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   |   УДК: 621.746.628.4

Researches of ring gate runner systems

The description of laboratory ring gate runner system is provided. Results of theoretical and experimental determination of speeds and liquid flow rate depending on quantity of at the same time working feeders are stated. Good coincidence of calculated and experimental data is received.

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  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

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

+ 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

Q

эксп

, см 3

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.
Еще