Исследования кольцевых литниковых систем
Автор: Васенин Валерий Иванович, Богомягков Алексей Васильевич, Шаров Константин Владимирович
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Общие проблемы машиностроения
Статья в выпуске: 4-2 т.15, 2013 года.
Бесплатный доступ
Приведено описание лабораторной кольцевой литниковой системы. Изложены результаты теоретического и экспериментального определения скоростей и расходов жидкости в зависимости от количества одновременно работающих питателей. Получено хорошее совпадение расчётных и опытных данных.
Литниковая система, стояк, коллектор, питатель, коэффициент сопротивления, скорость потока, расход жидкости
Короткий адрес: https://sciup.org/148202273
IDR: 148202273
Текст научной статьи Исследования кольцевых литниковых систем
Время истечения жидкости из каждого питателя составляло 50-200 с в зависимости от количества одновременно работающих питателей, а вес вылившейся из питателя воды около 9 кг. Эти временные и весовые ограничения обеспечили отклонение от среднего значения скорости ±0,005 м/с, не более. Расход жидкости из каждого питателя определялся не менее 6 раз.
Рис. 1. Кольцевая литниковая система
Сначала рассчитаем истечение из питателя IV, когда гидравлическая цепь разомкнута в сечении 16–16 . Это L -образная ЛС. УБ для сечений 1–1 и 20–20 запишется так:
p 1 p 20 v 20
— + H =--+ О— + hi-20
Y Y 2 g , (1)
где р 1 и р 20 - давления в сечениях 1-1 и 20-20 , Н/м2 (равны атмосферному давлению: р 1 = р 20 = Р а ); Y — удельный вес жидкого металла, Н/м3; а - коэффициент неравномерности распределения скорости по сечению потока (коэффициент
Кориолиса); принимаем а =1,1 [5]; g - ускорение свободного падения; g= 9,81 м/с2; v 20 - скорость жидкости в сечении 20-20 , м/с; h 1-20 - потери напора при движении жидкости от сечения 1–1 до сечения 20-20 , м. Эти потери напора
, 2
h 1-20 =
l
Of Zem+X^
2 g V dem J
d
, 2
v
+ a к~ Z +
2 g I
lem - IV dк
+ 2Z + a v20 Zn + X b-2 g I
j
d
^
п J
,
где vem и v5 - скорости жидкости в стояке и в коллекторе в сечении 5-5, м/с; v5=v6=...v 10; Zem, ZK и Zn - коэффициенты местных сопротивлений входа металла из чаши в стояк, поворота из стояка в коллектор и поворота из коллектора в питатель; X - коэффициент потерь на трение; lem - длина (высота) стояка, м; lem-IV - расстояние от стояка до питателя IV, м; ln - длина питателя, м; dem, dK и dn - гидравлические диаметры стояка, коллектора и питателя, м; Z - коэффициент местного сопротивления поворота на 90º из сечения 5-5 в сечение 6-6 и из сечения 9-9 в сечение 10-10. Расход жидкости в системе
Q = v S em = v 5 S = V 20 S .
Выразив скорости vem и v 5 через v 20, получаем из (2)
( 1 к S к ( 1 к 5 к 1
< 1 - 20(20) = Z em + X Sk + Z k + X “ + 2 Z + Z n + X
V d em К S em J V d K JV Sk J d n
где Z i-2 0 ( 20 ) - коэффициент сопротивления ЛС от сечения 1-1 до сечения 20-20 , приведённый к скорости v 20 в питателе IV. Коэффициент расхода системы от сечения 1-1 до сечения 20-20 , приведенный к скорости v 20
А 1 - 20(20)
( 1 + Z 1- 20(20) У
.
Скорость
V 20 = А - 20(20) к 2 gH / a
Для данной ЛС: dem =0,02408 м, lem =0,2675 м, dK =0,01603 м, lem-I =0,251 м, 1ст-11=0,370 м, lem- и т =0,489 м, l m V 0,742 м, d n =0,00903 м, l n =0,0495 м. Значения коэффициентов: X =0,03 [6], Z em =0,12 [7], Z K =0,396 [8], Z =0,885 [8], Z n =0,334 [8]. Результаты расчетов по выражениям (3)-(6) приведены в табл. 1.
Когда питатель IV находится в кольце, то УБ будет в виде (1). Однако течение идет по параллельным коллекторам 5-8-10 и 16-13-11, потери напора в них не суммируются, а берется одна из них. Так как v em = v 20 S n / S em , а v 5 = v 20 S n /2 S k , то (2) преобразуется к следующему виду:
( 1 к2 а 2 ( . 1 к 5 к 1
Z 1 - 20(20) = Z em + X "Г 7Г +ZL5(5) + X + 2 Z хк + Z n + X ~k
V d em Jv S em J V d K JV 2 S k J d n
где Z 4 -5 ( 5 ) - коэффициент сопротивления на деление потока в сечении 4-4 между сечениями 5-5 и 16-16, отнесенный к скорости v 5. Этот коэффициент подсчитываем по следующему соотношению из справочника [7]:
Zd = 1 + 1,5( vomd/v )2
( v omd / v ) 2 , (8)
где v - скорость жидкости до деления потока, м/с; vomd - скорость жидкости в одном из каналов после деления потока, м/с. Чтобы найти Z4—5 (и равный ему ζд4-16), запишем очевидное равенство vemSem=2v5Sk=2v 16SK, из которого получается, что v5/vem=Sem/2SK=1,128278 - это и есть отношение vomd/v в формуле (8). Тогда по (8) находим, что Z4-5=Z4-16=2,285538. Результаты расчетов по соотношениям (7), (5), (6) и (3) - в табл. 1. Как видно, замыкание кольца привело к уменьшению коэффициента сопротивления Z1-2о<2о) с 0,865 до 0,644. Стало 2 потока жидкости, скорость в коллекторе упала в 2 раза, а потери напора в коллекторе на трение и в местных сопротивлениях уменьшились в 4 раза.
Таблица 1. Характеристики ЛС при работе одного питателя
Рабо таю щие пита-тели |
Характеристики системы |
||||
z |
P |
r / v 3Kc” , м/с |
Q / Q эксп см 3 /с |
Q o ", % |
|
J ** |
0,684 |
0,771 |
1,961 1,932 |
125,59 123,75 |
+1,52 |
I |
0,631 |
0,783 |
1,992 1,976 |
127,60 126,51 |
+0,86 |
II ** |
0,706 |
0,766 |
1,948 1,925 |
124,76 123,26 |
+1,22 |
II |
0,634 |
0,782 |
1,991 1,995 |
127,48 125,19 |
+1,83 |
III ** |
0,729 |
0,761 |
1,935 1,904 |
123,95 121,97 |
+1,62 |
III |
0,637 |
0,782 |
1,989 2,010 |
127,37 128,71 |
-1,04 |
IV ** |
0,865 |
0,732 |
1,863 1,822 |
119,31 116,66 |
+2,27 |
IV |
0,644 |
0,780 |
1,984 2,024 |
127,07 129,63 |
-1,97 |
Примечание: * - Q 0 =(Q - Q^yQ”™; ** - гидравлическая система разомкнута в сечении 16–16
Характеристики работы только питателя III в разомкнутой в сечении 16-16 гидравлической системе находим по соотношениям (3)-(6), заменив в (4) lcm-IV на lcm-III , а 2 Z на Z ; см. табл. 1. Когда питатель III находится в кольце, то потери напора в параллельных трубопроводах 5-7-8 и 16-13-9 не суммируются и они равны друг другу. Поэтому давление р 8 в сечении 8-8 равно давлению р 9 в 9-9 , а перетекания жидкости из сечения 8-8 в сечение 9-9 или из 9-9 в 8-8 нет. УБ для сечений 4-4 и 19-19 (по пути через сечения 5-5 ,...8-8)
Р 4 । a v cm
Y
2 g
__ fд । J lcm - III
= - 4-5(5) + Л^-
V d k
\
v
l
X
+ vL + z + Л ' + 1а vi + pa
2 g
V
d
п
2 g
Y
.
УБ для сечений 4-4 и 19-19 (через сечения 16-16 ,...9-9)
Р 4 +
Y
2 g
= Z - 16(16)
V
. 1 lcm - III (16 - 9)
+ Л-------
d к
X
l
X
v
p
+ 3Z a + Z + Л ± + ' V9 + Ра
2 g
V
d
” 7
2 g
Y
.
Левые части выражений (9) и (10) равны. Приравниваем правые части и после преобразований получаем ( lcm-III ( 16-9 ) =0,995 м):
v 5
= v 16
Z -16(16) + 4,517134
Z -5(5) + 1,800159
Понятно, что Z 4-5 ( 5 ) ^ Z 4-16(16) ; эти коэффициенты зависят - см. формулу (8) - от отношения скоростей v 5/ vcm и v 16/ vcm , которые неизвестны. Предположим, что v5 =1,1 v 16. Тогда vcmScm = = ( v 5+ v 16) Sk = (1,1 v 16 + v 16 ) S k =2,1 v 16 S k . Отсюда v 6 v cm = S cm /2,1 S k . По (8) находим: Z 4-16 ( 16 ) -2,366058. Так как v 5 =1,1 v 16 , то V 16 =0,909091 v 5 . v cm S cm = ( v 5 + v 16 ) S k =( v 5 +0,090901 v 5 ) S k = 1,909091 V 5 S к . И v 5 / v cm = S cm / 1,909091S к =1,182005. По (8) определяем:
Z 4-5 ( 5 ) =2,215750. Подставляем найденные значения Z 4-5(5) и Z 4-16(16) в (11) и получаем: v 5 =1,309191 v 16. А мы задавались v 5=1,1 v 16. Делаем следующее приближение - v 5=1,309191 v 16 - и повторяем расчёт. После ряда приближений при заданном v 5=1,350291 v 16 получаем по расчёту v 5 =1,3502911 v 16. Расчёт этого отношения можно закончить, так как разница между заданным и рассчитанным значениями v 5/ v 16 составляет всего 0,0000001. При этом у 4-5(5) =2,094972, £ 4-16(16) =2,584805, а v 16 =0,740581 v 5 , v cm = v 19 S „ / S cm , ( v 5 + v 16 ) S k =( v 5 +0,740581 v 5 ) S k =1,740581 v 5 S k = v 19 S n .
Или v 5= v 19 S n /1,740581 Sk . Коэффициент сопротивления ЛС от сечения 1-1 до сечения 19-19 , приведённый к скорости v 19 в питателе III [(см. зависимости (2), (7) и (9)]
Z 1 - 19(19) =
V
ir z +2 -lcm-cm , dcm 7V
S п
S cm 7
+ е д - 5<5)
V
+ Л 1 c-m - III
dк
+ z
7V
S п
1,740581 S K 7
+ z + Л lj a п
.
Результаты расчетов по (12), (5), (6) и (3) приведены в табл. 1. Как видно, замыкание кольца привело к уменьшению коэффициента сопротивления ζ 1-19(19) с 0,729 до 0,637. Появление параллельного коллектора привело к падению скоростей в каждой из линий, к снижению потерь на трение и в местных сопротивлениях, что и вызвало уменьшение ζ 1-19(19) , рост μ 1-19(19) , v 19 и Q 19 по сравнению со случаем, когда питатель III работал при разрыве кольца в сечении 16–16 .
Когда в гидравлически замкнутой ЛС работают питатели II и III (см. рис. 1), в питатель III поступает жидкость из сечений 8–8 и 9–9, а в питатель II – только из сечения 7–7, да и то не вся. В рассматриваемом кольце имеются два разных потока: один против часовой стрелки (16–13–9), другой – по часовой стрелке (5–6–7– 8). Движение жидкости в сечении 8–8 – справа налево. В данном случае при работе двух питателей это определяется легко. Потоки встречаются на входе в питатель III в точке A (рис. 2), которая называется точкой водораздела или ну- левой точкой [5, с. 216-217]. Мысленно разрезаем наше кольцо по намеченной линии водораздела и получаем сеть, изображенную на рис. 2. Далее по обычным формулам подсчитываем потери напора для линии 1–16–13–9–19' h1-16-9-19′ и для линии 1–5–8–19'' h1-5-8-19′′. После этого сопоставляем между собой две найденные потери напора. Если h1-16-9-19′=h1-16-9-19′′, то заключаем, что напоры в точках A′ и A′′ будут одинаковыми, что и должно быть, поскольку точки A′ и A′′ представляют собой физически одна точку A. Следовательно, получив указанное равенство, можем утверждать, что мы правильно задались величинами расходов Q7, Q8 и Q9. Если указанное равенство не получается, то приходится изменять величины этих расходов, а иногда и переносить точку водораздела, например, в точку B – в точку входа жидкости в питатель II (см. рис. 2). При этом обращаемся ко 2-й, 3-й и последующим попыткам, добиваясь того, чтобы приведенное выше равенство было выдержано с нужной точностью. Составим УБ для сечений 1–1 и 18–18 (для пути через сечения 2–2,… 5–5,… 7–7)
Я । p a ; lcm ~ Vc— । дд , 1 l c— - II
+-- = Zc— + ^с- а ст- + Z4-5(5) + X , y d 2g I d
• cm 7 g к
+Z'7
v 2
а — +
2 g
Z18 + X ^ + 11а V + p, I dn 7 2 g Y
и для сечений 1–1 и 19–19 (для пути через сечения 2–2 ,… 16–16 ,… 13–13 ,… 9–9 )
l
h+p" = Zc— + Xl—
\
Y
к
d , ст
а
v
vст д
+ Z 4-16(16)
2 g
к
_|_ ^ lc— - III (16-9) _|_
d
к
где ζ 18 – коэффициент сопротивления на ответвление части потока из сечения 7–7 коллектора в питатель II с выходным сечением 18–18 . Потребуется также подсчитывать ζ 8 – коэффициент сопротивления на проход жидкости из сечения 7–7 в сечение 8–8 при ответвлении части потока из сечения 7–7 в питатель II. ζ 18 находим по соотношению [9, с. 112-115]
Zo—B =[1 + t(Vn I vK У ]/(Vn I vk У
,
\
а ζ 8 – по следующей зависимости
Zn= 0,4(1 - Vnp 1VK ^/(vnp 1VK )
,
\
3Z а V1A + Z + Xm + 1а V^ + Ра
2 g
к
l
v
p
d
п
2 g
Y ,(14)

Рис. 2. Схема для расчета при работе питателей II и III
где v к и v пр – скорости металла в коллекторе до и после ответвления части потока в питатель, м/с; v n – скорость жидкости в питателе, м/с; τ – коэффициент. Для нашего случая при S n / S к =0,317 τ =0,15. Коэффициент ζ пр получается приведенным к скорости проходящего потока v пр , а ζ отв – к скорости в питателе v n .
Запишем очевидные равенства:
Q = Q c— = V c— S c— = Q 5 + Q 16 = V 5 S k + V 16 S к =
= Q 18 + Q 19 = V 18 S n + V 19 S n
Q 8 = V 8 S k = Q 7 - QX 8 = V 7 S k - V 18 S n , Q 19 = V 1 S n = Q 8 + Q9 = V 8 S k + V 9 S k
Как видно, у нас 3 уравнения - (13), (14), (17) - и 6 неизвестных величин скоростей vcm , v 5, v 8, v 16, v is , v 19 и двух коэффициентов Z 8 и Z 18 , зависящих от отношений v 8/ v 7 и v 18/ v 7, которые тоже неизвестны, см. формулы (15) и (16). Казалось бы, задача не поддается решению. Поступим таким образом. Введём следующие обозначения: v 18/19 = v 18 / v 19 , X = v 8 / v 7 , У = v 5 / v 16 . А Q 8 = xQ 7 , v 7 = v 8 / X , Q 16 = Q 5 / У , v 16 = v 5 / у , v 5 = v 6 = v 7 , v 9 = v 10=.. = v 15 = v 16 .
Расход жидкости в системе
Q = ( v 18 + v 19 ) Sn = ( v 18/19 v 19 + v 19 ) Sn =
= v 19 ( V 18/19 + 1 ) Sn = v 19 Snp (19)
где S np (19) = ( 1 + v 18/19 ) Sn - приведенная к скорости v 19 - площадь питателей (учитывает работу обоих питателей). А vcm = v 19 Snp ( 19 ) / Scm. Аналогично записываем:
Q = ( V 18 + v 19 ) 5Я
v„ +
V v 18/19 )
S,
= V18 1 +
-1-
V 18/19 )
Sn = V 18 Snp (18)
где S np (18) =[ 1 + I S n - приведенная (к скорости v 18) площадь питателей. И vcm = v 18 Snp ( 18 ) / Scm . Име-
V v 18/19 )
ем также:
Q v cm Scm
= (v5 + v16 ) Sk =
v
V 5 + T S
V y)
к
= v 5
V
1 + 1 1 S y )
к
v 5
У S cm =v У Snp (18) 1 + yS k 181 + y S k
Теперь выражение (13) можно записать так:
H = a v8
r
2 g V
£ + 2 -l^- cm d u cm )
S cm )
+ Zt5(5) V
+ ^ / ст - т/.
d
к
+z
yS пр (18)
(1 + У ) S к )
+ Z 18 + 2 , + 1
d п
Выражение в квадратных скобках (за исключением “1”) - это коэффициент сопротивления системы от сечения 1-1 до сечения 18-18 Z 1- 18 ( 18 ) . Принимаем (произвольно): x = v 8/ v 7=0,4, У = v 5 / v 16 =1,6, v 18/19 =1. При x =0,4 Z 8 =0,9, а Z 18 =0,429714, см. формулы (15) и (16). Для у =16 по (8) находим, что Z 4-5 ( 5 ) =2,018579, а Z 4-16 ( 16 ) =2,827562. Результаты расчетов: Z i-18(18) =1,178541, ц 1-18(18) =0,677512, v 18 =1,723946 м/с, Q 18 =110,405056 10-6 м3/с.
Для питателя III (линия ^-16-19 ) действительны следующие соотношения:
Q = v cm S cm = ( v 5 + v 16 ) Sk = ( yv 16 + v 16 ) Sk = v 16 ( У + 1 ) Sk
V , = Vo = V 16 9 ст
1 S ст
1 + У S k
= V 19
1 Sпр (19)
1 + У S k
И выражение (14) будет выглядеть так:
H = a v 9
2 g V
Z cm + 2 lir a ст
" S np (H9)
V S cm
12 < .
I + Z 4 g -16(16) + 2
V
l cm - III (16-9) d к
S np (19) 1 + Z + 2 l^- + 1
(1 + у ) S к ) n" d n
J . (19)
Выражение в квадратных скобках (за исключением “1”) - это коэффициент сопротивления системы от сечения 1-1 до сечения 19-19 (для линии 1-16-9) Z1-19(19). Подсчитываем: Z1-19(19) = =0,971933, ц 1-19(19)=0,712121, v19=1,812009 м/с, Q19=116,044835 10-6 м3/с. Расход в системе Q=Q18+Q19=222,582933 10-6 м3/с. vст=QIScm = +0,488753 м/с. Q5=Qy/(1+у)=136,974112 10-6 м3/с, v5=Q5/Sk=0,678706 м/с. Q16=Q/(1+у)=85,608820 10-^ м3/с, v 16=Q16/Scm=0,424191 м/с. Значения отношений x=0,4, y=1,6 и v18/19=1 были взяты произвольно. Предположим, что в результате расчётов у =1,6 и v 18/19=1 не изменились. Найдем x. Расход Q8=Q5 - Q18=26,569057 10-6 м3/с, а скорость v 8=Q 8/Sk=0,131649 м/с. Отношение x=v8/v7=v8/v5=0,193971. А мы задавались x=0,4.
В системе должно быть следующее равенство: p 9= p 8 Проверим это соотношение. Составим УБ для сечений 1-1 и 8-8 :
H + pi =
Y
/
V
л bm_\a vcm +
Z ст 7 a ^
ст g
-
V
+ xl cm z I L d к
+ Z l a — + J 2 g
Z + X — + 1 1 a ' 82 + p
V 8 d k J 2 g Y
где l – расстояние между питателями II и III; l =0,119 м. Заметим, что p 8 ≠ p a . Запишем (20) так:
H = P 8 P a = H —
Y
/
V
Cm + X-l^ la d l 2g ст g
—
гд + x lcm—II — z4—5(5) + X d + z Ja 2g
—
/
V
l 1 - 2
Z y + X + 1 1 a .
8 2 d k ) 2 g (21)
Подсчитаем по формуле (16) ζ 8 для отношения x =0,193971: ζ 8 =6,906939. Все величины в (21) известны. Находим, что H 8 =0,256159 м. Составим УБ для сечений 1–1 и 9–9 (линия 1–16–9 ):
2 —1П.,2
H + p" = Zcm + Xl^^ av^m + Zd—I6(i6) + XCm——111 (16—9)----- + 3Z + 1a+
Y V dcm ) 2 g V dk J 2 g Y p9≠pa. Выражение (22) запишется следующим образом:
Tj _ P 9 pa IJ । 1 lcm vTcm дд -j cm——UI(16—9) C2 д i
H 9 =------= H — z cm + ^ T" a,— z 4 — 16(16) + X -----------+ 3 Z +1 a ■;;-.
Y V dcm J 2 g V dk J
Определяем по (23): H 9 =0,272746 м. Напор H 9 в сечении 9–9 больше напора H 8 в сечении 8–8 на 0,016587м. В данной ЛС с одним стояком и двумя работающими питателями это невозможно. Поэтому задаемся следующими величинами: x = v 8 / v 7 =0,193971, y = v 5 / v 16 =1,6 и v 18 / v 19 =1. Получаем: H 9 – H 8 =0,017906 м, x =0,180700, v 18 /v 19 =0,116880.
Действуя таким образом, получаем, что при x =0,1391059, y =1,43712931 и v 18 / v 19 =1/03108789. H 9 – H 8 =–2,2, 10-9 м. При этом по расчету x =0,13910596, а v 18 / v 19 = =1,03108791. По-видимому, разность H 9 – H 8 можно привести к любой наперед заданной бесконечно малой величине, хотя в системе неизвестных больше, чем уравнений. Понятно, что разность напоров в 10–9 м бессмысленна. Нужно было убедиться в работоспособности предлагаемой методики расчета.
Поступая аналогичным образом, находим характеристики ЛС при разном количестве работающих питателей (табл. 2). Как следует из табл. 1 и 2, отличие опытных данных от расчетных невелико (maх 2,5% по расходу в ЛС и max 5,5% по расходу в питателе) и даже ставит под сомнение результаты работы. Хотя это отмечалось и при исследовании ЛС, перечисленных в начале статьи. Но ошибок ни в расчетах, ни в постановке экспериментов, ни в обработке опытных данных найдено не было. Даже на такой сложной ЛС как кольцевая, УБ не дает каких-либо сбоев и вполне согласуется с опытными данными. По-видимому, УБ можно использовать при расчетах систем с переменным расходом (массой). По крайней мере, для ЛС это доказано экспериментально. Впечатляет ЛС из питателей I–III, когда по линии 16–13–9 нет раздачи потока, и он целиком подходит к питателям III и II, а точка водораздела находится в B (см. рис. 2).
Как видно, по предлагаемой схеме можно решать систему, когда число неизвестных превышает число уравнений. Вначале произвольно задаемся множеством неизвестных величин, вроде бы не связанных друг с другом (для питателей I–III это v 17 / v 18 , v 18 / v 19 , v 5 / v 16 , v 7 / v 6 , v 8 / v 9 ). И получение заданной величины разности H 8 – H 7 при подборе перечисленных величин ведет к решению системы уравнений, описывающих работу данной ЛС. То есть УБ «перемалывает» все таким образом, что разность давлений справа и слева около нулевой точки стремится к нулю только при определенных значениях других величин. Попытки сделать его равным 0 только за счет какого-то одного фактора предпринимались, однако остальные факторы – заданные в начале и получившиеся в результате расчета – становились неприемлемо разными. Нужно менять все влияющие на работу ЛС факторы. А экспериментально процесс истечения жидкости устанавливается очень быстро, за 3-5 с, даже при резком «перекосе» в системе, когда работают, например, питатели I–III и VII. Питатели «знают» свою скорость истечения жидкости. По-видимому, происходит нечто такое, что ещё предстоит понять. Здесь потребовалось рассчитывать приведенные площади для всех питателей, например, S пр(17) , S пр(18) и S пр(19) при работе питателей I–III. В исследованных ранее ЛС можно было находить приведенную площадь питателей только для скорости в жидкости в одном из питателей.
Таблица 2. Характеристики ЛС при работе нескольких питателей
Работающие питатели |
Характеристики системы |
|||||||
ζ 1-19(19) |
μ 1-19(19) |
v 19 эксп v 19 , м/с |
v 18 эксп v 18 , м/с |
v 17 эксп v 17 , м/с |
Q 19 эксп Q 19 , см 3 /с |
Q эксп , см 3 /с |
Q 0 , % |
|
II, III* |
1,530 |
0,629 |
1,600 1,626 |
1,514 1,547 |
102,46 104,13 |
199,36 203,21 |
–1,89 |
|
II,III |
1,105 |
0,689 |
1,754 1,770 |
1,808 1,752 |
112,32 113,35 |
228,13 225,56 |
+1,14 |
|
I, III* |
2,470 |
0,537 |
1,366 1,374 |
1,292 1,319 |
1,128 1,166 |
87,48 87,99 |
242,42 247,10 |
–1,89 |
I, III |
1,639 |
0,616 |
1,566 1,525 |
1,556 1,558 |
1,514 1,455 |
100,30 97,66 |
296,92 290,62 |
+2,17 |
I, III, VII** |
2,365 |
0,545 |
1,387 1,390 |
1,432 1,362 |
1,301 1,207 |
88,83 88,99 |
358,08 349,29 |
+2,52 |
I, III, V, VI*** |
3,031 |
0,498 |
1,267 1,256 |
1,259 1,209 |
1,119 1,098 |
81,16 80,42 |
390,23 384,96 |
+1,35 |
I VII**** |
4,775 |
0,416 |
1,059 1,004 |
0,945 0,954 |
0,811 0,830 |
67,81 64,31 |
427,68 422,62 |
+1,20 |
Примечание: * - гидравлическая система разомкнута в сечении 16–16 ; ** - v 23=1,471 м/с, v 23 эксп =1,433 м/с; *** - v 21 =1,291 м/с, v 21 эксп =1,277 м/с, v 22 =1,157 м/с, v 22 эксп =1,171 м/с; **** - ζ 1-20(20) =4,904; μ 1-20(20) =0,412, v 20 =1,047 м/с, v 20 эксп = 1,024 м/с
Выводы: впервые теоретически и экспериментально исследована кольцевая литниковая система. Получено хорошее соответствие рас- 5.
четных и опытных данных. Для теоретического исследования таких систем создана и зарегист- . рирована в государственном реестре программа для ЭВМ [10].
Список литературы Исследования кольцевых литниковых систем
- Васенин, В.И. Особенности расчета расхода металла в литниковых системах//Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 1988. № 1. С. 103-106.
- Васенин, В.И. Расчет расхода металла в разветвленной литниковой системе//Литейное производство. 2007. № 4. С. 5-8.
- Васенин, В.И. Исследование комбинированной литниковой системы/В.И. Васенин, А.В. Богомягков, К.В. Шаров//Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 2012. Том 14, № 3. С. 77-81.
- Патент РФ на полезную модель № 114894 от 5.12.2011 “Стенд для исследования литниковых систем”/В.И. Васенин, А.В. Богомягков, К.В. Шаров//Изобретения. Полезные модели. 2012. № 11. С. 49.
- Чугаев, Р.Р. Гидравлика. -М.: изд-во «Бастет», 2008. 672 с.
- Токарев, Ж.В. К вопросу о гидравлическом сопротивлении отдельных элементов незамкнутых литниковых систем//Улучшение технологии изготовления отливок. -Свердловск: изд-во УПИ, 1966. С. 32-40.
- Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. -М.: Машиностроение, 1992. 672 с.
- Васенин, В.И. Исследование местных сопротивлений литниковой системы/В.И. Васенин, Д.В. Васенин, А.В. Богомягков, К.В. Шаров//Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 2012. Т. 14, № 2. С. 46-53.
- Меерович, И.Г. Гидродинамика коллекторных систем/И.Г. Меерович, Г.Ф. Мучник. -М.: Наука, 1986. 144 с.
- Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012615883 от 27.06.2012 “Расчет кольцевой литниковой системы”/В.И. Васенин, А.В. Богомягков, К.В. Шаров//Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем. 2012. № 3. С. 128.