Балаклейский С.П., Балаклейская Л.А.

Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова

(г. Костанай, Казахстан)

Автоматизация расчета сложной гидравлической сети

Характеристики отдельных участков гидравлических сетей являются нелинейными функциями расхода [1]:

, (1)

где - коэффициент потерь напора;

- расход жидкости;

т – показатель степени.

Виду этого обстоятельства при расчете гидравлических схем зачастую используется графический метод, основанный на последовательной замене отдельных параллельно или последовательно соединенных простых трубопроводов простыми трубопроводами с гидравлическими характеристиками, представляющими собой геометрически найденные суммы характеристик трубопроводов, входящих в состав соответствующих участков.

Очевидно, что в случае сложной сети процесс расчета должен быть автоматизирован. На рисунке 1 представлена укрупненная схема расчета сложной гидравлической сети, на основе использования графического редактора расчетных схем [2].

Расчетная схема (этап 1 на рисунке 1) формируется в режиме диалога с использованием встроенного графического меню и имеет вид, схожий с представленным на рисунке 2.

Второй этап расчета осуществляется на базе, сформированной на этапе 1 расчетной схемы. Его содержание заключается в задании элементного состава и параметров этих элементов для отдельных ветвей сети. Выбор ветви осуществляется щелчком мышки. Сформированные ветви на схеме меняют цвет.

Рисунок 1. Укрупненная схема расчета гидросети

Рисунок 2. Пример расчетной гидравлической схемы

Задаваемые пользователем параметры элементов ветвей, а это, в основном, трубы, представляют собой данные, необходимые для построения проливочных характеристик элементов и имеют одну из трех возможных форм:

1. Табличную;

2. В виде аналитического выражения (1);

3. В виде ссылки на гидравлический элемент гидрокоммуникаций из базы данных системы;

Образ (модель) расчетной гидросхемы хранится в памяти машины в виде набора записей следующей структуры:

Type recLine ‘ Характеристика ветви расчетной гидросхемы

n(1) As Integer ‘Номера начальной и конечной точек ветви в составе

расчетной гидросхемы

MrecElem(10) As recElem ‘ Массив записей с характеристиками

отдельных элементов, входящих в состав ветви

Q(10) As Single ‘ Массив значений расходов обобщенной проливочной

характеристики ветви

P(10) As Single ‘Массив значений потерь давления обобщенной

проливочной характеристики ветви

ipr As Integer ‘ Признак состояния ветви (0 – ветвь выделена

пользователем, 1 – ветвь не выделена)

End Type

Запись, характеризующая отдельный элемент ветви расчетной гидросхемы, имеет следующую структуру:

Type recElem

Name As String ‘ Название элемента – труба, тройник, колено и т.п.

Q(10) As Single ‘Массив значений расхода проливочной

характеристики элемента

P(10) As Single ‘Массив значений потерь давления проливочной

характеристики элемента

End Type

Любые изменения в расчетной гидросхеме отображаются на ее модель. Все промежуточные конфигурации схемы и характеристики их ветвей запоминаются, что позволяет произвести расчет параметров потока во всех ветвях системы, следуя в обратном порядке – от полностью свернутой схемы к схеме исходной.

Литература

1. Гейер В.Г., Дулин В.С., Заря А.Н. Гидравлика и гидропривод. – М.: Недра, 1991. – 331 с.

2. Балаклейский С.П. Редактор схем в САПР «Гидропривод»//Вестник науки Костанайского социально-технического университета, № 1-2. – 2007. – С. 139 – 143.