نشتی و تلفات توان

نشتی و تلفات توان

هر سیستم هیدرولیک مقدار مشخصی نشتی دارد. هر نشتی که در یک سیستم هیدرولیک اتفاق بیفتد، موجب کاهش بازده و تلفات توان می گردد. برخی نشتی ها مخصوصا در نظر گرفته شده اند و برخی ناخواسته به وجود می آیند. نشتی ممکن است داخلی، خارجی و یا هردو مورد باشد.

نشتی داخلی

این نوع نشتی به منظور روانکاری اسپول شیرها، شفتها، پیستون ها، یاتاقانها، مکانیزمهای پمپ و دیگر قطعات متحرک در نظر گرفته می شود. در بعضی شیرها، پمپ ها و مکانیزم جبران کننده های هیدروموتورها، مسیرهای نشتی به منظور کنترل دقیق و جلوگیری از نوسان اسپول ها و پیستون ها ساخته می شوند. روغن در نشتی داخلی هدر نمی رود بلکه از طریق خط برگشت ( تخلیه ) یا مسیر مخصوصی که به این منظور در نظر گرفته شده به مخزن بر می گردد.

نشتی داخلی خیلی زیاد باعث کند شدن سرعت عملگرها خواهد شد. تلفات توان با تولید گرما در مسیر نشتی همراه خواهد بود. در برخی موارد با آنکه شیر در وضعبت بسته قرار دارد نشتی اضافی موجب حرکت ناخواسته سیلندر می شود. در مورد شیرهای کنترل فشار و جریان نشتی موجب کاهش کنترل موثر و یا حتی کنترل نشدن فشار و جریان می گردد.

سایش نرمال آب بندها با باز کردن مسیر بزرگتر برای روغن، نشتی را افزایش می دهد. روغنهای با ویسکوزیته کم سریعتر و راحت تر از روغنهای با ویسکوزیته بالا نشت می کنند. بنابراین ویسکوزیته و شاخص ویسکوزیته پارامترهای مهمی برای ایجاد و یا جلوگیری از نشتی داخلی می باشند. با افزایش فشار هم نشتی داخلی افزایش پیدا هواهد کرد. کار کردن سیستم در فشاری بیشتر از فشار پیشنهادی سازندگان قطعات هیدرولیک احتمال نشتی داخلی اضافی و تولید گرما و اثرات مضر آن را به دنبال خواهد داشت.

نشتی خارجی

نشتی خارجی می تواند خطرناک و پر هزینه باشد. نصب و راه اندازی اشتباه و نگهداری ضعیف اولین دلایل بوجود آمدن نشتی خارجی هستند. نشتی اتصالات به دلیل اتصال نامناسب آنها یا به دلیل شوک و ارتعاشات در خطوط اتفاق می افتد. استفاده از بستهای مناسب از در این مورد موثر است. متصل نکردن خطوط تخلیه یا فشار اضافی هم موجب نشتی خارجی خواهد شد.

پیشگیری از نشتی

نصب مناسب، کنترل شرایط عملکرد و نگهداری مناسب می تواند از بروز نشتی جلوگیری کند.

  • نصب

نصب لوله ها و شلنگ ها مطابق با پیشنهاد سازندگان باعث افزایش طول عمر آب بندهای خارجی خواهد شد. نصب مناسب خطوط و اتصالات به منظور جلوگیری از استرس و ارتعاش، اجتناب از زخمی کردن آب بندها هنگام مونتاژ و استفاده از هر ابزار مناسبی که سازنده به منظور جازدن آب بندها پبشنهاد کرده در جلوگیری از نشتی خارجی موثر است.

  • شرایط عملکرد

به منظور تضمین طول عمر آب بندها شما باید شرایط کارکد سیستم را کنترل کنید. قرار گرفتن آب بندهای شفت ( میله پیستون ) در معرض رطوبت، ترکیبات نمکی، آلودگی یا دیگر ساینده ها طول عمر آب بندها را کاهش خواهد داد. همچنین اپراتور باید فشار در محدوده ی پیشنهادی نگه دارد تا در اثر فشار اضافی آب بندها آسیب نبینند.

  • نگهداری

تعویض منظم فیلتر و روغن و استفاده از روغن با کیفیت بالا طول عمر آب بندها را افزایش خواد داد. استفاده از روغن نامرغوب موجب می تواند موجب سایش آب بندها گردد. نگهداری مناسب از ته نشین شدن ناخالصی ها و چرخش آنها در مدار و سایش آب بندهای دینامیک جلوگیری خواهد کرد. هرگز بدون اجازه سازنده روغن از مواد افزودنی در روغن هیدرولیک استفاده نکنید. روانکاری عامل بحرانی در طول عمر آب بندهای دینامیکی می باشد. مواد مصنوعی جذب روغن بالایی نداشته و نیاز دارند که مرتب روغنکاری شوند. سازندگان پیشنهاد می کنند قبل از نصب آب بندها آن را در روغن غوطه ور کنید ( مثلا شب تا صبح). آب بندها را خشک جا نزنید. همیشه آن را قبل از جازدن آغشته به روغن کنید.

تلفات توان

افت در لوله ها

اصطکاک عامل اصلی تلفات انرژی در سیستمهای هیدرولیک است.

سرعت

سرعت سیال در لوله، تیوب یا شلنگ تابعی از دبی روغن و سطح مقطع مجرایی که روغن در آن جریان دارد می باشد. سرعت مجاز در خطوط مکش، فشار و برگشت مطابق جدول زیر می باشد.

با استفاده از فرمول زیر می توان قطر مناسب خطوط انتقال را محاسبه کرد.

افت فشار

اصطکاک بین روغن و دیواره های خطوط انتقال باعث افت فشار می شود. افت فشار از ملاحظلات مهم برای طراحان می باشد. به خصوص در مواردی که طول خطوط انتقال زیاد باشد. با استفاده از روابط زیر می توان افت فشار را محاسبه نمود.

 

در صورتی که عدد رینولدز بدست آمده از رابطه ی بالا کمتر از ۲۳۰۰ باشد، جریان روغن آرام ( laminar )خواهد بود. در صورتی که عدد رینولدز بین ۲۳۰۰ تا ۴۰۰۰ باشد، نوع جریان قابل پیش بینی نیست و اگر عدد رینولدز بیش از ۴۰۰۰ باشد، جریان مغشوش ( آشفته یا turbulent ) خواهد بود. ضریب اصطکاک برای عدد رینولدز کمتر از ۲۳۰۰ از رابطه ی زیر بدست می آید.

در صورتی که عدد رینولدز بین ۲۳۰۰ و ۱۰۰۰۰۰باشد رابطه ی زیر برای محاسبه ی ضریب اصطکاک استفاده می شود.

و افت فشار مطابق با زابطه ی زیر بدست می آید.

جدول تبدیل واحدهای مربوطه در زیر آمده است.

افت در شیرها و اتصالات

افت هد در شیرها و اتصالات از رابطه زیر به دست می آید. K فاکتور افت می باشد که مطابق با جداول زیر است.

 

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *