2302R007 Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení Specializace: - Rok obhajoby: Anotace

Transkript

1 VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení Název práce: Tlakové ztráty mazacího systému s plastickým mazivem Autor práce: Jiří Milata Typ práce: bakalářská Studijní obor: 2302R007 Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení Specializace: - Rok obhajoby: 2006 Vedoucí práce: Dr. Ing. Lumír Hružík Oponent práce: prof. Ing. Jaroslav Janalík, CSc. Anotace MILATA, J. Tlakové ztráty mazacího systému s plastickým mazivem. Ostrava: Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení, Fakulta strojní, VŠB-TU Ostrava, s. Bakalářská práce, vedoucí: Hružík, L. Bakalářská práce se zabývá tlakovými ztrátami mazacího systému s plastickým mazivem. V úvodu jsou popsány reologické vlastnosti plastických maziv, druhy maziv a popis reologických modelů. V laboratoři na sestaveném stendu pro měření tlakových ztrát plastického maziva byla provedena měření na třech trubkách o různých světlostech. Pro pulzující proudění plastického maziva MOGUL EKO L1 v potrubí byla změřena tlaková ztráta v závislosti na střední rychlosti a byla porovnána s vypočtenou závislosti tlakové ztráty na střední rychlosti pro ustálené proudění dle Binghamova a Bulkley-Herschellova reologického modelu. Dále jsou zpracovány návody do cvičení. Závěr Bakalářská práce se zabývá tlakovými ztrátami mazacího systému s plastickým mazivem. V úvodu bakalářské práce jsou popsané reologické vlastnosti newtonských a nenewtonských kapalin a rozdělením maziv. Poté se zabývám popisem výpočtových reologických modelů dle Binghama a Bulkley-Herschella. Byla provedena měření na experimentálním zařízení při pulzujícím proudění plastického maziva MOGUL EKO L1 pro světlosti trubek d=(6,7; 5,55; 3,6) mm. Tyto naměřené hodnoty tlakové ztráty v závislosti na střední rychlosti byly porovnány s vypočtenou závislosti tlakové ztráty na střední rychlosti pro ustálené proudění dle Binghamova a Bulkley-Herschellova reologického modelu. Tlaková ztráta v potrubí je ovlivněna více faktory, jednak závisí na složení plastického maziva, na teplotě maziva, světlosti potrubí, rychlosti proudění a tixotropním chováním

2 maziva. U sestrojených grafů naměřené hodnoty dobře sledují sklon křivek vypočtených hodnot. Tyto naměřené hodnoty neleží přímo na křivce vypočtených hodnot, protože plastické mazivo MOGUL EKO L1 je silně ovlivněno tixotropií, to znamená, že se reologické vlastnosti maziva mění s časem. Dochází k rozpadu struktury založené na slabých vazbách (iontové, vodíkové, apod.) působením smykového napětí. Tento posun mohl být způsoben jiným prohnětením maziva v agregátu a potrubí, kdy toto mazivo mělo jiný stupeň prohnětení než mazivo, ze kterého se vycházelo při výpočtu. Vyšší hodnota experimentálně stanovené tlakové ztráty oproti výpočtu ukazuje na menší prohnětení plastického maziva, ze kterého při výpočtu vycházíme. Vzhledem k tomu, že při řešení praktických problémů, stupeň prohnětení maziva v mazacím systému nemusí přesně odpovídat stupni prohnětení maziva, ze kterého se vychází při výpočtu jsou výsledky výpočtu dostatečně přesné pro stanovení tlakové ztráty. Dle [1] jsou závislosti tlakové ztráty na střední rychlosti odvozovány pro ustálené prodění, ale experimenty ukazují, že vztahy lze použít i pro pulzující průtok, pokud je amplituda pulsací menší než hodnota stejnosměrné složky průtoku. Měření bylo prováděno při pulzujícím proudění, proto by bylo vhodné do obvodu za hydrogenerátor přidat akumulátor, který by tyto pulsy odstranil, a měření by se mělo opakovat pro ustálené proudění plastického maziva. Tyto naměřené závislosti by měly být opět porovnány s výpočtovými reologickými modely. Výstupy z práce: Deformace vrstev při proudění vazké kapaliny Toková křivka newtonské kapaliny

3 Tokové křivky Toková křivka tixotropní kapaliny Změna viskozity tixotropní látky

4 Rotační rotametr typ CR rotační rotametr typ CS Rozsah měření rychlosti smykové deformace. Reometr Měřící tělíska [14]

5 Různé typy měřících tělísek Měřící stend Popis části agregátu 1 Těleso čerpadla 2 Zásobník maziva 3 Víko nádrže 4 Odvzdušnění 5 Svorník 6 Víko elektromotoru 7 Stírač maziva 8 Pracovní jednotka 9 Vývodní šroub

6 Mazací agregát TRIBOS ACF 02 Měřící vstup K5 pro frekvenční signál Měřící vstup K6 pro frekvenční signál Měřící vstupyk1 a K2 Měřící vstupy K3 a K ma/4-20 ma 0 20 ma/ 4-20 ma Vypínač Grafický displej max. 8 - řádku Místo pro paralelní připojení tiskárny Sériové připojení pro PC zástrčku Pouzdro pro zástrčku 230 VAC/24 VDC Měřící přístroj M5000

7 Snímač tlaku Hydrotechnik Snímač tlak Hydrotechnik Uzavírací ventil Připojení k přístroji M5000 Měřené potrubí Kostky s Minimess přípojkami Mazací agregát TRIBOS ACF 02 Umístění snímačů tlaků Cejchování snímače polohy

8 Bingham Herschell-Bulkley pz [Pa] ,0001 0,0002 0,0003 0,0004 0,0005 0,0006 0,0007 0,0008 0,0009 0,001 v s [m.s -1 ] Závislost tlakového spádu p z na střední rychlosti v s pro světlost trubky d p =5, m podle výpočtových modelů dle Binghama a Bulkley-Herschella Naměřená data zpracována v programu Hydrocomsys pro světlost trubky d p =6, m, napětí mazacího agregátu U agr =6V, vzorkovací frekvenci 10 ms a doba měření 120 s