Giải thích chi tiết: LỖ TIẾT LƯU VÀ HỆ SỐ LƯU LƯỢNG VAN (Kv, Cv)
Bài toán dùng để làm gì
Lỗ tiết lưu và van được dùng để chỉnh tốc độ xi lanh, giảm chấn, hoặc chia lưu lượng. Bài toán tính lưu lượng qua một lỗ nhỏ khi biết chênh áp, đường kính lỗ cần cho lưu lượng yêu cầu, và chênh áp qua van khi biết hệ số Kv của catalogue.
Hình dung đơn giản
Kiến thức nền cần có
Đọc lại các mục sau ở Chương 0 nếu chưa nắm chắc: 0.2 đơn vị · 0.15 áp suất và lưu lượng
Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu
| Ký hiệu | Ý nghĩa | Đơn vị | Lấy số liệu ở đâu |
|---|---|---|---|
| d | Đường kính lỗ tiết lưu | mm | Bản vẽ hoặc catalogue nút tiết lưu |
| Cd | Hệ số lưu lượng của lỗ | – | Lỗ sắc cạnh 0,6–0,65; lỗ ngắn 0,7–0,8 |
| Δp | Chênh áp qua lỗ | bar | Áp trước trừ áp sau |
| ρ | Khối lượng riêng chất lỏng | kg/m³ | Dầu VG 46 ≈ 870; nước 1000 |
| Qr | Lưu lượng yêu cầu | L/ph | Vận tốc xi lanh × diện tích |
| Kv | Hệ số lưu lượng van | m³/h | Catalogue van Rexroth, Parker, Burkert, Danfoss (IEC 60534) |
| Qv | Lưu lượng qua van | L/ph | Yêu cầu hệ thống |
Xây dựng công thức từng bước
Công thức tổng quát không "từ trên trời rơi xuống": nó được ghép từ những công thức con đơn giản. Đi lần lượt từng bước:
Bước 1. Lưu lượng qua lỗ
Phương trình lỗ tiết lưu (Bernoulli có hệ số tổn thất):
Q = Cd·A·√(2·Δp/ρ)
Bước 2. Đường kính lỗ cho lưu lượng yêu cầu
Đảo công thức để tìm A, rồi ra d:
dr = √(4·Qr / (π·Cd·√(2·Δp/ρ)))
Bước 3. Chênh áp qua van theo Kv
Định nghĩa Kv: lưu lượng (m³/h) với chênh áp 1 bar, chất lỏng tỉ trọng 1. Đổi L/ph sang m³/h (× 0,06):
SG = ρ/1000 ; Δp = SG·(Q/Kv)²
Bước 4. Đổi sang Cv
Catalogue Mỹ dùng Cv (US gpm, psi):
Cv = 1,156·Kv
Lời giải mẫu từng bước (số liệu mẫu của công cụ tính ở đầu trang)
Bước A – Số liệu đầu vào (ô vàng của công cụ tính). Đây là bộ số ví dụ có sẵn; khi làm thật bạn thay bằng số của mình:
| TT | Đại lượng | Ký hiệu | Giá trị | Đơn vị | Ghi chú / nguồn |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Đường kính lỗ | d | 2 | mm | |
| 2 | Hệ số lưu lượng Cd | Cd | 0,62 | Lỗ sắc cạnh 0,6–0,65; lỗ ngắn 0,7–0,8 | |
| 3 | Chênh áp | Δp | 50 | bar | |
| 4 | Khối lượng riêng | ρ | 870 | kg/m³ | |
| 5 | Lưu lượng yêu cầu | Qr | 10 | L/ph | |
| 8 | Hệ số Kv của van | Kv | 1,5 | m³/h | |
| 9 | Lưu lượng qua van | Qv | 30 | L/ph |
Bước B – Tính lần lượt (web tự tính, bạn có thể bấm tay để kiểm tra lại). Dòng xanh lá là kết quả chính:
| TT | Đại lượng | Ký hiệu | Kết quả | Đơn vị | Công thức / cách tính |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | LƯU LƯỢNG QUA LỖ | Q | 12,53 | L/ph | Q = Cd·A·√(2Δp/ρ) |
| 7 | Đường kính lỗ cho lưu lượng yêu cầu | dr | 1,79 | mm | |
| 10 | Tỉ trọng | SG | 0,87 | ||
| 11 | Chênh áp qua van | dpv | 1,25 | bar | Δp = SG·(Q/Kv)² |
| 12 | Cv tương đương | Cv | 1,73 | US gpm/psi^0,5 | Cv = 1,156·Kv |
Áp dụng thực tế và lưu ý
Chọn van có Kv sao cho chênh áp qua van ở lưu lượng định mức khoảng 0,5–2 bar với van điều khiển hướng; chênh áp lớn hơn là lãng phí năng lượng thành nhiệt (xem TB14).
Lỗ tiết lưu rất nhỏ (< 0,8 mm) dễ bị tắc bởi cặn; cần lọc dầu tốt hoặc dùng van tiết lưu điều chỉnh được.
Lưu lượng qua lỗ thay đổi theo áp suất tải; nếu muốn tốc độ ổn định khi tải thay đổi, dùng van tiết lưu có bù áp (2 cửa có cân bằng áp).
Lỗi hay gặp: quên đổi bar sang Pa (× 10⁵) và L/ph sang m³/s; nhầm Kv với Cv (chênh 15,6 %).
Nhóm: Truyền động cơ điện
Gồm: TB16 chọn động cơ servo / bước cho trục tuyến tính · TB17 chọn động cơ bước cho trục vít me / đai · TB18 động cơ băng tải · TB19 bàn xoay phân độ (index table) · TB20 chọn động cơ giảm tốc (gearmotor) · TB21 hộp số hành tinh chính xác cho servo · TB22 vít me bi · TB23 thanh trượt dẫn hướng tuyến tính (2 ray × 2 con trượt) · TB24 chọn khớp nối đàn hồi · TB25 ly hợp / phanh đĩa ma sát