Расчёт рекомендуемого диаметра гидравлических трубопроводов.
Подбор диаметра гидравлического трубопровода предполагает выбор внутреннего диаметра, обеспечивающего требуемый расход при допустимой скорости потока с исключением кавитации на стороне всасывания, потерь давления на напорной стороне и аэрации в сливной линии. Данный калькулятор определяет номинальный диаметр трубы по расходу и допустимой скорости для каждого участка: всасывающего, напорного и сливного. Применяется при проектировании системы или модернизации существующей линии под увеличенный расход.
Требуемое сечение A = Q / v, где Q — расход, v — расчётная скорость. Для гидравлического масла рекомендуемые диапазоны скорости: 0,6–1,2 м/с на всасывании, 3–5 м/с на напорных линиях, 2–3 м/с на сливе. Внутренний диаметр D = √(4 × A / π). Калькулятор выполняет пересчёт в стандартный номинальный диаметр по системам NPS или DN на основе сортамента Schedule 40, затем проверяет, что фактическая скорость остаётся в допустимом диапазоне. Скорость на всасывании наиболее критична: при скорости выше 1,5 м/с давление на всасывании может упасть ниже NPSH_т насоса, вызывая кавитацию, шум и эрозию. Превышение скорости на напорной стороне увеличивает потери на трение пропорционально v². Повышенная скорость в сливной линии вызывает вихреобразование в баке с захватом воздуха и ускоряет окисление масла.
Конструктор гидростанции, которому нужно подать 60 л/мин к пластинчатому насосу, выбирает трубу 1 дюйм по Schedule 40 (внутренний диаметр 26 мм), обнаруживает, что скорость 1,9 м/с превышает допустимую для всасывания, и переходит на трубу 1,25 дюйма (внутренний диаметр 35 мм), где скорость снижается до 1,0 м/с.
Изготовитель оборудования, увеличивающий расход системы с 30 до 50 л/мин, проверяет существующую напорную линию 1/2 дюйма, вычисляет скорость 6,5 м/с (выше допустимой) и рекомендует замену на трубу 5/8 дюйма, чтобы скорость не превышала 5 м/с и не было потерь на трение.
Инженер-механик, расследующий причину пенообразования в баке, измеряет скорость 4 м/с в сливной линии 3/4 дюйма, переходит на линию 1 дюйм (2,2 м/с) и устраняет захват воздуха без вмешательства в контуры охладителя и фильтра.
Запас NPSH_т насоса установлен производителем из расчёта скорости на всасывании ниже 1,2 м/с. При большей скорости давление на входе падает ниже давления насыщения, вызывая кавитацию, шум и повреждения.
Нет. Напорные гидравлические трубопроводы должны быть стальными или из нержавеющей стали. Пластик и ПВХ не рассчитаны на рабочее давление (200+ бар) и могут разрушиться катастрофически. Армированные резиновые шланги допускаются в соответствии с SAE J517.
Толщина стенки определяет допустимое рабочее давление, а не расход. Для напорных линий при давлении 200+ бар необходим сортамент Schedule 80 или выше. Внутренний диаметр, по которому производится расчёт расхода, уменьшается с увеличением толщины стенки, поэтому всегда проверяйте фактический внутренний диаметр относительно номинального по Schedule 40.