Определение расхода моющей жидкости

Расчет моечной установки

Для студентов обучающихся по

направлению подготовки

«Автосервис»

Санкт-Петербург

Содержание

1 Расчет моечных струйных установок………………………….. 4

1.1 Определение расхода моющей жидкости …………………....... 4

1.2 Определение необходимого давления насосной установки……… 6

1.3 Определение мощности электродвигателя ……………………… 9

2 Расчет моечных щеточных установок …………………………. 9

3 Контрольные вопросы…………………………………………… 12

4 Требования к оформлению……………………………………… 13

Список использованных источников ……………………………. 14

Приложение А. Варианты заданий ………..................................... 15

Расчет моечных струйных установок

Таблица 1.1 – Исходные данные

Определение расхода моющей жидкости

Струйные моечные установки могут иметь одну или две моющие рамки. Имеются конструкции, в которых, кроме того, предусмотрены рамки-смачивания и ополаскивания, или только рамка ополаскивания.

Давление воды во вспомогательных рамках не превышает, как правило 0, 25...0, 5 МПа, и расход через них невелик.

Давление в основных моющих рамках гораздо выше, так как природа удале­ния загрязнений с помощью струй заключается в механическом разрушений слоя загрязнений за счет удара движущейся жидкости о преграду.

Загрязнения будут удаляться, если максимальная сила сцепления между частицами загрязнений F_M не будет превышать величины гидродинамического давления P_x при встрече струи с преградой.

Таким образом, условие удаления загрязнений

P_x ≥ F_M (1)

Определим прочность сцепления (Н/м² ) между частицами

где σ - поверхностное натяжение воды, Н/м;

D - диаметр частиц загрязнений, м;

W - влажность загрязнений.

Для чистой воды σ = 0, 073 Н/м.

Радиус частиц загрязнения в среднем составляет: для легковых автомобилей - 10…30∙ 10^-6 м, а для грузовых и автобусов – 25…300∙ 10^-6м. Для практических расчетов можно принимать D = 20…80∙ 10^-6м.

Из анализа уравнений (1.1) и (1.2) следует, что силу сцепления можно снизить путем увеличения влажности, загрязнений или уменьшением поверхностного натяжения жидкости.

Исследования процесса мойки показали, что если автомобиль постоянно сма­чивать водой, то влажность W не может превысить 0, 2 (20%), что соответствует максимальному количеству влаги, которое может удержать загрязнение.

Поверхностное натяжение σ можно снизить применением подогретой воли или СМС. Например, СМС " Прогресс" уменьшает поверхностное натяжение, до σ = 0, 034 Н/м.

Гидродинамическое давление Р_х на расстоянии x от насадка

(3)

где ρ - плотность жидкости в струе, кг/м³ ;

V_x - скорость жидкости при встрече с поверхностью, м/с;

a - угол встречи струи с поверхностью, град.

Скорость потока в струе на расстоянии x от насадка V_x (м/с) принимаем равной начальной скорости потока:

, (4)

где φ - коэффициент скорости, зависящий от профиля сопла (таблица 1);

Р_н - напор (давление) перед насадкой, Па.

Принимаем P_н = 2, 0·10⁶ Па. Скорость жидкости на выходе из насадка может достигать 30...90 м/с.

Расход жидкости через насадки (подача насоса) Q (м³/с) определим по формуле

, (5)

где ƒ - коэффициент запаса расхода (ƒ = 1, 2);

d_н - диаметр сопла насадки, м;

n - число насадок;

μ - коэффициент расхода.

Из формулы (5) следует, что выгоднее иметь насадки малого диаметра, так как если при неизменном расходе площадь сечения насадки уменьшить в n раз, во столько же раз возрастет V_x, а гидродинамическое давление P_x увеличится в n² раз.

Однако диаметр насадок на практике выполняют в пределах 2...6∙ 10^-3 м, так как при меньшем диаметре насадки быстро засоряются. Кроме того, тонкая струя обладает малой устойчивостью при полете в воздухе и быстро распадается.

Таблица 1.2 - Характеристика насадок

Тип насадки	Профиль сопла	Коэффициент расхода μ	Коэффициент скорости φ
Цилиндрический		0, 82	0, 82
Конический		0, 940	0, 963
Коноидальный		0, 980	0, 980
Конический расходящийся		0, 450	0, 775

Лучшая форма насадок - коноидальная. Но из-за сложности их изготовления чаще используют конические или цилиндрические насадки.

Количество насадок в моющей рамке определяется обмываемым периметром автомобиля. Расстояние между насадками принимается равным 0, 5 м.