液壓清洗中的雷諾數(shù)與清洗效果分析

1、 成 果 與 推 廣 w 液壓清洗中的雷諾數(shù)與清洗效果 總 裝 廠范 志 強(qiáng)分析 、 ／尋 弓【 內(nèi)容提要 】本 文就液 壓清洗中的 雷諾數(shù) ，以廈不 同污 染顆粒脫 離壁 面所 需 的液壓 沖洗速度 與清洗 效果進(jìn)行 了分析 。滿足設(shè) 計(jì)技 術(shù)對 系統(tǒng)污 染皮HB5 93 0 — 8 6 ．s ／ A 衄的要 求，時(shí) 公 司液壓清 洗試驗(yàn) 臺的 現(xiàn)狀 及其 清洗流量 的選擇進(jìn) 行 探 甘。供有 關(guān)部 門參考。主 量詞 塑 里 墨墅

2、 飛機(jī)液壓 系統(tǒng)的可靠性和 壽命 ，同系統(tǒng) 內(nèi)部工作腔 及工作油液的清潔度有 著直 接關(guān) 系 。據(jù) 國外資 料統(tǒng)計(jì) ，飛機(jī) 失事 f l O O 0 師是 由于液壓 系統(tǒng) 污染引起 的。液壓元件 間隙的不 同 ，對液壓 油污染級 別的要求也不 同 ，當(dāng) 污物 大小 與液壓 附件部 分 的間隙大小差不 多時(shí) ，磨 損最嚴(yán) 重 。元 件 的 典 塑 ‘ 界 同 障 囊一 袁一 例舉 了個(gè) 別液壓元件 的典型 臨界 間 隙以說明系統(tǒng) 對污

3、染顆粒 尺寸 的要求 。制造與安裝 中進(jìn) 入 系統(tǒng) 的污垢 占60 師 ，而污染物 中，金屬顆粒約 占75 師 ，塵埃 約 占 l 5 師。其它雜 質(zhì)如氧 化物、纖 維、樹脂 質(zhì)等 縛 占10 師 ，通 過以上各 數(shù)據(jù)可 以看 出，對 系 統(tǒng) 中具有伺 服 閥 ( 舵 機(jī)、復(fù)臺 助力器)、柱 塞 泵等 高精度元 件 ，清除工作液 中微小污 染 顆粒 就顯 得非 常重 要。一 、 沖 洗 液 的 雷 諾 數(shù) 與 沖 洗 效 果 系統(tǒng)中液體

4、清除管壁 等表面微粒 的能力 與液體／ 元件 界面 上的有效 能 量 大 小 城 正 28瀛 量系 觳—— 選擇 比。而 清洗液 中／ 元件 所具有 的能量 取 擻 于 流體 微團(tuán)之 間的內(nèi)摩擦力 。我們知道 由液體 牯性 引起的微團(tuán)間 的內(nèi)摩擦力T 一 ±d u ／ d Y( 牛 頓 內(nèi)摩擦 定律 ) ，而流體 微團(tuán)之間相 互 混 雜或具有 脈 動(dòng)速度而 引起 的附 加 切 應(yīng) 力 T=p L( d ud y )， t要比單

5、 純 由粘性 引 起的 內(nèi)摩擦力t 大數(shù)百倍 。在層 流態(tài)狀 時(shí) ，微團(tuán)之 間只存在 內(nèi)摩 擦 力 ， 而 無附加 印應(yīng)力 ， 只有紊 流狀態(tài) 時(shí) 微 團(tuán)之 間才 具有 附加 切應(yīng)力 。為了有 效的清 除 系統(tǒng) 中的微 小污染顆粒 ，清 冼液 必須處 于 素 流狀 態(tài)。而 清洗液中 的雷諾數(shù)決定 著流體 流 動(dòng)狀態(tài)是層流還是紊流 。雷諾 數(shù) 用 R e表 示 。工程 上認(rèn) 為 當(dāng) R e <2 3 2 0 為 層 流 ，當(dāng) 2 3

6、 2 O <Re < 4 00 0 為 過 渡 區(qū) ，當(dāng) Re ≥ 4 0 0 0時(shí) 為 紊流 。雷 諾數(shù) 按下式計(jì)算 ：R e； Yd==式中：R e —— 雷諾 數(shù) j( 1 )v —— 流體運(yùn) 動(dòng) 微度 fV— — 流 速 ；Q— — 流 量 d — — 導(dǎo) 管 內(nèi)徑 ；笛諾 數(shù) 同時(shí)義決定著管路 ( 同徑) 中的 清 ～維普資訊 http://www.cqvip.com 累 與 推 廣 從圖 l 污 染 顆粒 脫離

7、 壁 面所 需 的液 體 平 均 速度與顆粒尺寸 關(guān)系 曲線可 以看 出 ，清洗 掉管壁不 同尺寸污 染顆 粒 ，所 需的清洗液 速 度也不 同。顆 粒尺寸 越小 ，所需流 速越大 。雷諾數(shù) 大小決 定 ( 同清洗 液、 同 溫、 同 管 徑 )平均 速度大小 。對于不 同精度 的系統(tǒng) ，污染度 要求不 同 ，所選擇的平均 速度 ( 雷 諾 數(shù) )也不 同，清 潔度 要求 越高 ，所需平均 速 度 ( 清洗流 量)越大 。由此我們 得到

8、確定清洗 流量應(yīng)遵循 的原 則 1 ．根據(jù)平均速度 和清洗管路 的最 大 內(nèi)徑可計(jì) 算 出清洗設(shè)備所 需流量 。如 系統(tǒng) 污染度 要求 達(dá) 到 HB 5 0 3 0 — 8 6 ，s ／ A級 以下 ，查圖 l ，知 道使 5 微 米顆粒脫離 所 需平均 速度V= 1 0 米 ／ 秒， 再根 據(jù)不 同機(jī) 種，選擇導(dǎo)管 中最大 內(nèi)徑 ，算 出清 洗流 量。2 ．根據(jù)平均 速度和清洗管路 中最 大 內(nèi)徑算 出的流量與飛 機(jī)液壓 系統(tǒng)工 作所

9、需 的額 定流量 相 比較 ，選其大者作為清洗 流量 。三 、 公 司 使 用 清 洗 試 驗(yàn) 臺的 現(xiàn) 狀 公司當(dāng)前 用于y 7 系列 ( y7 、y7 H、 Y7 —2 o o B )、七 零工程 的清洗試驗(yàn)臺 均 為 4 A一6 3 65 5 ／ y7 - 4 1 3 ；早 年生產(chǎn) 用的老型 清 洗試 驗(yàn) 臺為 4 A- 6 3 6 5 5 ／ 4 l 2 。1 ．清洗試 驗(yàn)臺4 A— B 3 6 5 5I2清洗試驗(yàn) 臺4 A-

10、~ 3 6 5 5 ／ 4 1 2 選用 二臺Z B- 8 ，二 臺油 泵 額 定 總 瀛 量 Q=2x1 O = 2 0f 舟 系統(tǒng)導(dǎo) 管的最 大內(nèi)徑 取d =1 ． 4 c m假設(shè) 清 洗油溫 t l =3 o ℃， v l =0 ． 1 6厘泊 ； t2 = 4 0 ℃ ， vz = 0 ． 1 3 厘 泊 ； t0 =5 0 ℃ ，v 3 = 0 ． 1厘 泊三種狀 態(tài)下 ，將 各參數(shù)分 狀態(tài) 代 入 式 ( 1 )、 ( 2

11、)、 ( 3 ) ，并 將計(jì)算結(jié)果 列 表 = 0從表三計(jì)算結(jié) 果可 以看 出 ，當(dāng)使 用老 試 驗(yàn) 臺4 A- 6 3 6 5 5 ／ 4 1 2 清洗 時(shí) ，對于導(dǎo) 管 內(nèi)徑d≥ 1 ． ^ 厘米 內(nèi)的清洗液 雷諾斂在 三種清 洗 油 組 別油( 霽 雋雷 諾 敦流 速 V顰最R e( 米 ／ 秒 )Is o Y ； l2 ( I1 8 9 5 ． 72 ． 1 71 ． 0 124 o “ Cl2 ( I2 3 3 3 ． 22

12、． 1 70 ． 8 435 0 ℃ I2 03 0 3 312 ． 1 706 O· 管內(nèi)層流底層比6 l ， ／ b l ， ／ b ·= 1 ． 6 8 ／ 1 ． i 0 ／ t ． 0溫下 R e <4 0 0 0 ，流 速V=2 ． 1 7 米／ 秒 ，對 照 圖2 — 1 曲線 ，可 以看 出只 髓將污 染顆粒 大 于 2 3 微米 的污垢 沖洗掉 。系統(tǒng)在 額定 流量 ( 二 臺Z B 一 1

13、6 )Q=5 6 升／ 分情 況下工作 ，管壁上 大量2 3 微 米 以下污染 顆粒將脫 落 ，將加重桂 塞泵 機(jī)械 磨損 ，長期運(yùn)行 將增 大泄漏 量 ，減 小泵 的壽命 。2 ．清冼試驗(yàn) 臺^ A- 6 3 65 5 ／ y7 — 4 1 3運(yùn) 七系 列 ( Y7 、Y7 H、YT - 2 o o B ) 及 七零工程 由于系統(tǒng)中精密 附件較 多，特 別 是 七零工程 液壓操縱 系統(tǒng) 中有大量 高 精 度 附 件。倒如 ，剎車 電液

14、伺服 周 、 副 翼余 度舵機(jī) 、平尾余度舵機(jī)、 方向舵復(fù)合 舵機(jī)、平尾 、付 翼助力器等等 ， 它對 系統(tǒng) 的請潔度 要求 很高 。設(shè)計(jì)技術(shù)條件均 要 求 系 統(tǒng) 污 染 度 低 于 HB 5 9 3 o - 8 6 ，8 1 A級 。他們 清洗均使 用 4 A一 6 3 6 5 5 ／ Y7 - & 1 3 清 洗試 驗(yàn) 臺 。4 A- 6 3 6 5 5 ／ Y7 - 4 1 3清洗試驗(yàn) 臺 ，采 用 油泵 Z B 一 1

15、 6 一臺 ，流量 Q=3 6升／ 分 ，采 用 C B 一 4 0 油泵 一臺 ，流 量 Q16 升／ 分 ，總清 洗流量Q=5 2 升／ 分 。1 )Y碣 列液壓 系統(tǒng) 導(dǎo)管內(nèi)徑選d =1 ． 2厘 米 ，分 以下 幾組分 別代入 式 ( 1 )、 ( 2 )( 3 )。( 1 ) Q1 =5 2 升／ 分 ，d1 = 1 ． 2厘 米 ，v l=O ． 1 6 厘 泊 ( 油溫 t =3O = C) 。( 2 )Q： ；5 2