. Если каждая имеет диаметр 2,50 см, каждая будет иметь усилие 1,25 × 10 4 Н.

Простая гидравлическая система, такая как простая машина, может увеличивать усилие, но не может выполнять больше работы, чем сделано на ней. Работа – это сила, умноженная на пройденное расстояние, и рабочий цилиндр проходит меньшее расстояние, чем главный цилиндр.Кроме того, чем больше добавлено ведомых устройств, тем меньше расстояние каждый перемещается. Многие гидравлические системы, такие как механические тормоза и системы в бульдозерах, имеют моторизованный насос, который фактически выполняет большую часть работы в системе. Движение ног паука частично достигается за счет гидравлики. Используя гидравлику, паук-прыгун может создать силу, которая позволяет ему прыгать в 25 раз больше своей длины!

Установление соединений: сохранение энергии

Сохранение энергии, применяемой к гидравлической системе, говорит нам о том, что система не может выполнять больше работы, чем сделано на ней.Работа передает энергию, поэтому объем работы не может превышать затраты на нее. В механических тормозах и других подобных гидравлических системах используются насосы для подачи дополнительной энергии, когда это необходимо.

Сводка раздела

  • Давление – это сила на единицу площади.
  • Изменение давления, приложенного к замкнутой текучей среде, передается в неизменном виде всем частям текучей среды и стенкам ее контейнера.
  • Гидравлическая система – это замкнутая гидравлическая система, используемая для приложения сил.

Концептуальные вопросы

1.Предположим, что главный цилиндр в гидравлической системе находится на большей высоте, чем рабочий цилиндр. Объясните, как это повлияет на силу, создаваемую в рабочем цилиндре.

Задачи и упражнения

1. Какое давление передается в гидравлической системе, рассмотренной в примере 1? Выразите свой ответ паскалями и атмосферой.

2. Какая сила должна быть приложена к главному цилиндру гидравлического подъемника, чтобы выдержать вес 2000-кг легкового автомобиля (большого автомобиля), опирающегося на рабочий цилиндр? Главный цилиндр имеет 2.00 см в диаметре, а раб имеет диаметр 24,0 см.

3. Грубый хозяин после вечеринки наливает в кувшин остатки нескольких бутылок вина. Затем он вставляет в бутылку пробку диаметром 2,00 см, помещая ее в непосредственный контакт с вином. Он изумлен, когда он вставляет пробку на место, и дно кувшина (диаметром 14 см) отламывается. Вычислите дополнительную силу, приложенную ко дну, если он ударил по пробке с силой 120 Н.

4. Определенная гидравлическая система предназначена для приложения силы, в 100 раз превышающей приложенную к ней.а) Каким должно быть отношение площади рабочего цилиндра к площади главного цилиндра? б) Каким должно быть соотношение их диаметров? (c) На какой коэффициент уменьшается расстояние, на которое движется выходная сила, по сравнению с расстоянием, на которое движется входная сила? Предполагайте отсутствие потерь на трение.

(5. a) Убедитесь, что затраты на работу равны производительности гидравлической системы при условии отсутствия потерь на трение. Для этого покажите, что расстояние, на которое перемещается выходная сила, уменьшается в тот же раз, что и выходная сила.Предположим, что объем жидкости постоянный. (b) Какое влияние трение в жидкости и между компонентами системы окажет на выходную силу? Как это будет зависеть от того, движется жидкость или нет?

Глоссарий

Принцип Паскаля:
изменение давления, приложенного к замкнутой текучей среде, передается в неизменном виде всем частям текучей среды и стенкам ее контейнера.

Избранные решения проблем и упражнения

1.2,55 × 10 7 Па; или 251 атм

3. 5.76 × 10 3 дополнительная сила

5. (a) [латекс] V = {d} _ {\ text {i}} {A} _ {\ text {i}} = {d} _ {\ text {o}} {A} _ { \ text {o}} \ Rightarrow {d} _ {\ text {o}} = {d} _ {\ text {i}} \ left (\ frac {{A} _ {\ text {i}}} { {A} _ {\ text {o}}} \ right) \\ [/ latex].

Теперь, используя уравнение:

[латекс] \ frac {{F} _ {1}} {{A} _ {1}} = \ frac {{F} _ {2}} {{A} _ {2}} \ Rightarrow {F} _ {\ text {o}} = {F} _ {\ text {i}} \ left (\ frac {{A} _ {\ text {o}}} {{A} _ {\ text {i}} } \ right) \\ [/ latex].

Наконец,

[латекс] {W} _ {\ text {o}} = {F} _ {\ text {o}} {d} _ {\ text {o}} = \ left (\ frac {{F} _ { \ text {i}} {A} _ {\ text {o}}} {{A} _ {\ text {i}}} \ right) \ left (\ frac {{d} _ {\ text {i} } {A} _ {\ text {i}}} {{A} _ {\ text {o}}} \ right) = {F} _ {\ text {i}} {d} _ {\ text {i }} = {W} _ {\ text {i}} \\ [/ latex].

Другими словами, результат работы равен затраченной работе.

(b) Если система не движется, трение не играет роли. С трением мы знаем, что есть потери, так что [латекс] {W} _ {\ text {out}} = {W} _ {\ text {in}} – {W} _ {\ text {f}} \ \[/латекс]; следовательно, объем работы меньше затрат труда. Другими словами, при трении вам нужно надавить на входной поршень сильнее, чем было рассчитано для случая отсутствия трения.

Введение в HEC-RAS

Введение в HEC-RAS

Введение в HEC-RAS

Подготовил Эрик Тейт
Центр исследований водных ресурсов
Апрель 1999


Содержание


Цели упражнения Основная цель этого упражнения – познакомить вас с направлением потока с помощью Система анализа рек HEC (HEC-RAS).К концу этого упражнения вы должны способен:
  • Импорт и редактирование данных геометрии поперечного сечения
  • Импорт и редактирование данных потока из HEC-HMS
  • Выполнение моделирования установившегося потока
  • Просмотр и анализ выходных данных HEC-RAS


Требования к программному обеспечению и данным Программу HEC-RAS можно бесплатно загрузить с сайта Hydrologic. Домашняя страница Инжинирингового центра по адресу: http: //www.wrc-hec.usace.army.mil/. Руководство пользователя также доступно по этому адресу. Программа работает в Windows 95 и 98, Платформы NT и Unix. Это руководство требует, чтобы у вас была запущена HEC-RAS версии 2.2. Данные, необходимые для учебника, состоят из входных файлов HEC-RAS. Эти данные могут быть скачивается с этого сайта в виде файла hecras.zip. Включены следующие файлы:
  • Waller.dss – выходные данные временных рядов HEC-HMS
  • Waller.g01 – файл геометрии HEC-RAS
Выберите рабочий каталог на своем компьютере и загрузите в него эти файлы.


HEC-RAS Гидравлика HEC-RAS – это одномерная гидравлическая модель с постоянным потоком, предназначенная для помощи в гидравлических системах. инженеры по анализу руслового стока и определению поймы. Результаты Модель может применяться в исследованиях по управлению поймами и страхованию от наводнений. Если вы помните из гидравлики, устойчивый поток описывает условия, в которых глубина и скорость на данном канале местоположение не меняется со временем. Характеризуется постепенно изменяющийся поток. незначительными изменениями глубины и скорости воды от поперечного сечения к поперечному.Основной процедура, используемая HEC-RAS для расчета профилей водной поверхности, предполагает устойчивый, постепенно изменяющийся сценарий потока и называется прямым пошаговым методом. Основная вычислительная процедура: на основе итерационного решения уравнения энергии: , который утверждает, что полная энергия (H) при любом данное местоположение вдоль потока представляет собой сумму потенциальной энергии (Z + Y) и кинетической энергии (АВ 2 / 2g). Изменение энергии между двумя поперечными сечениями называется потерей напора. (h L ).Параметры уравнения энергии показаны на следующем рисунке:

Учитывая высоту потока и водной поверхности в одном поперечном сечении, цель прямого ступенчатого метода заключается в вычислении высоты поверхности воды в прилегающем поперечном сечении. Продолжаются ли вычисления от входа к выходу или наоборот, зависит от режима потока. Безразмерное число Фруда (Fr) используется для характеристики режима течения, где:

  • Fr Fr> 1 обозначает сверхкритический поток
  • Fr = 1 обозначает критический расход
Для сценария докритического потока, который очень часто встречается в естественных и искусственных каналах, прямой шаг вычисления начнутся на нижнем конце участка и будут продвигаться вверх по течению между соседними поперечные сечения.Для сверхкритического потока расчеты начинались бы на восходящем конце досягаемости и продолжайте движение вниз по течению.


Начало проекта Вы можете запустить программу HEC-RAS, щелкнув Пуск / Программы / Hec / HEC-RAS 2.2 . После этого должно появиться следующее окно:

В дальнейшем это окно будет называться главным окном проекта. Проект в РАН относится ко всем наборам данных, связанным с конкретная речная система.Чтобы определить новый проект, выберите File / New Project , чтобы вызвать главное окно проекта:

Сначала вам нужно выбрать рабочий каталог, затем название (Waller Creek) и файл имя (Waller.prj). Все имена файлов проектов для HEC-RAS имеют расширение “.prj”. Нажмите на кнопке ОК, и откроется окно, подтверждающее только что введенную информацию. Очередной раз нажмите кнопку ОК. Строка проекта в главном окне проекта должна быть заполнена. в.Строка Описание проекта в нижней части главного окна проекта позволяет введите подробное имя для фактического короткого имени Project . При желании вы можете нажать на многоточии справа от строки Описание и дополнительное место для ввода Появится длинное Описание . Каждый раз, когда вы видите многоточие в в HEC-RAS, это означает, что вы можете получить доступ к дополнительному пространству для написания описательного текста.

Для каждого проекта HEC-RAS есть три обязательных компонента – данные Geometry , Flow данных и Plan данных.Например, данные Geometry , состоит из описания размера, формы и связности поперечных сечений потока. Точно так же данные Flow содержат данные о расходах. Наконец, План данных содержит информацию, относящуюся к рабочим характеристикам модели, включая описание режима течения. Каждый из этих компонентов рассматривается ниже по отдельности.


Импорт и редактирование геометрических данных Первым из компонентов, которые мы рассмотрим, является геометрия канала.Для анализа водотока HEC-RAS представляет русло и пойму реки в виде ряда поперечных сечений по каналу. Чтобы создать нашу геометрическую модель Уоллер-Крик для Например, нам нужно импортировать файл геометрии, который вы только что скачали. В основном проекте ВЭЦ-РАН в окне, используйте File / Import HEC-RAS Data и выберите файл Waller.g01. Эта геометрия HEC-RAS Файл содержит физические параметры, описывающие поперечные сечения Уоллер-Крик. Чтобы просмотреть данные, выберите Edit / Geometric Data в окне проекта.

Полученный вид показывает схематическое изображение Уоллер-Крик от близлежащего торгового центра Highland Mall до Река Колорадо. Это главное окно редактирования геометрических данных. Галочки и соответствующими числами обозначены отдельные сечения. Варианты под Посмотреть меню предоставляет инструменты масштабирования и панорамирования. Шесть кнопок в левой части экрана используется для ввода и редактирования геометрических данных. И кнопки используются для создания схемы досягаемости.Охват – это просто часть река, и место слияния происходит при слиянии двух рек. Поскольку наша схема досягаемости уже определены, нам не нужно использовать эти кнопки. , , и кнопки используются для ввода и редактирования геометрические описания поперечных сечений и гидротехнических сооружений, таких как мосты, водопропускные трубы, и плотины. Позволяет связать файл изображения (фотографию) с конкретное сечение. Нажмите на кнопку, чтобы открыть поперечное сечение окно данных:

Данные, используемые для описания разрезов, включают номер речного вокзала / разреза. (32093 на рисунке), боковые координаты и координаты возвышения для каждой точки местности (станции и высотные столбцы), коэффициенты шероховатости Мэннинга (nVal), расстояния между соседними поперечные сечения, станции левого и правого берега, а также коэффициенты сжатия и расширения канала.Эти данные обычно получают в результате полевых исследований. Кнопки могут быть используется для переключения между различными поперечными сечениями. Используйте их для перехода к поперечному сечению 26780. Чтобы отредактировать данные, просто дважды щелкните интересующее поле. Например, дважды щелкните станции 779, измените значение на 778 и нажмите клавишу ввода. Вы можете заметить, что это действие заставил все поля данных стать красными и активировал кнопку «Применить данные». В любое время вы видите, что входные данные окрашены в красный цвет в HEC-RAS, это означает, что вы находитесь в режиме редактирования.Есть два пути для выхода из режима редактирования (вы можете делать что хотите):

  1. Нажмите кнопку «Применить данные». Поля данных станут черными, указывая на то, что вы вышли из режим редактирования, и изменения данных применяются.
  2. Выберите Редактировать / Отменить редактирование . Вы выйдете из режима редактирования без изменения каких-либо данных.
Чтобы увидеть, как выглядят поперечные сечения, выберите Plot / Plot Cross-Section пункт меню.

Точки поперечного сечения отображаются черным цветом, а станции на берегах обозначаются красным. Укомплектованность шероховатостью коэффициенты появляются в верхней части графика. Опять же, кнопки могут быть используется для маневрирования между разными сечениями. Любые сплошные черные области в поперечном сечении представляют собой заблокированные препятствия. Это области в поперечном сечении, через которые поток не может происходить. Некоторые сечения содержат зеленые стрелки и серые области. Этот символизм указывает на наличие моста или водопропускной трубы.Исходные данные и графики, специально связанные с мостами и водопропускные трубы доступны из главного окна редактора геометрических данных, нажав на кнопка. Найдите время, чтобы ознакомиться с геометрическими данными. пролистывая различные поперечные сечения и мосты / водопропускные трубы. Когда ты закончишь, вернитесь в окно геометрического редактора и выберите Файл / Сохранить геометрические данные . Вернуться к главное окно проекта с использованием файла / Выход из редактора данных геометрии .На этом этапе сохраните свой HEC-RAS project на случай, если программа по какой-то причине вылетит.


Импорт и редактирование данных потока Войдите в редактор потока, используя Edit / Steady Flow Data из главного окна проекта. Вместо импортируя существующий файл потока HEC-RAS, мы будем использовать вывод потока потока из модели HEC-HMS, запускаемой аналогично к завершенному для Вступление в HMS Exercise. Результирующие потоки основаны на 100-летнем проектном шторме на Уоллер-Крик, между его соединением с ветвью Хемфилла и рекой Колорадо.

Выходные данные модели HEC-HMS хранятся в файлах с расширением .dss. DSS означает HEC D ata S torage S ystem, которая по сути является базой данных для хранения временных рядов Информация. Чтобы использовать эти данные, выберите File / Set Locations for DSS Connections из главного окно данных потока. Чтобы открыть файл DSS, нажмите кнопку и выберите Файл Waller.dss из вашего рабочего каталога. Окно должно теперь выглядеть так:

Данные DSS хранятся в записях таблицы, каждая из которых представляет собой 24-часовое приращение. потоковых данных временного ряда.Каждая запись описывается несколькими параметрами, некоторые из которых показаны в столбцы, названные Часть A, Часть B и т. д., выглядят следующим образом:

99 2 E Время Шаг
Столбец Описание
A ????
B Идентификатор гидрологического элемента HMS (подбассейн, стык и т. Д.)
C Тип потока (базовый поток, паводковый поток)
D Дата
F HMS Run ID

HEC-RAS позволяет просматривать гидрограф любой записи DSS.Поскольку самые высокие потоки для нашей модели выполняются произойдет 1 февраля, сконцентрируемся на данных с этого дня. Щелкните любую запись со столбцом C = ПОТОК и столбец D = 01FEB1999, а затем щелкните, чтобы увидеть соответствующий гидрограф:

Координаты курсора (время, расход) отображаются в правом нижнем углу графика. Линии сетки можно отобразить, вызвав пункт меню «Параметры / Сетка ».

Выйдите из окна графика и вернитесь в окно «Установить местоположения для соединений DSS».Мы сейчас собираемся Свяжите поперечные сечения HEC-RAS с их расчетными потоками DSS из HEC-HMS. Следующая таблица показывает взаимосвязь между стыками в модели бассейна HEC-HMS и поперечными сечениями в HEC-RAS. файл геометрии:

000 000 9116-я 9116-я улица
Соединение HEC-HMS Поперечное сечение HEC-RAS
Соединение с отделением Hemphill 12609
MLK Blvd 7089
7-я улица 3591
1-я улица 1157
Река Колорадо 0

Процедура связывания записей DSS с соответствующими сечениями следующая:

  1. Выберите речной вокзал из выпадающего списка.
  2. Нажмите кнопку «Добавить выбранное место в таблицу»
  3. Щелкните запись DSS, в которой Часть B соответствует выбранному поперечному сечению.Гарантировать в столбце Части B написано «ПОТОК», а в части C написано «01FEB1999». Нажмите “Выбрать путь к DSS”, чтобы связать данные.
  4. Повторите эти действия для каждого соединения (нажмите OK, когда закончите со всеми соединениями).

После того, как будут установлены записи DSS для шести соединений, вернитесь в главное окно данных установившегося потока. и выберите File / DSS Import . Заполните поля, как показано ниже:

Нажмите кнопку «Импортировать данные», и потоки из HEC-HMS будут импортированы в вашу модель HEC-RAS.

Как обсуждалось ранее, метод прямого шага использует известную отметку поверхности воды (и несколько гидравлических параметры) для расчета отметки водной поверхности в прилегающем поперечном сечении. Предположим подкритический режим потока для нашей модели, поэтому расчеты начнутся на нижнем конце потока. Таким образом, поверхность воды Должна быть известна высота на границе ниже по течению. Чтобы установить это значение, нажмите на в окне данных о постоянном потоке.HEC-RAS позволяет пользователю установить Граничное условие отметки водной поверхности четырьмя методами:

  1. Известная водная поверхность – на основе данных наблюдений
  2. Критическая глубина – программа рассчитает критическую глубину
  3. Нормальная глубина – программа рассчитает нормальную глубину
  4. Номинальная кривая – высота определяется по существующей кривой зависимости ступени от нагнетания
В этом уроке мы будем использовать параметр критической глубины.Щелкните поле в столбце «Нисходящий поток», а затем нажмите кнопку критической глубины.

Щелкните OK, чтобы вернуться в главное окно установившегося потока. Вы заметите, что каждый из перекрестков теперь были назначены значения пикового расхода из выходных данных HMS DSS. Для сечений падающих между соединениями HMS применяется значение расхода восходящего соединения. Однако большинство поперечному сечению перед по потоку, номер 32093, не было присвоено значение расхода.Вам нужно будет введите здесь число, но его величина на самом деле несущественна, потому что вычисления будут переходить от нисходящего потока к восходящему (докритический поток). И для этого урока мы в основном интересуются профилями водной поверхности между U.T. и река Колорадо. Введите значение 2700. Все необходимые параметры потока теперь введены в модель! В меню файла выберите Сохранить данные потока и сохраните данные потока под именем «100-летние потоки.” Покидать, оставлять в редакторе потоковых данных и вернитесь в окно проекта HEC-RAS, выберите File / Exit Flow Data Редактор .


Выполнение модели

После создания файлов геометрии и потоков модель HEC-RAS может быть выполнена. Выберите Simulate / Анализ устойчивого потока из окна проекта. Но перед запуском модели последний шаг: Требуется: определение плана. В плане указаны файлы геометрии и потока, которые будут использоваться в моделирование.Чтобы определить план, выберите Файл / Новый план . Впоследствии вас попросят предоставить название плана и короткий идентификатор из 12 символов.

Чтобы выполнить модель, сначала убедитесь, что переключатель режима потока установлен на «Субкритический». а затем нажмите кнопку вычислить. Все окна HEC-RAS, которые вы использовали до этого момента, являются просто графические пользовательские интерфейсы, используемые для ввода данных для модели. Расчеты фактически выполняется программой FORTRAN под названием SNET.При нажатии на кнопку вычислений запускается SNET. и открывает окно DOS, в котором отображается ход моделирования. Когда вычисления завершено, должно появиться сообщение ПРОГРАММА ЗАВЕРШЕНА ОБЫЧНО .

Закройте окно DOS, щелкнув X в правом верхнем углу.


Просмотр результатов

Доступно несколько методов для просмотра выходных данных HEC-RAS, включая профили поперечного сечения, перспективные графики и таблицы данных.В окне проекта выберите Вид / поперечные сечения .

Вид поперечного сечения похож на тот, который был показан, когда мы редактировали данные поперечного сечения. Тем не менее выходной вид также показывает высоту линии полного энергетического напора (обозначенной в легенде как «Пиковые потоки EG»), поверхность воды («пиковые потоки WS») и критическая глубина («критические максимальные потоки»). Как и с поперечным сечением редактор геометрии, вы можете использовать для перехода к другим поперечным сечениям.Для профиля на всем протяжении, выберите View / Water Surface Profiles в окне проекта.

Используя опцию меню Options / Zoom In , вы можете сосредоточиться на определенном участке досягаемости, чтобы увидеть, как Поверхность воды относится к конструкциям в канале, например, мостам. Другие доступные варианты графического отображение выходных данных включает графики распределения скорости ( View / Cross-Sections / Options / Velocity Распределение ) и псевдо-3D-графики ( View / X-Y-Z Perspective Plots ).Потратьте немного времени на игру с некоторыми вариантами отображения.

Для гидравлического проектирования часто бывает полезно знать расчетные значения различных гидравлических параметров. HEC-RAS предлагает множество опций для табличного отображения выходных данных. В окне проекта выберите View / Таблица сечений .

Итоговая таблица включает ряд гидравлических параметров, в том числе высоту поверхности воды, напор. потери и площадь поперечного сечения.Внизу окна ошибки и примечания (если есть), возникшие в результате показаны расчеты установившегося потока. Просматривая поперечные сечения, обратите внимание на некоторые сообщений об ошибках. Для нашей модели, похоже, больше всего беспокоит слишком мало поперечных сечений. Доступ к дополнительным табличным выходным данным можно получить, вызвав View / Profile Table из основного окно проекта. Многочисленные форматы и типы данных можно просмотреть, выбрав различные таблицы в Std.Столы меню.


Очистка

Добро пожаловать в конец того, что, я надеюсь, дало вам больше информации о гидравлическом моделировании рек. Давай и закройте HEC-RAS, выбрав Exit из меню File в главном окне проекта. Если вы работаете из временного каталога, было бы неплохо удалить ваши файлы.

Вернуться на домашнюю страницу Эрика Тейта


Гидравлический двигатель – обзор

(3) Гидравлические двигатели и поворотные приводы

Гидравлические двигатели приводятся в действие гидравлической жидкостью под давлением и передают кинетическую энергию вращения механическим устройствам.Гидравлические двигатели, когда они приводятся в действие механическим источником, могут вращаться в обратном направлении и действовать как насос.

Гидравлические поворотные приводы используют жидкость под давлением для вращения механических компонентов. Поток жидкости вызывает вращение движущихся компонентов через зубчатую рейку и шестерню, кулачки, прямое давление жидкости на поворотные лопатки или другое механическое соединение. Гидравлические поворотные приводы и пневматические поворотные приводы могут иметь фиксированный или регулируемый угловой ход и могут включать в себя такие функции, как механическое демпфирование, гидравлическое демпфирование (масло) с обратной связью и магнитные элементы для считывания с помощью переключателя.

Тип двигателя является наиболее важным фактором при поиске гидравлических двигателей. Доступны следующие варианты: аксиально-поршневой, радиально-поршневой, внутренняя шестерня, внешняя шестерня и лопасть. В аксиально-поршневом двигателе для выработки механической энергии используется установленный в осевом направлении поршень. Поток высокого давления, поступающий в двигатель, заставляет поршень двигаться в камере, создавая выходной крутящий момент. Радиально-поршневой гидромотор использует поршни, установленные радиально вокруг центральной оси, для выработки энергии. Радиально-поршневой двигатель альтернативной формы использует несколько взаимосвязанных поршней, обычно по схеме звезды, для выработки энергии.Подача масла поступает в поршневые камеры, перемещая каждый отдельный поршень и создавая крутящий момент. Несколько поршней увеличивают рабочий объем двигателя за один оборот, увеличивая выходной крутящий момент. В двигателе с внутренним зацеплением используются шестерни с внутренним зацеплением для производства механической энергии. Жидкость под давлением вращает внутренние шестерни, создавая выходной крутящий момент. Двигатель с внешним зацеплением использует внешние шестерни для производства механической энергии. Жидкость под давлением заставляет внешние шестерни вращаться, создавая выходной крутящий момент.Лопастной двигатель использует лопасть для выработки механической энергии. Жидкость под давлением ударяется о лопасти лопасти, заставляя ее вращаться и создавать выходной крутящий момент.

Дополнительные рабочие характеристики, которые следует учитывать, включают рабочий крутящий момент, давление, скорость, температуру, мощность, максимальный расход жидкости, максимальную вязкость жидкости, рабочий объем на оборот и вес двигателя. Рабочий крутящий момент – это крутящий момент, который двигатель способен передать, который напрямую зависит от давления рабочей жидкости, подаваемой в двигатель.Рабочее давление – это давление рабочей жидкости, подаваемой в гидравлический двигатель. Перед подачей к двигателю жидкость находится под давлением от внешнего источника. Рабочее давление влияет на рабочий крутящий момент, скорость, расход и мощность двигателя. Рабочая скорость – это скорость, с которой вращаются движущиеся части гидравлических двигателей. Рабочая скорость выражается в оборотах в минуту или аналогичных показателях. Рабочая температура – это диапазон температур жидкости, в котором может работать двигатель.Минимальная и максимальная рабочие температуры зависят от материалов внутренних компонентов двигателя и могут сильно различаться в зависимости от продукта. Мощность, которую может выдавать двигатель, зависит от давления и потока жидкости через двигатель. Максимальный объемный расход через двигатель выражается в галлонах в минуту или в аналогичных единицах. Максимальная вязкость жидкости, которую может выдержать двигатель, является мерой сопротивления жидкости сдвигу и измеряется в сантипуазах (сП), стандартной метрической единице динамической вязкости, равной 0.01 пуаз или 1 мП. Динамическая вязкость воды при 20 ° C составляет около 1 сП (правильная единица – сП, но иногда используются сП и сПо). Объем жидкости, вытесняемый за один оборот двигателя, измеряется в кубических сантиметрах (кубических сантиметрах) за оборот или в аналогичных единицах. Вес двигателя измеряется в фунтах или аналогичных единицах.

Теорема невозможности Эрроу Определение

Что такое теорема о невозможности Эрроу?

Теорема о невозможности Эрроу – это парадокс общественного выбора, иллюстрирующий недостатки ранжированных систем голосования.В нем говорится, что нельзя определить четкий порядок предпочтений при соблюдении обязательных принципов процедуры справедливого голосования. Теорема невозможности Эрроу, названная в честь экономиста Кеннета Дж. Эрроу, также известна как общая теорема невозможности.

Ключевые выводы

  • Теорема о невозможности Эрроу – это парадокс общественного выбора, иллюстрирующий невозможность идеальной структуры голосования.
  • В нем говорится, что четкий порядок предпочтений не может быть определен при соблюдении обязательных принципов процедуры справедливого голосования.
  • Кеннет Дж. Эрроу получил Нобелевскую премию по экономическим наукам за свои открытия.

Понимание теоремы о невозможности Эрроу

Демократия зависит от того, чтобы голоса людей были услышаны. Например, когда приходит время формировать новое правительство, объявляются выборы, и люди направляются на избирательные участки, чтобы проголосовать. Затем подсчитываются миллионы бюллетеней для голосования, чтобы определить, кто является самым популярным кандидатом и следующим избранным должностным лицом.

Согласно теореме о невозможности Эрроу, во всех случаях, когда предпочтения ранжируются, невозможно сформулировать социальное упорядочение без нарушения одного из следующих условий:

  • Недиктатура : Следует учитывать пожелания нескольких избирателей.
  • Эффективность Парето : Необходимо уважать единодушные индивидуальные предпочтения: если каждый избиратель предпочитает кандидата A кандидату B, кандидат A должен победить.
  • Независимость от нерелевантных альтернатив : Если выбор удален, то порядок остальных не должен меняться: если кандидат A опережает кандидата B, кандидат A все равно должен быть впереди кандидата B, даже если третий кандидат, кандидат C отстранен от участия.
  • Неограниченный домен : Голосование должно учитывать все индивидуальные предпочтения.
  • Социальный заказ: Каждый человек должен иметь возможность каким-либо образом упорядочивать свой выбор и указывать связи.

Теорема невозможности Эрроу, часть теории социального выбора, экономической теории, которая рассматривает, можно ли организовать общество таким образом, чтобы отражать индивидуальные предпочтения, была признана крупным прорывом. В дальнейшем он широко использовался для анализа проблем в экономике благосостояния.

Пример теоремы о невозможности Эрроу

Давайте посмотрим на пример, иллюстрирующий тип проблем, обозначенных теоремой о невозможности Эрроу. Рассмотрим следующий пример, в котором избирателям предлагается оценить их предпочтения из трех проектов, на которые можно было бы потратить годовые налоги страны: A; B; и C. В этой стране 99 избирателей, каждого из которых просят расположить в порядке убывания от лучшего к худшему, для какого из трех проектов должно ежегодно выделяться финансирование.

  • 33 голоса A> B> C (1/3 предпочитает A, а не B, и B, а не C)
  • 33 голоса B> C> A (1/3 предпочитает B, а не C, и C, а не A)
  • 33 голоса C> A> B (1/3 предпочитает C, а не A, а A – B)

Следовательно,

  • 66 избирателей предпочитают A, а не B
  • 66 избирателей предпочитают B чем C
  • 66 избирателей предпочитают C, а не A

Таким образом, две трети голосов избирателей предпочитают A, а не B, и B, а не C и C, а не A – парадоксальный результат, основанный на требовании расположить в порядке предпочтения трех альтернатив.

Теорема Эрроу указывает на то, что если условия, упомянутые выше в этой статье, то есть недиктатура, эффективность Парето, независимость от нерелевантных альтернатив, неограниченная область и социальный порядок, должны быть частью критериев принятия решений, тогда невозможно сформулировать социальный порядок на проблема, указанная выше, без нарушения одного из следующих условий.

Теорема невозможности

Эрроу также применима, когда избирателей просят оценить политических кандидатов.Однако существуют другие популярные методы голосования, такие как одобрительное голосование или множественное голосование, в которых эта структура не используется.

История теоремы о невозможности Эрроу

Теорема названа в честь экономиста Кеннета Дж. Эрроу. Эрроу, который долгое время работал преподавателем в Гарвардском и Стэнфордском университетах, представил теорему в своей докторской диссертации, а затем популяризировал ее в своей книге 1951 года «Социальный выбор и индивидуальные ценности». Оригинальная статья, озаглавленная «Трудность в концепции социального обеспечения», принесла ему Нобелевскую премию по экономическим наукам в 1972 году.

В исследовании Эрроу, среди прочего, изучались теория социального выбора, теория эндогенного роста, коллективное принятие решений, экономика информации и экономика расовой дискриминации.

Принципы охлаждения и принцип работы холодильной системы

КОМПРЕССОРЫ

Современные парокомпрессионные системы для комфортного охлаждения и промышленного охлаждения используют один из нескольких типов компрессоров: поршневой, ротационный, винтовой (винтовой), центробежный и спиральный.

В некоторых системах компрессор приводится в действие внешним двигателем (называемым системой с открытым приводом или открытым приводом). Компрессорные системы с открытым приводом легче обслуживать, но использование уплотнения на приводном конце коленчатого вала компрессора может быть источником утечек. В открытых системах привода обычно используются клиновые ремни или гибкие муфты для передачи мощности от двигателя к компрессору.

Вторая основная категория – это герметичная система, в которой двигатель размещается внутри корпуса с компрессором.В герметичных системах двигатель охлаждается парами хладагента, а не внешним воздухом, картер служит впускным коллектором, и впускные клапаны не нужно напрямую подключать к линии всасывания. В герметичных системах меньше проблем с утечками, чем в открытых, поскольку в них нет уплотнения картера. Однако герметичные компрессоры труднее обслуживать, хотя некоторые компоненты, которые могут выйти из строя, обычно размещаются вне корпуса. Эти компоненты соединены с компрессором и двигателем с помощью герметичных устройств.Двигатели в герметичных системах не должны излучать электрическую дугу (поэтому они не могут использовать щетки), поскольку они могут загрязнить хладагент и вызвать перегорание двигателя.

Герметичные системы классифицируются как 1) полностью герметичные или 2) исправные герметичные (полугерметичные). Многие герметичные компрессоры имеют сварной корпус, который не подлежит обслуживанию. В случае выхода из строя мотора или компрессора необходимо заменить весь агрегат.

Полугерметичные системы обычно используются в больших поршневых, центробежных, винтовых и спиральных компрессорах.Корпус в полугерметичной системе скреплен болтами и прокладкой и может быть разобран для основных операций по обслуживанию.

КОМПРЕССОР ОХЛАЖДЕНИЯ

Компрессоры выделяют значительное количество тепла в процессе сжатия пара хладагента. Большая часть перемещается с паром под высоким давлением в конденсатор, но головка компрессора также должна утилизировать нежелательное тепло, чтобы оставаться в пределах безопасных рабочих температур. Обычно это достигается либо с помощью плавников, либо с помощью каналов для воды.

В герметичных и полугерметичных системах линия всасывания подает поток холодного хладагента к головкам цилиндров.Таким образом, температура и давление всасываемого газа имеют решающее значение для поддержания надлежащей температуры корпуса компрессора. Температура всасываемого газа, поступающего в компрессор, не должна превышать 65 град. F (18 ° C) для низкотемпературной установки или 90 ° C. F (32 ° C) в высокотемпературной системе. Более горячий газ менее плотен и будет поглощать меньше тепла в компрессоре, поскольку разница температур между двигателем компрессора и всасываемым газом меньше. Устройство отключения по низкому давлению должно защищать двигатель от недостаточного давления в линии всасывания.

Компрессоры с открытым приводом с воздушным охлаждением можно охлаждать, помещая их непосредственно в струю вентилятора конденсатора. Альтернативой является использование вентилятора для охлаждения компрессора. В компрессорах с водяным охлаждением могут использоваться головки с рубашкой, позволяющие воде циркулировать через головку.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР

В центробежных компрессорах

используются рабочие колеса, которые быстро вращаются и выбрасывают хладагент от центрального впускного отверстия, используя силу, называемую центробежной силой.Центробежная сила использует принцип, который, например, позволяет вам раскачивать заднюю часть над головой, не проливая на нее воду. Поскольку каждое рабочее колесо добавляет относительно небольшое давление, несколько рабочих колес часто собираются вместе, чтобы создать необходимое давление на стороне высокого давления (давление нагнетания).

Центробежные компрессоры используются в больших системах, часто в полугерметичных или открытых конфигурациях. Компрессор может работать в системе с положительным давлением всасывания или в вакууме, в зависимости от используемого хладагента и желаемой рабочей температуры испарителя.Большие центробежные системы могут поставляться уже заправленными хладагентом и маслом.

Центробежный компрессор не имеет шатунов, поршней и клапанов; поэтому подшипники вала – единственные места, подверженные износу. Давление на выходе компрессора зависит от плотности газа, диаметра и конструкции рабочего колеса, а также скорости вращения рабочего колеса. Рабочие колеса центробежного компрессора вращаются очень быстро:

Низкая скорость 3600 об / мин

Средняя скорость 9000 об / мин

Высокая скорость выше 9000 об / мин

Питание осуществляется от электродвигателя или паровой турбины.Пар входит в центр рабочего колеса вокруг вала и направляется через лопасти рабочего колеса. Поскольку рабочее колесо ускоряет газ, кинетическая энергия рабочего колеса преобразуется в кинетическую энергию быстро движущегося газа. Когда газ входит в улитку, он сжимается, и кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию сжатого газа. Скорость газа, покидающего крыльчатку, чрезвычайно высока.

Впускные лопатки, которые регулируют количество подачи и направление пара хладагента из испарителя, могут регулировать производительность.В больших компрессорах с более чем тремя ступенями впускные лопатки могут отсутствовать.

Обратный поток хладагента на центробежные компрессоры опасен из-за высокой скорости вращения крыльчаток. Во избежание обратного затопления заправка хладагента не должна быть чрезмерной, а перегрев должен быть адекватным. Многие центробежные компрессоры, особенно те, которые работают в вакууме, имеют встроенное устройство продувки, позволяющее удалять нежелательный воздух из системы. Блок продувки представляет собой блок конденсации с компрессором и конденсатором, который забирает пар из самой высокой точки конденсатора и компрессора системы и конденсирует его.Поскольку только хладагент будет конденсироваться под давлением, создаваемым блоком продувки, воздух и другие неконденсирующиеся вещества, которые собираются сверху, можно удалить вручную или автоматически через клапан в атмосферу. Очищенный жидкий хладагент через поплавковый клапан в конденсаторе продувочного агрегата возвращается в основную систему. Если фильтр-осушитель установлен в центробежной системе, его можно разместить в байпасе вокруг поплавкового клапана. Размещение фильтра-осушителя на главном выходе ухудшит работу компрессора.Несмотря на то, что байпас забирает только часть потока жидкости, в конечном итоге он удаляет достаточно влаги из хладагента для регулирования кислотности системы.

КОМПОНЕНТЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Рисунок 6-1: Двухступенчатый центробежный компрессор. 1-Вторая ступень регулируемая входная направляющая лопатка. 2-Крыльчатка первой ступени. 3-я крыльчатка второй ступени. 4-двигатель с водяным охлаждением. 5-Основание, масляный бак и насос для смазочного масла. 6-Направляющие лопатки первой ступени и регулировка производительности.7-Лабиринтное уплотнение. 8-перекрестное соединение. Привод с 9 направляющими лопатками. Корпус с 10 спиралями. 11-Подшипник скольжения со смазкой под давлением. Обратите внимание, что выпускное отверстие не показано.

Рисунок 6-2: Герметичный центробежный охладитель жидкости, одноступенчатый компрессор. Использование ГХФУ-22 от 300 до 600 условных тонн; с использованием HFC-134a, от 200 до 530 номинальных тонн. В системе может использоваться R-22 или R-134a, что позволяет при необходимости преобразовывать R-22 в R-134a. Устройство имеет микропроцессор для управления системой. Вид в разрезе, показывающий цикл охлаждения.

ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Винтовые компрессоры обычно и эффективно используются в системах с холодопроизводительностью более 20 тонн. В этих компрессорах используется пара винтовых винтов или роторов, которые вместе вращаются внутри камеры и вытесняют хладагент из всасываемой нижней стороны камеры к концу верхней стороны

.

Рисунок 6-3: Поперечное сечение винтового компрессора.Ротор A-Male. B-Женский ротор. C-цилиндр. Испаренный хладагент входит с одного конца и выходит с другого конца.

Когда газ продвигается вперед, он сжимается в сужающиеся зазоры между лопастями винта, создавая сжимающее действие. Никаких клапанов не требуется, кроме обслуживания на впускном и выпускном отверстиях. Поскольку роторы вращаются непрерывно, вибрация меньше, чем у поршневых компрессоров с камерой охлаждения и кондиционирования воздуха. Винтовые (винтовые) компрессоры изготавливаются в открытом приводе или в герметичном исполнении.

Роторы называются «охватываемыми» для ведущего ротора и «охватывающими» для ведомого ротора. Мужской ротор с большим количеством лопастей вращается быстрее, чем женский ротор. Регулирование производительности осуществляется с помощью золотникового клапана, который открывается в камере компрессора и позволяет пару выходить без сжатия. Некоторые агрегаты могут эффективно работать только при 10% номинальной производительности.

Рисунок 6-4: Основные операции винтового компрессора. Вращающийся ротор сжимает пар.Заполняются межлопастные пространства A-компрессора. B-Начало сжатия. C-Полное сжатие захваченного пара. D-Начало сброса сжатого пара. E-Сжатый пар полностью отводится из межлопастных пространств.

РЕЦЕПТУРНЫЕ КОМПРЕССОРЫ

В поршневом компрессоре используется поршень, скользящий внутри цилиндра для сжатия паров хладагента. На Рис. 4-29 показан принцип работы поршневого компрессора. На рисунке 4-29A поршень переместился вниз в цилиндре A.Он переместил пары хладагента из линии всасывания через впускной клапан. Оттуда пар хладагента переместился в пространство цилиндра. На рисунке 4-29B поршень переместился вверх. Он сжал испарившийся хладагент в гораздо меньшее пространство (зазор). Сжатый пар выталкивается через выпускной клапан в конденсатор.

Рисунок 6-5: Базовая конструкция поршневого компрессора.

В верхней части хода поршень должен приближаться к головке блока цилиндров.Чем меньше зазор, тем большее давление будет создавать ход поршня. Этот зазор может составлять от 0,010 до 0,020 дюйма (от 0,254 до 0,508 мм).

В малых системах может использоваться двухпоршневой компрессор, в то время как в больших промышленных системах используются многоцилиндровые многопоршневые компрессоры. Картер компрессора должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло сжатия. Картеры компрессоров обычно изготавливаются из чугуна и имеют ребра для отвода тепла в воздух или, в некоторых случаях, водяные рубашки для отвода тепла сжатия в воду.В полугерметичных и герметичных компрессорах охлаждение обеспечивается хладагентом из линии всасывания. Поршни в больших поршневых компрессорах имеют отдельные масляные и компрессионные кольца. Масляные кольца, расположенные ниже на поршне, используются для уменьшения количества масла, поступающего в цилиндр из картера. В небольших системах маслосъемные кольца можно не устанавливать, а вместо них использовать масляные канавки для регулирования потока масла. Компрессионные кольца используются для плотного прилегания к стенкам цилиндра, гарантируя, что каждый ход перекачивает как можно больше хладагента.

КАРТЕР И ШАТУНКИ

Рисунок 6-6: Небольшой двухцилиндровый поршневой компрессор с внешним приводом в разрезе. Корпус отлит из легкого сплава. Чугунные гильзы цилиндров постоянно залиты в корпус картера.

В поршневых компрессорах вал картера преобразует вращательное движение двигателя в возвратно-поступательное движение поршней. Коленчатый вал вращается внутри коренного подшипника, который должен прочно поддерживать коленчатый вал и выдерживать концевые нагрузки, прикладываемые к валу двигателем и шатунами.Точная величина осевого люфта должна быть указана в документации производителя.

Для соединения шатуна с коленчатым валом можно использовать несколько типов рычагов:

  1. Обычная шатунная штанга, наиболее распространенная связь в коммерческих системах, зажимается до конца.
  2. эксцентриковый коленчатый вал имеет центральную круглую бобышку на коленчатом валу для создания движения вверх и вниз. Эта система устраняет необходимость в крышках или болтах на шатуне. Вместо этого цельный конец штока устанавливается на коленчатый вал перед окончательной сборкой.
  3. Скотч-вилка не имеет шатуна. Вместо этого в нижней части поршня имеется канавка, которая принимает ход коленчатого вала. Канавка позволяет коленчатому валу перемещаться в боковом направлении и перемещать поршень только вверх и вниз. И скотч, и эксцентрик используются в основном в бытовых и автомобильных системах.

УПЛОТНЕНИЕ КАРТЕРА

В системах с открытым приводом уплотнение между коленчатым валом и картером является частым источником проблем.Уплотнение подвергается значительным колебаниям давления и должно работать, должно работать и уплотнять независимо от того, вращается ли коленчатый вал или неподвижен. Зазор между вращающейся и неподвижной поверхностями должен быть точным (до 0,000001 дюйма или 0,0000254 мм), и смазка заполняет этот крошечный зазор. Уплотнение обычно изготавливается из закаленной стали, бронзы, керамики или углерода. Отсутствие сальника коленчатого вала – главное преимущество герметичной конструкции.

Роторное уплотнение – это простое обычное уплотнение, которое вращается на валу во время работы.Пружина в сочетании с внутренним давлением прижимает поверхность уплотнения к неподвижной поверхности уплотнения.

Основным источником проблем с уплотнениями картера является утечка из-за несоосности. При выравнивании вала двигателя относительно вала компрессора необходимо соблюдать осторожность, чтобы уплотнение не подвергалось нагрузкам во время работы. Точные допуски, указанные при изготовлении компрессора, должны соблюдаться как в горизонтальном, так и в угловом направлениях. В большинстве случаев уплотнение смазывается масляным насосом компрессора.Убедитесь, что компрессор включается время от времени во время длительных простоев, чтобы уплотнение оставалось смазанным. Небольшая утечка после запуска, во время которой сухое уплотнение смазывается маслом, может быть нормальным явлением.

Протекающее уплотнение можно обнаружить с помощью детектора утечки хладагента. Чтобы проверить негерметичное уплотнение:

  1. Откачайте систему в сторону высокого давления (ресивер или конденсатор).
  2. Снимите муфту на конце вала компрессора.
  3. Снимите крышку уплотнения и все кольца, удерживающие вращающееся уплотнение на месте.
  4. Очистите поверхности колец очень мягкой тканью.
  5. Осмотрите уплотняющие поверхности и замените все уплотнение, если видны царапины, царапины или канавки.
  6. Соберите систему.
  7. Проверьте центровку валов компрессора и двигателя в горизонтальном и угловом направлениях, она должна находиться в пределах допусков, указанных производителем, или лучше.
  8. Выпустите воздух из компрессора и откройте необходимые клапаны, чтобы вернуть систему в рабочее состояние.
  9. Перед запуском производства проверьте наличие повторяющейся утечки через уплотнение.

ГОЛОВКИ РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫХ КОМПРЕССОРОВ И ПЛИТЫ КЛАПАНОВ

Головки цилиндров компрессора

обычно изготавливаются из чугуна и предназначены для удержания прокладок на месте для обеспечения надежного уплотнения между пластиной клапана, блоком цилиндров и головкой. Головки цилиндров должны иметь проходы для впуска всасываемого газа в цилиндр. Головка обычно крепится к блоку винтами с головкой под ключ.

Впускные клапаны предназначены для впуска хладагента во время такта впуска и закрытия во время такта сжатия.Выпускные клапаны закрыты во время такта впуска и открываются в конце такта сжатия. Пластина клапана представляет собой узел, плотно удерживающий оба клапана на месте.

Клапаны

обычно изготавливаются из пружинной стали и предназначены для обеспечения герметичного уплотнения до тех пор, пока насосное действие поршня не откроет их. Сопрягаемые поверхности клапанов должны быть идеально ровными, а дефекты размером всего 0,001 дюйма (0,0254 мм) могут вызвать недопустимые утечки. В процессе эксплуатации клапан должен открываться примерно на 0,010 дюйма (0,254 мм). Большие отверстия вызовут шум клапана, а отверстия меньшего размера будут препятствовать попаданию и выходу достаточного количества хладагента из цилиндра.

Рабочая температура сильно влияет на срок службы клапанов. Впускные клапаны работают в относительно прохладной среде и имеют постоянную смазку из паров масла. Нагнетательные клапаны – это самый горячий компонент холодильной системы, работающий до 50 градусов. F до 100 град. F горячее, чем нагнетательная линия, поэтому они чаще являются источником проблем, чем впускные клапаны. Нагнетательные клапаны необходимо устанавливать с особой осторожностью. На них обычно скапливаются тяжелые молекулы масла, вызывая накопление углерода и нарушая работу клапана.Нагнетательные клапаны и масло будут повреждены температурой выше 325 град. F до 350 град. F (от 163 до 177 ° C). Как правило, температура нагнетательного трубопровода должна поддерживаться на уровне 225 град. F до 250 град. F. (от 107 до 121 ° C).

Рисунок 6-7: Узел пластины клапана поршневого компрессора.

Выпускные клапаны могут иметь разгрузочные пружины, позволяющие им открываться слишком широко, если пробка жидкого хладагента или масла попадает в поршень компрессора из линии всасывания или картера компрессора.

Рисунок 6-8: Коммерческий герметичный поршневой компрессор. Он имеет четыре ряда по два цилиндра в каждом (по четыре шатуна на каждой кривошипно-шатунной передаче) и прикручивается для облегчения обслуживания.

РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР

Роторные компрессоры используют одну или несколько лопастей для создания сжимающего действия внутри цилиндра. В отличие от поршневого компрессора, поршень не используется. Есть два основных типа роторных компрессоров:

  1. Вращающиеся лопасти (лопасти).
  2. Отвал стационарный (делительный блок).

В обоих типах лопасть должна иметь возможность проскальзывать в своем корпусе, чтобы приспособиться к движению ротора, который вращается вне центра цилиндра. Впускные (всасывающие) порты намного больше, чем напорные. Нет необходимости во впускных (всасывающих) или выпускных клапанах; однако желательны обратные клапаны на линии всасывания, чтобы предотвратить попадание масла и паров высокого давления в испаритель, когда компрессор не работает.

ВРАЩАЮЩАЯСЯ ЛЕЗВИЯ (ЛОПАТОЧНЫЙ) КОМПРЕССОР

В конструкции с вращающейся лопастью ротор (вал) вращается внутри цилиндра, но центральные оси цилиндра и вала не идентичны. Вращающийся ротор (вал) имеет несколько прецизионных канавок, в которые вставляются скользящие лопатки. При вращении вала эти лопатки прижимаются к цилиндру под действием центробежной силы. Когда газ поступает в компрессор из линии всасывания, лопатки сметают его. Поскольку ротор не отцентрован в цилиндре, пространство, содержащее газ, уменьшается, поскольку лопасти нагнетают газ вокруг цилиндра.Результат – сжатие газа. Когда газ достигает минимального объема и максимального сжатия, он вытесняется из выпускного отверстия. Объем зазора этой системы очень мал, а эффективность сжатия очень высока.

Ротационные пластинчатые компрессоры обычно используются для первой ступени каскадной системы. Пластинчато-роторные компрессоры могут иметь от двух до восьми лопастей; в больших системах больше лезвий. Край лезвия там, где он соприкасается со стенкой цилиндра, должен быть тщательно отшлифован и гладкий, иначе возникнет утечка, что приведет к чрезмерному износу.Лезвие также должно точно входить в паз ротора.

Рисунок 6-9: Роторно-лопастной компрессор. Черные стрелки указывают направление вращения ротора. Красные стрелки указывают поток паров хладагента.

СТАЦИОНАРНЫЙ ЛОПАТНЫЙ (РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ БЛОК) РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР

В системе со стационарными лопастями скользящая лопасть в корпусе цилиндра отделяет пар низкого давления от пара высокого давления. Эксцентриковый вал вращает рабочее колесо в цилиндре.Эта крыльчатка постоянно трется о внешнюю стенку цилиндра. При вращении крыльчатки лопасть улавливает некоторое количество пара. Пар сжимается в все меньшее и меньшее пространство. Повышается давление и температура. Наконец, пар проходит через выпускное отверстие.

Рисунок 6-10: Роторный компрессор. Неподвижная лопасть или разделительный блок контактирует с крыльчаткой.

Рисунок 6-11: Герметичный одинарный роторный компрессор с неподвижными лопастями.

СПИРАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОР

В спиральном компрессоре сжатие выполняется двумя спиральными элементами, вращающейся спиралью и фиксированной спиралью. Один свиток «фиксированный свиток» остается неподвижным. Другая «вращающаяся» прокрутка вращается по смещенной круговой траектории вокруг центра фиксированной прокрутки. Это движение создает компрессионные карманы между двумя элементами прокрутки. Всасываемый газ низкого давления задерживается в каждом периферийном кармане по мере его образования; продолжающееся движение вращающейся спирали закрывает карман, объем которого уменьшается по мере того, как карман перемещается к центру прокрутки.Максимальное сжатие достигается, когда выемка достигает центра, где находится выпускное отверстие, и выпускается газ. Во время этого процесса сжатия одновременно формируется несколько карманов.

Рисунок 6-12: Сжатие спирали вызвано взаимодействием вращающейся спирали, сопряженной с неподвижной спиралью. 1-Газ втягивается во внешнее отверстие, когда одна из спиралей движется по орбите. 2-По мере продолжения орбитального движения открытый проход закрывается, и газ направляется к центру спирали.3 – Объем кармана постепенно уменьшается. Это создает все более высокое давление газа. 4-Давление нагнетания достигается в центре кармана. Газ выходит из порта стационарного спирального элемента. 5-В реальной эксплуатации шесть газовых каналов все время находятся на различных стадиях сжатия. Это создает почти непрерывное всасывание и нагнетание.

Рисунок 6-13: Поперечное сечение поршневого компрессора с наклонной шайбой. При вращении приводного вала и наклонной шайбы двусторонний поршень перемещается в цилиндре вперед и назад.

Процесс всасывания из внешней части спирали и нагнетание из внутренней части непрерывны. Этот непрерывный процесс обеспечивает очень плавную работу компрессора.

Сжатие – это непрерывный процесс без обычных всасывающих и нагнетательных клапанов. Чтобы компрессор не работал в обратном направлении после отключения питания, обратный клапан расположен непосредственно над нагнетательным патрубком с неподвижной спиралью.

A: Схема спирального компрессора в разрезе.

B: Базовое представление сжатия спирального компрессора. Орбитальная спираль вращается вокруг неподвижной спирали, создавая плавное, постоянное сжатие внутрь к выпускному отверстию в центре.

МАСЛЯНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ КОМПРЕССОРОВ

В поршневых компрессорах

обычно используются два типа смазочных систем:

  1. Система разбрызгивания использует коленчатый вал для разбрызгивания масла; масло попадает в коренной подшипник по каналам подшипника.Подшипник может быть шумным, потому что эта система создает небольшую масляную подушку.
  2. В системе давления масла используется масляный насос, приводимый в действие шестернями в картере; масло поступает в каналы в шатунах, коренных подшипниках и поршневых пальцах. Система масляного насоса лучше обеспечивает смазку и бесшумную работу. Насос должен иметь предохранительный клапан для предотвращения возникновения опасного давления в контуре смазки компрессора. Защитный выключатель обычно используется для контроля давления масла и отключения компрессора, если давление масла падает ниже безопасного уровня.

Роторные компрессоры

Требуется масляная пленка на цилиндре, лопастях и роликах. Некоторые машины продвигают масло за счет скольжения; другие используют масляный насос.

Центробежные компрессоры

Работают на высокой скорости и могут иметь сложные системы контроля масла, с насосом, маслоотделителем, резервуарами для смазки подшипников при разливке, масляным фильтром, предохранительным клапаном и маслоохладителем.

Винтовые компрессоры

Требуется масло для охлаждения, уплотнения и бесшумности роторов; они обычно имеют систему принудительной смазки.Насос прямого вытеснения может работать независимо от компрессора, обеспечивая полную смазку при запуске компрессора. Масло отделяется и подается в масляный поддон (резервуар). Охлаждается и доставляется к подшипникам и портам для впрыска в камеру сжатия. Масляный поддон (резервуар) имеет нагреватель для предотвращения разбавления масла хладагентом во время выключения.

Спиральные компрессоры

Требуется охлаждение масла и уплотнение между вращающейся и неподвижной спиралью.Масло подается в спирали центробежным действием через отверстие в валу двигателя и вращающуюся спираль.

В промышленных холодильных установках обычно используются три устройства для управления маслом в системе: маслоотделитель, регулятор уровня масла и масляный резервуар. Другие элементы, такие как масляные фильтры, соленоидные и запорные клапаны, могут потребоваться для завершения системы. Необходимо проводить регулярную проверку масла в системе, чтобы выявить опасную кислотность в масле холодильного компрессора.

Содействие возврату масла

Масло в системах с прямым расширением или в системах с сухим испарителем должно возвращаться в компрессор потоком хладагента.Скорость в трубках испарителя должна быть достаточной для возврата масла.

Требуется скорость около 700 футов (214 м) в минуту по горизонтальным линиям и около 1500 футов (457 м) в минуту по вертикальным линиям.

Несколько дополнительных мер помогут обеспечить надлежащий возврат масла в компрессор. Наклоните трубопроводы охлаждения к компрессору. Обеспечьте адекватную скорость хладагента во всасывающей линии, сделав ее подходящей по размеру, а не завышенной. Масло с высокой вязкостью (измеренное в условиях испарителя) более устойчиво к возврату потоком хладагента.Масло, которое легко растворяет хладагент, остается более текучим, чем масло без хладагента. Количество хладагента, растворенного в масле, зависит от давления и температуры в различных частях испарителя, а также от природы двух жидкостей.

Возврат масла более затруднен в низкотемпературных испарителях, поскольку масло становится более вязким при понижении температуры и давления хладагента. Высокая степень сжатия также снижает возврат масла, поскольку всасываемый газ менее плотный.Таким образом, адекватная скорость всасывающего трубопровода особенно важна для низкотемпературных испарителей.

Масло не будет возвращаться в компрессор в затопленном испарителе, поэтому требуется возвратный маслопровод. В некоторых системах к испарителю подключена специальная камера, позволяющая кипятить хладагент из масла перед возвратом масла в компрессор.

ВЫПУСКНАЯ ЛИНИЯ

Напорный трубопровод на стороне высокого давления системы, подсоединяет компрессор к конденсатору.Линия обычно представляет собой медные трубки, соединенные пайкой. Выделение может содержать; Гаситель вибрации, глушитель, маслоотделитель, клапаны регулирования давления, а также перепускные или сервисные клапаны.

Амортизатор

Как всасывающий, так и нагнетательный трубопроводы передают вибрацию от компрессора к другим компонентам системы охлаждения. Эта вибрация может вызвать нежелательный шум и повреждение трубок хладагента, что приведет к утечкам хладагента.

В небольшой системе с мягкими медными трубками малого диаметра гаситель вибрации может состоять из мотка труб.Гибкий металлический шланг с внутренним диаметром, по крайней мере, таким же большим, как и подсоединенная трубка, предпочтительнее для более крупных систем. Эта секция трубки может быть оканчивалась гнездом с наружным диаметром, резьбовым наружным концом или фланцами. Хладагент, движущийся с высокой скоростью по извилистому внутреннему диаметру поглотителя, может вызывать свистящий звук. Гасители вибрации не предназначены для сжатия или растяжения, поэтому их следует ориентировать параллельно коленчатому валу компрессора, а не под прямым углом к ​​нему.

Глушитель

Глушитель используется для уменьшения передачи пульсаций и шума нагнетания поршневого компрессора в систему трубопроводов и конденсатор.Глушитель представляет собой цилиндр с перегородками внутри. В целом глушители, создающие большой перепад давления, более эффективны, чем глушители с меньшим ограничением. Как объем, так и плотность потока газа через глушитель влияют на характеристики глушителя.

Маслоотделитель

Маслоотделитель – это контейнер с рядом перегородок и сеток, размещенных в линии нагнетания. Выходящий пар с масляным туманом, поступающий в маслоотделитель, вынужден поворачиваться и сталкиваться с перегородками и экранами, позволяя каплям масла объединяться в большие капли, которые стекают в поддон внизу.Отстойник позволяет осадку и загрязнителям оседать и может иметь магнит, притягивающий частицы железа. Когда в поддоне накопится достаточно масла, он поднимает поплавок и стекает обратно в картер компрессора, движимый давлением масла в маслоотделителе.

Маслоотделители чаще всего используются в больших и низкотемпературных системах. Они обязательны в аммиачных системах.

КОНДЕНСАТОР

Конденсатор представляет собой компонент на стороне высокого давления холодильного контура, который позволяет горячему газообразному хладагенту под высоким давлением отдавать скрытую теплоту конденсации в окружающую среду.Эта потеря тепла вызывает конденсацию газа в жидкость под высоким давлением, которая может быть подана по трубопроводу к измерительному устройству. Тепло, отводимое конденсатором, поступает в систему через испаритель и компрессор. Из-за неэффективности и других источников тепла конденсатор в открытой системе должен утилизировать примерно в 1,25 раза больше тепла, чем в испарителе. Конденсаторы в герметичных системах также должны отводить тепло от обмоток двигателя.

В зависимости от функции и способов отвода тепла используется много различных типов конденсаторов.Две основные категории «с водяным охлаждением» и «с воздушным охлаждением» подразделяются на среду, используемую для отвода тепла. Основная цель конструкции конденсатора – отвести максимум тепла при минимальных затратах и ​​занимаемой площади.

Вода и воздух обычно являются обильными и экономичными конденсирующими средами. Вода может быстро и эффективно отводить большое количество тепла, что позволяет сделать конденсатор относительно небольшим и делает конденсатор с водяным охлаждением более экономичным, если он доступен. Однако воды может быть мало или она химически непригодна для охлаждения конденсатора.Кроме того, конденсаторы с водяным охлаждением подвержены образованию накипи, загрязнения, замерзания и коррозии.

Конденсаторы с воздушным охлаждением должны быть больше, чем агрегаты с водяным охлаждением, но не должны иметь проблем с замерзанием или водой. Воздушное охлаждение используется, когда вода недоступна, дорога или химически непригодна.

Ребра, проволока или пластины могут быть прикреплены к трубке конденсатора для увеличения площади поверхности и способности отводить тепло конденсации. Вентиляторы или насосы обычно используются для увеличения потока конденсирующейся среды.Такие усовершенствования увеличивают переохлаждение хладагента, увеличивают скорость теплопередачи и уменьшают овальный размер конденсатора.

КОНДЕНСАТОР ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Реле конденсаторов с воздушным охлаждением на вентиляторах для перемещения воздуха по трубкам и ребрам для отвода тепла от хладагента. Кожухи используются для повышения эффективности вентилятора за счет направления всего воздушного потока через трубы конденсатора. Для увеличения площади поверхности конденсатора можно использовать ребра различного типа.Правильная теплопередача в конденсаторах с воздушным охлаждением может быть достигнута только при чистой поверхности конденсатора.

Конденсатор с воздушным охлаждением должен быть рассчитан на работу в самых жарких условиях окружающей среды, когда теплопередача будет самой медленной, а охлаждающая нагрузка, вероятно, будет максимальной.

Наружный конденсатор с воздушным охлаждением, работающий в холодную погоду, представляет собой особую проблему при проектировании системы. Необходимы особые меры предосторожности для защиты наружного конденсатора с воздушным охлаждением от низких температур окружающей среды.Основная проблема заключается в том, что хладагент не будет протекать через дозирующее устройство, если напор не будет достаточным, а низкие температуры окружающей среды уменьшат напор.

Для работы конденсатора с воздушным охлаждением при низких температурах окружающей среды системе может потребоваться любое из следующих устройств или их комбинация:

  1. Всепогодный кожух конденсатора
  2. Способ предотвращения короткого цикла компрессора
  3. Способ регулирования напора в зимний период и при отрицательных температурах окружающей среды
  4. Способ предотвращения разбавления компрессорного масла жидким хладагентом

Заявление об ограничении ответственности – В то время как Berg Chilling Systems Inc.(«Берг») прилагает разумные усилия для предоставления точной информации, мы не делаем никаких заявлений и не даем никаких гарантий относительно точности любого содержания в ней. Мы не несем ответственности за какие-либо типографские ошибки, ошибки или упущения в содержании или другие ошибки. Мы оставляем за собой право изменять содержание этой документации без предварительного уведомления.

Олдрих Бочек (1939-2003)
Эксперт по управлению температурным режимом
Berg Chilling Systems Inc.

Принцип Архимеда, Закон Паскаля и Принцип Бернулли – Урок

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 9 (9–12)

Требуемое время: 2 часа 15 минут

(Три часа занятий по 45 минут)

Зависимость урока: Нет

Тематические области: Химия, Физические науки, Физика, Решение проблем, Рассуждение и Доказательство

Резюме

Студенты знакомятся с законом Паскаля, принципом Архимеда и принципом Бернулли.Поставляются основные определения, уравнения, практические задачи и инженерные приложения. Учащиеся могут использовать связанные упражнения, чтобы лучше понять взаимосвязь между предыдущими концепциями и примерами из реальной жизни. Предоставляются презентация PowerPoint®, практические задания и критерии оценки.

Инженерное соединение

Концепции закона Паскаля, принципа Архимеда и принципа Бернулли важны в инженерных и технологических приложениях, включая аэродинамику и гидродинамику, гидравлику, плавучие суда, подводные аппараты, самолеты, автомобили, аэрокосмическое наведение и управление, трубопроводы и транспортные системы, а также для многих современных исследовательских тем, таких как потоки, связанные с океаном, турбулентность, реагирующие потоки, глобальный климат, механика биожидкостей, потоки по магнитным лентам и дискам, геофизические потоки, кинетика систем сгорания и динамика вихрей.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

  • Используйте принцип Архимеда для определения сил плавучести.
  • Решите задачи, связанные с давлением, плотностью и законом Паскаля.
  • Решайте задачи, используя уравнение Бернулли и уравнение неразрывности.
  • Объясните ситуации, связанные с эффектом Бернулли.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов Achievement Standards Network (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

Общие основные государственные стандарты – математика
  • Решите линейные уравнения и неравенства с одной переменной, включая уравнения с коэффициентами, представленными буквами. (Оценки 9 – 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Решите квадратные уравнения с одной переменной.(Оценки 9 – 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – Технология
ГОСТ
Техас – Наука
  • количественно выражать отношения между физическими переменными и управлять ими, включая использование графиков, диаграмм и уравнений.(Оценки 9 – 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • выражать и интерпретировать отношения символически в соответствии с принятыми теориями, чтобы делать прогнозы и решать задачи математически, включая задачи, требующие пропорционального мышления и графического сложения векторов.(Оценки 9 – 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/lessons/view/uoh_fluidmechanics_lesson01], чтобы распечатать или загрузить.

Больше подобной программы

Основы Fluid Power

Студенты изучают фундаментальные концепции, важные для гидравлической энергии, которая включает в себя как пневматические (газовые), так и гидравлические (жидкостные) системы.

Принцип Бернулли

Студенты узнают о взаимосвязях между компонентами уравнения Бернулли на реальных инженерных примерах и практических задачах.

Физика механики жидкости

Механика жидкостей, изучение того, как силы применяются к жидкостям, представлена ​​в этом разделе как последовательность из двух уроков и трех соответствующих действий. Механика жидкостей, изучение того, как силы применяются к жидкостям, изложена в этом разделе как последовательность из двух уроков и трех соответствующих действий…

Оценка плавучести

Студенты узнают, что плавучесть отвечает за плавание лодок, воздушных шаров и метеорологических шаров. Они вычисляют, будет ли плавать лодка или воздушный шар, и вычисляют объем, необходимый для того, чтобы воздушный шар или лодка определенной массы плавало.

Предварительные знания

Чтобы решать уравнения в этом уроке и управлять ими, требуется понимание основ алгебры.

Введение / Мотивация

(Задайте студентам несколько предварительных вопросов, чтобы определить, слышали ли они о принципе Архимеда, законе Паскаля или принципе Бернулли, или о каких-либо физических концепциях, лежащих в их основе.)

Кто знает, почему плывут корабли? (Слушайте ответы студентов.)

Когда вы плаваете в бассейне, чувствуете ли вы себя легче или тяжелее, чем при ходьбе по земле? Насколько ты легче? (Слушайте ответы студентов.)

Кто слышал о термине «гидравлика»? Какие примеры гидравлических устройств? Кто знает, что это значит и как работает? (Слушайте ответы студентов.)

(Продолжайте и представьте учащимся прикрепленную слайд-презентацию и содержимое в разделе «Фон».)

Предпосылки и концепции урока для учителей

Все концепции этого урока раскрыты в презентации Fluids из 22 слайдов, файле Microsoft PowerPoint®. Предлагаемое время для завершения этой презентации – три урока, но при необходимости увеличивайте или уменьшайте продолжительность.

«Механика жидкостей» является обязательным курсом в большинстве университетов и требуется для большинства инженерных специальностей. Это особенно важная область исследований для гидротехники и инженерии окружающей среды, которые являются субдисциплинами гражданского строительства.Эти типы инженеров отвечают за системы водного транспорта и канализационные сети в урбанизированных районах, а также за проектирование мостов, дамб, каналов, каналов, дамб и трубопроводных сетей, как отдельно стоящих, так и внутри зданий.

В этом уроке представлены основные концепции механики жидкости. Сообщите студентам, что, если они хотят изучать инженерное дело в колледже, механику жидкости можно смоделировать или объяснить с помощью существующих компьютерных программ в классе или лаборатории университета.Некоторые студенты могут быть знакомы с некоторыми программами моделирования; попросите их привести примеры программного обеспечения для моделирования и их приложений. Примеры программ моделирования механики жидкости включают:

Система гидрологического моделирования (HEC-HMS) была создана и используется Инженерным корпусом армии США для моделирования гидрологических процессов водосборных систем, которые включают в себя естественные процессы, такие как испарение и инфильтрацию, а также антропогенные особенности, такие как как водохранилища и отстойники.

ModFlow был создан и используется Геологической службой США; это программное обеспечение для трехмерного моделирования грунтовых вод, используемое для моделирования условий грунтовых вод и взаимодействия грунтовых и поверхностных вод, а также для управления водоносными горизонтами и земельными ресурсами.

Computation Fluid Dynamics (CFD) был создан ANSYS, Inc., компанией, занимающейся разработкой программного обеспечения для инженерного моделирования. Это приложение прогнозирует влияние потоков жидкости на проектируемые изделия на протяжении всего процесса проектирования и производства, а также во время использования.

SolidWorks Flow Simulation моделирует поток жидкости, теплопередачу и силы жидкости, критически важные для успешного инженерного проектирования, и допускает неограниченное количество итераций для создания наиболее эффективных конструкций изделий.

Жидкость – это любая текущая материя, которая может быть жидкостью или газом. Принцип Архимеда гласит, что любой объект, полностью или частично погруженный в жидкость, испытывает направленную вверх силу, равную по величине весу жидкости, вытесняемой объектом, как показано в уравнении 1.

F B = м f g (Уравнение 1)

Где F B – выталкивающая сила, м f – масса вытесняемой жидкости, а g – ускорение свободного падения.

Все мы испытали на себе принцип Архимеда , даже если мы не осознаем его. Обычный опыт – это осознание того, что человека в бассейне довольно легко поднять.Это потому, что вода обеспечивает частичную поддержку в виде направленной вверх силы, называемой выталкивающей силой . Выталкивающая сила равна весу вытесняемой жидкости. Обратитесь к упражнению «Плавучесть и давление в жидкостях: Декартово упражнение для ныряльщиков из бутылок с газировкой», чтобы студенты могли наблюдать эти переменные в действии. Корабли плавают в воде, потому что вес воды, вытесняемой корпусом корабля, больше, чем вес корабля, и если вес вытесненной воды был меньше веса корабля, он бы затонул.Инженеры используют программное обеспечение для моделирования механики жидкостей и динамики для моделирования различных происходящих явлений, что необходимо для создания оптимальных конструкций судов. Инженеры моделируют форму корпуса и оптимизацию придатков, чтобы повысить эффективность и тяговую мощность корабля, снизить расход топлива и проанализировать сопротивление на спокойной воде и нерегулярных волнах.

Ранее упоминалось, что текучая среда может быть жидкостью или газом. Воздух повсюду, и даже окружающий нас воздух имеет вес и оказывает давление.Мы не осознаем, насколько тяжел воздух, и не чувствуем давления, которое он оказывает на нас, потому что мы привыкли к «атмосферному давлению». Давление определяется как мера силы в заданной области. Закон Паскаля гласит, что давление, приложенное к текучей среде в закрытом контейнере, передается одинаково к каждой точке текучей среды и стенкам контейнера, как показано в уравнении 2.

P = F / A (Уравнение 2)

Где P – давление, F – сила, а A – площадь.Обратите внимание, что закрытая система может иметь две области, поэтому сила в этих двух местах различна, но давление остается неизменным, как указано в законе Паскаля.

Это давление передается одинаково во всех направлениях и под прямым углом, и изменение давления равномерно распространяется по жидкости. Закон Паскаля используется инженерами при проектировании гидравлических систем, в которых для работы используется энергия жидкости. Некоторыми примерами являются гидравлические домкраты, которые поднимают автомобили в ремонтных мастерских, и гидравлические тормоза, которые оказывают давление на большую площадь, чтобы остановить большое транспортное средство, такое как поезд.Закон Паскаля также используется в системах водоснабжения и канализации для перемещения воды по сети трубопроводов.

Прежде всего, существуют два разных типа потока жидкости – ламинарный и турбулентный. Ламинарный поток возникает, когда частицы жидкости движутся по однородному, гладкому пути, называемому линией тока, и обычно возникает в небольших трубах или других средах с низким расходом. Турбулентный поток возникает, когда частицы текучей среды движутся неравномерно и вызывают изменение скорости, и обычно возникает в больших трубах или других средах с большим потоком. Принцип Бернулли гласит, что давление и скорость обратно пропорциональны, или что давление в жидкости уменьшается, когда скорость жидкости увеличивается, как показано в уравнении 3.

P 1 + ½ ρ v 1 2 + ρ g h 1 4 4 ½ ρ v 2 2 + ρgh 2 (Уравнение 3)

Где P 1 – давление в точке 1, ρ – плотность жидкости, v 1 – скорость жидкости в точке 1, g – это ускорение свободного падения, ч 1 – высота точки 1, P 2 – давление в точке 2, v 2 – скорость жидкости при точка 2, а h 2 – высота точки 2.Студенты могут попрактиковаться в выводе этих уравнений в упражнении «Скала и лодка: плотность, плавучесть и принцип Архимеда», работая над решением сложного вопроса!

Уравнение Бернулли остается одинаковым в разных точках горизонтальной трубы. В трубе, не имеющей одинаковой высоты, уравнение Бернулли по-прежнему остается равным, но учитывает разницу высот в разных точках трубы, как указано в h в уравнении 3. Инженеры реализуют уравнение Бернулли, чтобы определить оптимальные и эффективные размеры труб при проектировании трубопроводов и транспортных систем.Уравнение Бернулли – главный компонент аэродинамики, который применяется при проектировании автомобилей, мостов, систем вентиляции, газопроводов, самолетов и космических кораблей.

Концепции закона Паскаля, принципа Архимеда и принципа Бернулли важны в инженерных и технологических приложениях, таких как аэродинамика и гидродинамика, гидравлика, плавучие суда, подводные аппараты, самолеты, автомобили, аэрокосмическое наведение и управление, трубопроводы и транспортные системы, а также для многих исследовательских тем, таких как потоки, связанные с океаном, турбулентность, реагирующие потоки, глобальный климат, механика биожидкостей, потоки по магнитным лентам и дискам, геофизические потоки, кинетика систем сгорания, динамика вихрей и многое другое.Обратитесь к упражнению «Выстрел под давлением», чтобы ученики использовали свое новое понимание для исследования реального применения – водяного пистолета!

Аэродинамика – это исследование свойств движущегося воздуха, который является основным компонентом в конструкции автомобилей, мостов, систем отопления и вентиляции, газопроводов, самолетов и космических кораблей. Гидродинамика – это изучение сил, действующих на жидкости или жидкости, которые являются основным компонентом военно-морской архитектуры или дизайна кораблей, а также океанотехники. Морские и морские инженеры несут ответственность за изучение морской среды с целью проектирования нефтяных вышек и производственных платформ, а также плавучих судов и систем подводных трубопроводов, необходимых в процессе добычи нефти.Инженеры-гидротехники используют гидравлику или использование жидкой энергии для выполнения работ при проектировании тяжелой техники, систем водоснабжения, канализационных сетей, систем управления ливневыми водами, мостов, плотин, каналов, каналов и дамб. Различные подводные аппараты и аппараты с дистанционным управлением, разработанные инженерами, широко используются правительством и научными исследователями и имеют важное значение для открытия глубоководных сообществ и исследования бездонного океана, поскольку они могут достигать глубин, намного превышающих предыдущие спутниковые и судовые технологии.

Сопутствующие мероприятия

Закрытие урока

Задайте студентам те же вопросы для обсуждения, которые задавались перед уроком, но на этот раз ожидайте, что они ответят с уверенностью и представят доказательства своих ответов, используя уравнения, словарные слова и конкретные законы / принципы, изученные на этом уроке.

Кто знает, почему плывут корабли? (Ответ: вес воды, вытесняемой корпусом корабля, больше веса корабля.Попросите учащихся подумать о небольших рыбацких лодках и круизных лайнерах.)

Когда вы плаваете в бассейне, чувствуете ли вы себя легче или тяжелее, чем при ходьбе по Земле? Насколько ты легче? (Ответ: вы чувствуете себя легче в бассейне, потому что кажущаяся потеря веса равна весу воды, вытесняемой вашим телом.)

Кто слышал о термине «гидравлика»? Какие примеры гидравлических устройств? Кто знает, что это значит и как работает? (Ответ: инженеры-гидротехники используют гидравлику или использование жидкой энергии для выполнения работ, проектирования тяжелой техники, систем водоснабжения, канализационных сетей, систем управления ливневыми водами, мостов, плотин, каналов, каналов и дамб.)

Какие еще примеры принципа Архимеда, закона Паскаля и принципа Бернулли вы можете придумать? Можете ли вы придумать какие-либо инженерные приложения, связанные с этими концепциями? (Ответ: концепции закона Паскаля, принципа Архимеда и принципа Бернулли важны в инженерных и технологических приложениях, таких как аэродинамика и гидродинамика, гидравлика, плавучие суда, подводные аппараты, самолеты, автомобили, аэрокосмическое наведение и управление, трубопроводы и транспортные системы, и многие темы исследований, такие как потоки, связанные с океаном, турбулентность, реагирующие потоки, глобальный климат, механика биожидкостей, потоки по магнитным лентам и дискам, геофизические потоки, кинетика систем сгорания и динамика вихрей.)

Словарь / Определения

Принцип Архимеда: любой объект, частично или полностью погруженный в жидкость, испытывает направленную вверх силу, равную по величине весу жидкости, вытесняемой объектом.

Принцип Бернулли: давление в жидкости уменьшается с увеличением скорости жидкости.

плавучесть: способность объекта плавать в жидкости.

выталкивающая сила: восходящая сила, действующая на объект, который частично или полностью погружен в жидкость (равная разнице между весом объекта в воздухе и весом объекта в жидкости).

Плотность: измерение компактности объекта.

жидкость: Текущее вещество (может быть жидкостью или газом).

ламинарный поток: когда частицы жидкости движутся по одному и тому же плавному пути, который называется линией тока.

масса: измерение количества вещества в объекте.

массовая плотность: масса на единицу объема вещества.

Закон Паскаля: давление, прикладываемое к жидкости в закрытом контейнере, одинаково передается в каждую точку жидкости и на стенки контейнера.

давление: измерение силы на единицу площади.

турбулентный поток: когда частицы жидкости движутся неравномерно, вызывая изменения скорости, которые могут образовывать вихревые токи.

объем: измерение объема пространства, которое занимает объект.

Вес: мера силы тяжести на объект.

Оценка

Оценка перед уроком

Вопросы для обсуждения: Задайте учащимся следующие вводные вопросы, чтобы оценить их базовые знания по темам урока. Те же вопросы будут заданы в конце урока.

  • Кто знает, почему плывут корабли?
  • Когда вы плаваете в бассейне, чувствуете ли вы себя легче или тяжелее, чем при ходьбе по Земле? Насколько ты легче?
  • Кто слышал о термине «гидравлика»? Какие примеры гидравлических устройств? Кто знает, что это значит и как работает?

Оценка после введения

Примеры задач: Предложите учащимся решить примеры задач, встроенные в Презентацию жидкостей, как описано ниже.Просмотрите ответы студентов, чтобы оценить их понимание тем урока и определить, какие концепции и уравнения требуют дальнейшего объяснения.

  • Slide 7 : перерисуйте изображение на доске, но измените числа. Например, вес весов должен составлять 15 фунтов, а вес воды в чаше – 7 фунтов. Чтобы проверить понимание учащимися концепции, спросите учащихся, какой вес у них, когда они погружены в воду. Ответ – 8 фунтов.
  • Slide 10 : Попросите учащихся решить вес воды, вытесняемой короной на изображении.Ответ 1,3 кг. Затем нарисуйте ту же диаграмму на доске и обозначьте вес слева как 23,2 кг и попросите учащихся определить значение шкалы справа, если выталкивающая сила составляет 3,7 кг. Ответ – 22,5 кг.
  • Слайд 15 : попросите учащихся решить для P 1 , используя уравнение на слайде 13. Ответ: P 1 = 10 Па. Затем попросите учащихся решить для P 2 и F 2 с использованием отношения P 1 = P 2 .Ответ: P 2 = 10 Па и F 2 = 100 Н.
  • Слайд 18 : Какой рисунок демонстрирует ламинарный поток и турбулентный поток? (A, верхний рисунок с прямыми стрелками, представляет ламинарный поток; B, нижний рисунок с изогнутыми стрелками, представляет турбулентный поток.) ​​Каковы некоторые примеры каждого из различных типов потока? (Примеры ламинарного потока включают медленно текущие потоки и воду, текущую из кранов раковины.Примеры турбулентного потока включают дым от костров или других горящих предметов, течения и бурные потоки.)
  • Слайд 22 : студентам предоставлены примеры чисел для включения в уравнение Бернулли на разной высоте, чтобы они могли узнать, что отменяет (если есть) и как применять уравнение.

Итоги урока, оценка

Отвечая на вопросы для обсуждения с помощью физики: Задайте те же вопросы для обсуждения, которые задавались перед уроком, но на этот раз ожидайте, что студенты ответят уверенно и доказательно, включая уравнения, словарные слова и конкретные законы / принципы, изученные на этом уроке.См. Ответы в разделе «Завершение урока».

Домашнее задание

Практические задачи: Поручите студентам заполнить Рабочий лист практических задач в качестве домашнего задания. Используйте Рубрику решения проблем физики, чтобы просмотреть ответы студентов и оценить их понимание концепций.

Рекомендации

Physics Guide (предварительная публикация). Первые экзамены 2016 г. Организация Международного бакалавриата, 2013 г., стр. 118.(Поскольку механика жидкости не преподается в государственных средних школах, это руководство IB по физике использовалось в основном для учебных целей на этом уроке.) По состоянию на март 2013 г. http://tinyurl.com/msfpep9

Другая сопутствующая информация

Просмотрите центр учебных программ по физике, согласованный с NGSS, чтобы найти дополнительные учебные программы по физике и физическим наукам, посвященные инженерным наукам.

Авторские права

© 2014 Регенты Университета Колорадо; оригинал © 2013 Хьюстонский университет

Авторы

Эмили Саппингтон; Мила Тейлор

Программа поддержки

Национальный научный фонд GK-12 и программы исследований для учителей (RET), Университет Хьюстона

Благодарности

Это содержимое цифровой библиотеки было разработано Инженерным колледжем Хьюстонского университета на основе работы, поддержанной Национальным научным фондом в рамках гранта GK-12 No.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *