[natuurkunde] Berekening hydraulische groep
Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood
-
- Berichten: 15
Berekening hydraulische groep
Hallo allen,
vraagstuk 2. Voortgaand op vraagje 1 (zie dit topic).
Bereken de gegevens voor de hydraulische groep. Aangezien ik minder bekend ben met het berekenen van hydraulica, hoop ik dat iemand mij verder kan helpen.
Voor de snelle lezers, de vette vragen zijn voor mij zeer belangrijk (als ik deze al beantwoord krijg, heb ik meteen een goed antwoord op mijn vraag).
Gegeven:
p1 = 37037,04 Pa
dcilinder = 6,25cm
nmotor = 1500 tr/min
Soort olie: Azolla ZS 32 (Total)
Q2 = 20 l/min
dleiding = 2cm => r = 1cm
lleidingen= 30m
Ik weet dat mijn circuit volgende componenten bevat:
3 ruime bochten
4 korte bochten
3 ventielen
1 terugslagklep
2 T-stukken
Bepaal een hydraulische pomp met 2 kamers....
Uitwerking.
A = pi * d² = 3,14 * 6,25² = 122,7cm²
In een minuut de cilinder met lengte van 4 meter vullen.
Q = A * l = 122,7cm² * 400cm = 49,1 l/min
Debiet van kamer 2 kan ook gebruikt worden voor kamer 1, dus debiet moet minder zijn.
Q1 = Q - Q2 = 49,1 l/min - 20l/min = 29,5 l/min
Berekening van debiet per omwenteling
v1 = Q/nmotor * 1000 = 29,15/1500 *1000 = 19,44 cm³/rev
v2 = Q/nmotor * 1000 = 20/1500 *1000 = 13,33 cm³/rev
Berekening van de verliezen in in leiding:
Debiet => 29,5 l/min = 49e-5 m3/s (ik ga ervan uit dat deze zowel door de cilinder als door de leidingen dezelfde blijft, alhouwel de diameters verschillen)
Oppervlakte => A = r * r* pi = 0,01m * 0,01m* pi = 3,1415e-4 m²
v = Q1 / A = 49e-5m3/s / 0,00031415 m² = 1,559 m/s
Reynoldsgetal:
Soortelijke massa olie: 880kg/m³ (uit datasheet)
Dynamische viscositeit olie:32mm/sec² (uit datasheet)
Re = v * d *rho / mu = 1,559 m/sec * 0,02m * 880kg/m³ / 32e-3 Pas = 857.5
De stroming is dus laminair! Getal lijkt me nogal laag?!
En hoe nu verder?
Ik kan de Wet van Hagen-Poiseuille gebruiken, maar is dit de goede manier?
(delta)p = 32 * eta(dynamische viscositeit) * vgemiddeld * L / d²= 32 * 32Pas * 1,559m/s * 30m / 0,02m = 2394624 Pa . De lengte, is dit enkel (dus 30m naar cilinder, of 60m van en naar cilinder). Tevens moet in de lengte ook de karakteristieke lengte van de componenten mee worden berekend (dus optellen alle extra componten, ventielen, T-stuk, Klep)?
p totaal = 23,9 bar verlies in de leiding + 0,4 bar die geleverd moet worden om de wagen vooruit te diwen
De pomp moet minstens 24 bar leveren.
Klopt dit? Of heb ik iets belangrijks over het hoofd gezien.
Stel dat de stroming nu toch turbulent zou zijn, hoe word dit berekend (stel dat word gevraagd op een toets of examen).. Vind geen exacte rekenvoorbeelden terug in mijn boek.
Groeten,
Olivier
vraagstuk 2. Voortgaand op vraagje 1 (zie dit topic).
Bereken de gegevens voor de hydraulische groep. Aangezien ik minder bekend ben met het berekenen van hydraulica, hoop ik dat iemand mij verder kan helpen.
Voor de snelle lezers, de vette vragen zijn voor mij zeer belangrijk (als ik deze al beantwoord krijg, heb ik meteen een goed antwoord op mijn vraag).
Gegeven:
p1 = 37037,04 Pa
dcilinder = 6,25cm
nmotor = 1500 tr/min
Soort olie: Azolla ZS 32 (Total)
Q2 = 20 l/min
dleiding = 2cm => r = 1cm
lleidingen= 30m
Ik weet dat mijn circuit volgende componenten bevat:
3 ruime bochten
4 korte bochten
3 ventielen
1 terugslagklep
2 T-stukken
Bepaal een hydraulische pomp met 2 kamers....
Uitwerking.
A = pi * d² = 3,14 * 6,25² = 122,7cm²
In een minuut de cilinder met lengte van 4 meter vullen.
Q = A * l = 122,7cm² * 400cm = 49,1 l/min
Debiet van kamer 2 kan ook gebruikt worden voor kamer 1, dus debiet moet minder zijn.
Q1 = Q - Q2 = 49,1 l/min - 20l/min = 29,5 l/min
Berekening van debiet per omwenteling
v1 = Q/nmotor * 1000 = 29,15/1500 *1000 = 19,44 cm³/rev
v2 = Q/nmotor * 1000 = 20/1500 *1000 = 13,33 cm³/rev
Berekening van de verliezen in in leiding:
Debiet => 29,5 l/min = 49e-5 m3/s (ik ga ervan uit dat deze zowel door de cilinder als door de leidingen dezelfde blijft, alhouwel de diameters verschillen)
Oppervlakte => A = r * r* pi = 0,01m * 0,01m* pi = 3,1415e-4 m²
v = Q1 / A = 49e-5m3/s / 0,00031415 m² = 1,559 m/s
Reynoldsgetal:
Soortelijke massa olie: 880kg/m³ (uit datasheet)
Dynamische viscositeit olie:32mm/sec² (uit datasheet)
Re = v * d *rho / mu = 1,559 m/sec * 0,02m * 880kg/m³ / 32e-3 Pas = 857.5
De stroming is dus laminair! Getal lijkt me nogal laag?!
En hoe nu verder?
Ik kan de Wet van Hagen-Poiseuille gebruiken, maar is dit de goede manier?
(delta)p = 32 * eta(dynamische viscositeit) * vgemiddeld * L / d²= 32 * 32Pas * 1,559m/s * 30m / 0,02m = 2394624 Pa . De lengte, is dit enkel (dus 30m naar cilinder, of 60m van en naar cilinder). Tevens moet in de lengte ook de karakteristieke lengte van de componenten mee worden berekend (dus optellen alle extra componten, ventielen, T-stuk, Klep)?
p totaal = 23,9 bar verlies in de leiding + 0,4 bar die geleverd moet worden om de wagen vooruit te diwen
De pomp moet minstens 24 bar leveren.
Klopt dit? Of heb ik iets belangrijks over het hoofd gezien.
Stel dat de stroming nu toch turbulent zou zijn, hoe word dit berekend (stel dat word gevraagd op een toets of examen).. Vind geen exacte rekenvoorbeelden terug in mijn boek.
Groeten,
Olivier
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Berekening hydraulische groep
Een cilinder met een lengte van maar liefst 4 meter? Serieus?In een minuut de cilinder met lengte van 4 meter vullen
ik heb nu geen tijd om te puzzelen. Zonder tekening is mij zo snel niet duidelijk hoe dit er uitziet en of die berekening juist is.
Ik zie wel meteen een paar fouten:
Dat is niet de dynamische maar de kinematische viscositeit.Dynamische viscositeit olie: 32mm/sec² (uit datasheet)
Die 32Pas is volkomen fout.(delta)p = 32 * eta(dynamische viscositeit) * vgemiddeld * L / d²= 32 * 32Pas * 1,559m/s * 30m / 0,02m = 2394624
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 15
Re: Berekening hydraulische groep
Hallo Fred F,Fred F. schreef: ↑di 05 jun 2012, 23:59
Een cilinder met een lengte van maar liefst 4 meter? Serieus?
ik heb nu geen tijd om te puzzelen. Zonder tekening is mij zo snel niet duidelijk hoe dit er uitziet en of die berekening juist is.
Ik zie wel meteen een paar fouten: Dat is niet de dynamische maar de kinematische viscositeit.
Die 32Pas is volkomen fout.
de cilinder dient aan een snelheid van 4meter/minuut vooruit te gaan. Daarom zeg ik, eigenlijk moet de pomp in staat zijn om een ruimte (lengte 4 meter) te vullen in een minuut. De cilinder zelf heeft een maximale uitgaande slag van 2,5 meter.
Het was dus eigenlijk meer een vergelijking (een duidelijkere formule of uitleg mag je altijd voorstellen).
Dus dit is de Kinematische viscositeit => Dynamische viscositeit = Kinematische viscositeit * dichtheid
<=> 32mm/sec² * 880kg/m³ = 28160 Pa s
Klopt dit dan wel?
Bedankt voor de hulp, ik wist wel dat er ergens een rekenfout was, bij deze heb ik er veel ontdekt
Groeten,
Olivier
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Berekening hydraulische groep
Dat is nog een fout erbij.A = pi * d² = 3,14 * 6,25² = 122,7cm²
Ik, en ik denk ook anderen, kunnen zich zonder tekening weinig voorstellen bij deze constructie.
Een cilinder met een diameter van slechts 6,25 cm en een slag van maar liefst 2,5 meter? En twee kamers met verschillende grootte?
Hoezo? Hoe werkt dat dan precies met 2 kamers?Debiet van kamer 2 kan ook gebruikt worden voor kamer 1, dus debiet moet minder zijn.
Q1 = Q - Q2 = 49,1 l/min - 20l/min = 29,5 l/min
Wat is de zin van deze berekening? Je gebruikt het toch nergens?Berekening van debiet per omwenteling
v1 = Q/nmotor * 1000 = 29,15/1500 *1000 = 19,44 cm³/rev
v2 = Q/nmotor * 1000 = 20/1500 *1000 = 13,33 cm³/rev
Kortom: dit is voor buitenstaanders niet te volgen.
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 15
Re: Berekening hydraulische groep
De pomp heeft 2 kamers, de cilinder niet... Kijk op het hydraulisch schema als bijlage. Als E1 bediend word, worden kamer 1 en kamer 2 gebruikt voor C1 (C1 is de cilinder in deze berekening). C2 word praktisch niet belast dus moet deze niet berekend worden enkel weten we wel het slagvolume.Fred F. schreef: ↑wo 06 jun 2012, 10:53
Dat is nog een fout erbij.
Ik, en ik denk ook anderen, kunnen zich zonder tekening weinig voorstellen bij deze constructie.
Een cilinder met een diameter van slechts 6,25 cm en een slag van maar liefst 2,5 meter? En twee kamers met verschillende grootte?
Hoezo? Hoe werkt dat dan precies met 2 kamers?Wat is de zin van deze berekening? Je gebruikt het toch nergens?
Kortom: dit is voor buitenstaanders niet te volgen.
Ik heb het nogmaals gaan nameten, de inwendige cilidnerdiameter zou 80mm zijn, dit zou toch kloppen hoor!!!
Die laatste heb ik nodig om de pompinhoud te bepalen, hier word deze niet verder gebruikt, maar in de datasheets moet ik v & p hebben. v word berekend, p ook.
Groeten,
Olivier
- Bijlagen
-
- Hydraulisch schema I.pdf
- (9.07 KiB) 275 keer gedownload
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Berekening hydraulische groep
Nee. Kijk eens goed naar de verschillende eenheden.Dus dit is de Kinematische viscositeit => Dynamische viscositeit = Kinematische viscositeit * dichtheid
<=> 32mm/sec² * 880kg/m³ = 28160 Pa s
Klopt dit dan wel?
Waar in de tekening zijn kamer 1 en 2 ?Kijk op het hydraulisch schema als bijlage. Als E1 bediend word, worden kamer 1 en kamer 2 gebruikt voor C1 (C1 is de cilinder in deze berekening).
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 15
Re: Berekening hydraulische groep
Achja inderdaad => 32mm/sec² = 0,32m/sec²
Nu lopen eenheden wel gelijk dus.
Dynmaische viscositeit = 0,32m/sec² * 880 km/m³ = 281.6 Pa S
Kamer 1 = linkse aanvoerbron, kamer 2 = rechtse aanvoerbron. Snap je dit? Ik weet dat de tekening wat verwarrend is.
Groeten,
Olivier
Nu lopen eenheden wel gelijk dus.
Dynmaische viscositeit = 0,32m/sec² * 880 km/m³ = 281.6 Pa S
Kamer 1 = linkse aanvoerbron, kamer 2 = rechtse aanvoerbron. Snap je dit? Ik weet dat de tekening wat verwarrend is.
Groeten,
Olivier
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Berekening hydraulische groep
Nog steeds fout. Overigens is het mm2/s niet mm/s2Achja inderdaad => 32mm/sec² = 0,32m/sec²
Nu lopen eenheden wel gelijk dus.
Dynmaische viscositeit = 0,32m/sec² * 880 km/m³ = 281.6 Pa S
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 15
Re: Berekening hydraulische groep
0,032m²/seconde?
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Berekening hydraulische groep
Nee.
1 vierkante millimeter = 10-6 vierkante meter, weet je wel.
1 vierkante millimeter = 10-6 vierkante meter, weet je wel.
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 15
Re: Berekening hydraulische groep
Oke ö Was dat kwadraat vergeten. Mijn excuses. Voor de rest nog opmerkingen? Aanpassingen...
Groeten,
Olivier
Groeten,
Olivier
-
- Berichten: 15
Re: Berekening hydraulische groep
Berekeningen worden dan:
Dynamische viscositeit = 32 e-6 m/sec² * 880 kg/m³ = 0,02816 Pa S
Re = v * d *rho / mu = 1,559 m/sec * 0,02m * 880kg/m³ / 28,16e-3 Pas = 974.375
Stroming blijft nog steeds laminair.
Verliezen in leidingen:
(delta)p = 32 * eta(dynamische viscositeit) * vgemiddeld * L / d²= 32 * 0,02816Pas * 1,559m/s * 30m / 0,02m = 74832 Pa = 0,7 bar
Dit klopt dan wel?
Groeten,
Olivier
Dynamische viscositeit = 32 e-6 m/sec² * 880 kg/m³ = 0,02816 Pa S
Re = v * d *rho / mu = 1,559 m/sec * 0,02m * 880kg/m³ / 28,16e-3 Pas = 974.375
Stroming blijft nog steeds laminair.
Verliezen in leidingen:
(delta)p = 32 * eta(dynamische viscositeit) * vgemiddeld * L / d²= 32 * 0,02816Pas * 1,559m/s * 30m / 0,02m = 74832 Pa = 0,7 bar
Dit klopt dan wel?
Groeten,
Olivier
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Berekening hydraulische groep
Nogmaals: het is mm2/sec niet m/sec2 maar in ieder geval is het antwoord in Pa.s nu eindelijk juist.Dynamische viscositeit = 32 e-6 m/sec² * 880 kg/m³ = 0,02816 Pa S
Nee, blijkbaar maak je rekenfout(en).Verliezen in leidingen:
(delta)p = 32 * eta(dynamische viscositeit) * vgemiddeld * L / d²= 32 * 0,02816Pas * 1,559m/s * 30m / 0,02m = 74832 Pa = 0,7 bar
Dit klopt dan wel?
Ik begrijp niet waarom je nog steeds met die 1,559 m/s rekent want zoals ik al in bericht #4 schreef is de A die je berekent fout. Bovendien heb je daarna in bericht #5 de diameter van de cilinder vergroot naar 80 mm.
Hoe je uit die A en een fictieve cilinderlengte een debiet berekent en er daarna 20 L/min vanaf trekt begrijp ik nog steeds niet, maar ik hou daar mee op.
Als de stroming laminair is kun je de Wet van Hagen-Poiseuille gebruiken (zoals jij probeert).Stel dat de stroming nu toch turbulent zou zijn, hoe word dit berekend (stel dat word gevraagd op een toets of examen).. Vind geen exacte rekenvoorbeelden terug in mijn boek.
Als de stroming turbulent zou zijn dan moet je het Moody diagram gebruiken. Dat kun je overigens ook voor laminaire stroming gebruiken en dan is f = 64/Re
Gebruik voor Moody eventueel de zoekfunctie van dit forum.
De totale lengte is van oorsprong naar bestemming. Oorsprong is pompuitlaat. Bestemming is in dit geval volgens mij de inlaat van zo'n drukventiel; de druk is daar immers een vaste waarde, namelijk gelijk aan het setpoint van de drukregelaar van het ventiel.De lengte, is dit enkel (dus 30m naar cilinder, of 60m van en naar cilinder). Tevens moet in de lengte ook de karakteristieke lengte van de componenten mee worden berekend (dus optellen alle extra componten, ventielen, T-stuk, Klep)?
Extra drukverlies door bochten en andere componenten moet je meenemen door een equivalente lengte of beter: door een K-waarde
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 15
Re: Berekening hydraulische groep
Hallo,
heb de berekening nu opnieuw gemaakt. Stap voor stap zal ik het (proberen) uitleggen. Door een nieuwe rekenwijze, heb ik het aftrekken van debieten laten vallen, waardoor dit voor jullie begrijpbaar wordt (hoop ik toch).
Dynamische viscositeit = 32 e-6 m²/sec * 880 kg/m³ = 0,02816 Pa S
1: Oppervlakte berekening cilinder
A = pi * r² = pi * 4² = 50,265 cm³
2: Berekenen debiet
Uitleg => De oppervlakte van de cilinder werd hierboven berekend, dit is de 'gewone' (dementieloze) oppervlakte. De cilinder moet 4 meter/minuut vooruitgaan.
Dus als ik de waarde van de oppervlakte van de cilinder vermenigvuldig met de (berekende) lengte die op een minuut gevuld zou moeten worden, dan krijg ik cm³/min (=> conform aan inhoud van een kubus = lengte * breedte). Hopelijk is dit duidelijk? Mogelijk is mijn rekenmethode verkeerd maar dat hoor ik dan wel...
Q = A * l = 50,264 cm² * 400cm = 20106 cm³/minuut = 20,1 l/minuuut
3: Berekenen slagvolume pomp
vmax = Q/n * 1000 = 20,1 l/min / 1450 tr/min *1000 = 16,86 cm³/rev (Op basis van dit gegeven selecteer ik een pompkamer).
4: Berekenen Stroomsnelheid
q => 20106 cm³/min => 335,1e-6 m³/sec
v = q / A = 335,1e-6 m³/sec / 0.0050265 m³= 0,06666 m/sec
^^ Dit is de stroomsnelheid door de voor de cilinder, hoe zit dit met de hydraulische leidingen (diameter is hier veel kleiner)? Blijft dit dezelfde?
5: Berekening Reynoldsgetal
Re = v * d * rho / v = 0.06666 m/s * 0.02 m * 880 kg/m³ / 0,02816 Pa S = 41,6666
Dus is het zeker laminair, maar mn waarde lijkt mij zo abnormaal klein dus is er iets fout. Wat?
Je linkje voor de K waarde werkt niet ('This Account Has Been Suspended').
Ik had dit toch zeer graag bekeken.
Alvast bedankt,
Olivier
heb de berekening nu opnieuw gemaakt. Stap voor stap zal ik het (proberen) uitleggen. Door een nieuwe rekenwijze, heb ik het aftrekken van debieten laten vallen, waardoor dit voor jullie begrijpbaar wordt (hoop ik toch).
Dynamische viscositeit = 32 e-6 m²/sec * 880 kg/m³ = 0,02816 Pa S
1: Oppervlakte berekening cilinder
A = pi * r² = pi * 4² = 50,265 cm³
2: Berekenen debiet
Uitleg => De oppervlakte van de cilinder werd hierboven berekend, dit is de 'gewone' (dementieloze) oppervlakte. De cilinder moet 4 meter/minuut vooruitgaan.
Dus als ik de waarde van de oppervlakte van de cilinder vermenigvuldig met de (berekende) lengte die op een minuut gevuld zou moeten worden, dan krijg ik cm³/min (=> conform aan inhoud van een kubus = lengte * breedte). Hopelijk is dit duidelijk? Mogelijk is mijn rekenmethode verkeerd maar dat hoor ik dan wel...
Q = A * l = 50,264 cm² * 400cm = 20106 cm³/minuut = 20,1 l/minuuut
3: Berekenen slagvolume pomp
vmax = Q/n * 1000 = 20,1 l/min / 1450 tr/min *1000 = 16,86 cm³/rev (Op basis van dit gegeven selecteer ik een pompkamer).
4: Berekenen Stroomsnelheid
q => 20106 cm³/min => 335,1e-6 m³/sec
v = q / A = 335,1e-6 m³/sec / 0.0050265 m³= 0,06666 m/sec
^^ Dit is de stroomsnelheid door de voor de cilinder, hoe zit dit met de hydraulische leidingen (diameter is hier veel kleiner)? Blijft dit dezelfde?
5: Berekening Reynoldsgetal
Re = v * d * rho / v = 0.06666 m/s * 0.02 m * 880 kg/m³ / 0,02816 Pa S = 41,6666
Dus is het zeker laminair, maar mn waarde lijkt mij zo abnormaal klein dus is er iets fout. Wat?
Je linkje voor de K waarde werkt niet ('This Account Has Been Suspended').
Ik had dit toch zeer graag bekeken.
Alvast bedankt,
Olivier
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Berekening hydraulische groep
4. Berekenen Stroomsnelheid
Als het debiet 20,1 L/min is dan moet je de stroomsnelheid in de aanvoerleiding berekenen met dit debiet in combinatie met de inwendige diameter van die aanvoerleiding.
De pdf met K-waardes, die een week geleden nog op die website, stond is in de bijlage.
Als het debiet 20,1 L/min is dan moet je de stroomsnelheid in de aanvoerleiding berekenen met dit debiet in combinatie met de inwendige diameter van die aanvoerleiding.
De pdf met K-waardes, die een week geleden nog op die website, stond is in de bijlage.
- Bijlagen
-
- friclossfittings.pdf
- (123.26 KiB) 1739 keer gedownload
Hydrogen economy is a Hype.