cuplaje hidrodinamice

8/13/2019 cuplaje hidrodinamice

1/13

Universitatea Politehnica din Timioara

Facultatea de Mecanic

Catedra de Maini Hidraulice

GRANTUL CNCSIS PNII IDEI COD 929/2008

CONTRACTUL DE CERCETARE NR. 679/19.01.2009

TRANSMISII HIDRODINAMICE INTELIGENTE

Faza finala 200

SINTEZ

!irectorul "roiectului#

$l% dr% in&% 'driana $ida M'()'

)chi"a de cercetare #

Prof% dr% in&% Mircea *+,-.+/'(%.%dr%in&%)u&en !1*(!+dr%in&% !aniel Ctlin $T,13T+stud% mast% in&% .aurentiu M3,C)'stud% mast% in&% .aurentiu !aniel C+.3(


2/13

200

Introducere

Tematica a4ordat 5n cadrul "rezentului "ro&ram de cercetare se 5ncadreaz5ntre tendin6ele mondiale 5n domeniu% 'ceast cercetare se refer la mi7loacele de

trans"ort 5n s"ecial i la a&re&atele i utila7ele fi8e i mo4ile ce func6ioneaz 5n condi6iidinamice dificile i 5n "rezen6a unui mediu fluid 4ifazic%

,eferitor la "rezentul "roiect de cercetare tiin6ific se "ot sintetiza c9tevatendin6e i "reocu"ri tiin6ifice "e "lan mondial 5n le&tur cu transmisiilehidrodinamice#

: analiza numeric "rin metodele dinamicii fluidelor com"uterizate 5n mediulmonofazic a evolu6iei curentului lichid;

: msurtori de viteze i "resiune adic &eneratoare de ener&ie hidraulic :


3/13

"om" hidrodinamic i cel "u6in o main este motoare> denumit tur4in hidraulic :consumatoare de ener&ie hidraulic%

$istemele hidrodinamice de transmitere a micrii transform ener&ia mecanic asursei de ener&ie cinetic a unui lichid vehiculat 5ntr:un volum 5nchis la "resiuni relativ

mici i viteze mari> 5ntre o "om" i o tur4in> "e care o transform din nou 5n ener&iemecanic la nivelul destina6iei> adic utilizatorului%

Fluidul de lucru e8ecut 5n s"a6iul de lucru dou feluri de micri# conform"rocesului de circula6ie 5n circuit 5nchis "arcur&e coroanele "aletate aderen6 la su"rafe6ele solide> "unct de

a"rindere ridicat> v9scozitate invaria4il cu tem"eratura% 'cesta este folosit i calu4rifiant> cel mai des utilizate sunt uleiurile minerale%

Transmisii hidrodinamice "ot fi#

Cuplaje hidrodinamice# sunt dis"ozitive sim"le% $e com"un dintr:un rotor de"om"a si unul de tur4ina intr:o carcas comun% Pom"a este actionat de un motor iartur4ina de lichidul care circul "rin cu"la7%

Transformatoare hidrodinamice# se comun dintr:un rotor de "om"> unul detur4ina si un a"arat director% Prin intermediul a"aratului director se realizeaz diferite

conditii de cur&ere a fluidului "rin "om" si "rin tur4in> deci acestea vor avea turatiidiferite% !e re&ul> "om"a are turatie mai mare si moment mai mic dec9t tur4ina%-eometria circuitului si a a"aratului director "recum si ordinea de cur&ere a lichidului"rin acestea de"ind de destinatia transformatorului si de domeniul de modificare are&imului de lucru%

)8ist dou scheme de 4az ale cur&erii lichidului "rin transformator%A% Circulatia lichidului "e traseul "om" B tur4in : a"arat director2% Circulatia fluidului "e traseul "om"a B a"arat director B tur4in

@n transformatoare rotorul de tur4in si cel de "om" se rotesc 5n acelasi sens%

Pentru a realiza un ra"ort de transmisie mai mare sau "entru a realiza o ada"taremai 4un la schim4area re&imului de lucru se fac transformatoare cu mai multe tre"te%)le au mai multe rotoare de tur4ina si a"arate directoare> si de re&ula> un sin&ur rotor de"om"%

Circuitul hidraulic se 5nchide cu rotorul "om"ei%


4/13


5/13

%

e8tins la volumulde fluid D> considerat fi8> este dat de varia6ialocal a lui P e8tins la D> la care se adau&transferul "ro"riet6ii P "rin frontiera $ a lui D#

Particularizarea pentru cazul curgerii irotaionale a unui fluid vscos newtonianincompresibil aflat n micare permanent n circuitul hidraulic al turbotransmisiilor

hidrodinamice

Prin structura sa func6ional> 5n tim"ul cur&erii "rin circuitul hidrodinamic al uneitransmisii hidrodinamice> tem"eratura se men6ine cvasi constant> nee8ist9nd influ8 de

cldur> datorit circuitului de rcire% Ca urmare a acestui fa"t> at9t densitatea c9t iv9scozitatea vor fi> de asemenea> cvasi constante%

,ela6iile dinte tem"eratur i v9scozitate> ecua6ia de stare i ecua6ia ener&iei devinnesemnificative 5n "rocesul de transmitere a ener&iei 5n tur4otransmisie%

Dor rm9ne> deci> ca semnificative> ecua6ia de continuitate i ecua6ia de micare lacare se adau& ecua6iile "resiunii> de transfer a masei i ener&iei "e tu4uri de curent>

Fig. 2. Segmentul de tub de curent


6/13


7/13

re&imul nominal de func6ionare% )ste im"ortant s studiem acest "roces "entru a evalua"arametrii nominali utiliza6i "entru ale&erea motorului electric i a elementelortransmisiei% 'ceasta include calculul intervalelor de "ornire ale motorului electric deantrenare dar suficient de lun& a mecanismului de e8ecu6ie%

Pentru a estima 5ncrcarea termic i mecanic a elementelor mecanismului deantrenare este necesar s urmrim modificarea cu"lului mecanic la intrare i ieire>vitezele un&hiulare la intrare i ieire i "ierderile de "utere 5n func6ie de tim"ul de

accelerare%)ste "osi4il s determinm "erioada re&imului de "ornire rezolv9nd modelul

matematic al motorului de antrenare% 1ricum este necesar s definim sistemul deantrenare 5nainte de a formula modelul matematic%

Caracteristicile de cu"lu ale mecanismului de antrenare arat c valoarea cu"luluitre4uie adus la mecanismul de e8ecu6ie "entru rota6ia sta6ionar% !ou "uncte

caracteristice "ot fi o4servate "e caracteristica de cu"lu# re&imul "ornireGo"rire < ;

= i re&imul nominal < ; =%

Fig. !.1. Caracteristica de cuplu

a motorului de antrenare


a transmisiei hidrodinamice


a unui element de execuie

"odelarea matematic a mecanismului de antrenare


8/13

Mecanismul descris anterior este "rezentat 5n fi&% I% ca doi ar4ori cu masele

reduse% 'r4orele A se rotete cu viteza un&hiular > ar4orele 2 cu viteza un&hiular >

unde J %

Masele aflate 5n rota6ie ale motorului electric> "om" i cele cores"unztoarefluidului de lucru ale transmisiei hidrodinamice sunt reduse la ar4orele A% Maselear4orelui de ieire> tur4in i "artea cores"unztoare fluidului de lucru> "recum i "r6ilerotitoare cores"unztoare mecanismului de e8ecu6ie sunt reduse la ar4orele 2%Caracteristicile elastice ale celorlalte elemente aflate 5n micare sunt ne&li7ate%

!ezolvarea modelului matematic

)cua6iile vor fi rezolvate &rafic cum se o4serv 5n fi&% K% Caracteristicile de cu"luale motorului de antrenare cu transmisia hidrodinamic sunt "rezentate 5n fi&% K% de last9n&a la drea"ta%

Caracteristica cu"lului transmisiei hidrodinamice este adu&at dia&ramei

cu"lului motorului electric% 'ceast caracteristic arat de"enden6a cu"lului c9nd

viteza un&hiular la ieire este nul> c9nd ra"ortul dintre cele dou viteze un&hiulare

este zero < G 0=%

Completarea statiunii e#perimentale

Fig. ". #odelul mecanic al elementului

de antrenare

Fig. $. %e&ol'area grafic a ecuaiilor cuplului


9/13

$ta6iunea "entru 5ncercarea transmisiilor hidrodinamice din .a4oratorul de MainiHidraulice Timioara a fost conce"ut> realizat i "us 5n func6iune "entru a se "uteaefectua cercetri e8"erimentale 5n domeniu la nivelul unor lucrri de la4orator curente>

didactice> unor "roiecte de di"lom> al unor lucrri de diserta6ie i> chiar teze de doctorat%

$tatiunea este com"us din# motor electric "rimar asincron trifazat> motorelectric secundar> transformator hidrodinamic de ti"ul .Lsholm:$mith> traductor cu"lu>&ru" de fr9nare Dari:.eonard> traductor de "resiune> sistem de rcire> traductor tura6ie>convertizor de frecven6 ti" '** 'C$ II0%

Transformatorul hidrodinamic de ti".Lsholm B $mith e8istent 5n stand> are"revzute 5n carcas> dou ferestre lateraledis"use diametral o"us din "le8i&las

trans"arent> fi&%> "entru a "ermite ovizualizare calitativ a cur&erii lichidului "rintur4otransmisie%

'ceast statiune a fost com"letatcu un traductor de moment de torsiune deti" H*M T22> cu transmiterea semnalului

"rin inele colectoare> sistem de msur cumrci tensometrice%

Traductorul de cu"lu a fost montat "e ar4orele de iesire a transmisiei> fi&% %

Fig.(.Staiunea de )ncercare atransformatorului hidrodinamic C*C+3", de

tip -isholm+Smith moderni&at

Fig./ Ferestre de 'i&uali&are ale curgerii petransformatorul hidrodinamic de tip -0sholm Smith

existent )n stand


10/13

Fig.. Traductorul de cuplu T22 montat )n staiune

'chiziia datelor se va face cu o "lac de achizitie (ational 3nstruments si soft .a4DieN%K%

Calculatoarele e8istente au fost modernizate "entru a "ermite comanda automata>"rin soft> a motorului electric de antrenare "rin '** sistem> re&larea turatiei motorului

de antrenare si mentinerea constant a acesteia> "recum si inversarea sensului de rotatie%!e asemenea> a fost instalat soft .a4DieN %K% "entru achizitia automata a datelor si"relucrarea acestora%

"surtori. !ezultate e#perimentale

Msurtorile s:au efectuat 5n .a4oratorul de Masini Hidraulice 'urel *r&lzan

"e statiunea modernizat% $:a urmrit monitorizarea momentului mecanic si a turatieila ar4orele "rimar al transmisiei> date de convertizorul de frecvent '** II0 res"ectiv amomentului mecanic si a turatiei la iesirea din transmisie> date de traductorul de cu"luH*M T22 cores"unztoarefiecrui re&im de turatie la intrare%


11/13

Fig. 1,. Curbele caracteristice ale transmisiei

hidrodinamice C*C 3", pentru turatia n1",,

rotmin

Fig. 11. Curbele caracteristice ale transmisiei

hidrodinamice C*C 3", pentru turatia n1$,,

rotmin


hidrodinamice C*C 3", pentru turatia n1(,,

rotmin


hidrodinamice C*C 3", pentru turatia n1/,,

rotmin

Fig. 1!. Curbele caracteristice ale transmisiei

hidrodinamice C*C 3", pentru turatia n1,,

rotmin

Fig. 1". Curbele caracteristice ale transmisiei

hidrodinamice C*C 3", pentru turatia n11,,,

rotmin

Pentru trasarea dia&ramei universale a transmisiei hidrodinamice CHC EI0> s:autilizat metoda de inter"olare &rafic% 'stfel> se ale& o serie de valori "entru randament>"rin aceste valori se duc "aralele la a8a orizontal> ce re"rezint ra"ortul de transmitere i%5n cur4ele caracteristice dau o cur4 de randament constant% ,e"et9nd eta"ele "rezentate mai sus


12/13

"entru alte valori ale randamentului> se o4tine astfel dia&rama universal sau colinar atransmisiei> fi&% AK%

Fig. 1$. Caracteristica uni'ersala a transmisiei hidrodinamice C*C 3",

*3*.31-,'F3)

OA *r&lzan M% : QTransmisii hidrodinamice> )ditura P1.3T)H(3C'> Timioara>2002

O2 *r&lzan '%> !o49nd D% : QTur4otransmisiile hidraulice> )ditura Tehnic>*ucureti> AI?


13/13

OE *r&lzan M% : QTur4ine hidraulice i transmisii hidrodinamice> )dituraP1.3T)H(3C'> Timioara> A

O Carte 3% (% : QHidraulic i maini hidraulice> 3nstitutul Politehnic QTraian Duia dinTimioara> AI> AK

OI !o49nd )% : QMecanica fluidelor i maini hidraulice> noti6e de curs> UniversitateaP1.3T)H(3C' din Timioara> 200I : 200

OK Po"a 1% : QMecanica fluidelor i msuri hidraulice> 3nstitutul Politehnic QTraianDuia din Timioara> A?

O? Davra M% H% B Q'ero : ThermodLnamics and FloN in Tur4omachines> RohnSileL $ons> 3nc%> (eN orV> .ondon> AK0

O 'ncua D% ,% : QMecanica fluidelor i maini hidraulice> 3nstitutul Politehnic QTraian

Duia din Timioara> AI> AK

cuplaje hidrodinamice

Documents

Transcript of cuplaje hidrodinamice