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冲洗必须提高液压油的流速，使其达到紊流状态（对于光滑金属管，10000>Re>4000）。对于已安装的管路，要确保流速达到要求，则必须保证作用在管路的压差达到某一数值。/ v' o/ g- @& P
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通常有个理解误区，根据公式Ⅰv=Q*21.22/D2, 其中v为流速（m/s），Q为流量（L/min），D为管内径（mm），认为流量决定了流速，因此只要有足够的流量，流速也能保证，跟压力无关。在某一钢厂生产线的液压管路冲洗中，工程人员就用外接一定排量为1000L/min的螺杆泵对管路进行冲洗，由于其额定压力较低，故溢流阀限定压力为10bar。其实这种做法是错误的，会导致冲洗不干净，对今后的使用留下了很大的隐患，甚至会导致整个液压系统的瘫痪，后果不堪设想。下面就这个问题利用一些公式详细解释流速，流量和压差三者之间的关系。) H5 U2 d) u$ h7 s3 A
% s. Q/ R' g% y8 f: _ L雷诺数（Re）的公式Ⅱ：Re=1000*v*D/ν，其中v为流速（m/s），D为管内径（mm），ν为液压油的黏度（mm2/s），例如，VG46号液压油在40oC下黏度为46 mm2/s。% y' y0 V2 k( ]. Q# |: t3 \
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摩擦系数（f）的公式Ⅲ：f=0.3164*Re-0.25，其中Re介于2300~10000之间。; ~6 x( a' F, ^3 \- }$ h1 ~
! c5 A! P, ~) `压差（Pa）的公式Ⅳ：△p=v2*f*L*ρ/(2*D)，其中△p 为压差，L为管路长度（m），ρ为液压油密度（870~900kg/m3）。
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) |! S# T" U4 Z5 J, V2 F对于已确定的液压系统来说，管路长度，内径，液压油都已选定，温度也是相对稳定的，由公式Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ可见，压差和流速呈正比指数式的关系，换句话说，流速快慢仅取决于压差。4 ?/ H' ~, Y$ s8 O) F( u
F- v$ _) y' J其实公式Ⅰ是完全正确的，只是决定流量大小的也是压差。我们知道，有压差才会有流量，没有压差是不会产生流量的，所以最终还是要提高管路两端的压差才能实现紊流。
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我们可以利用以上这些公式计算来证明上述的钢厂冲洗是有问题的。现场情况大致为L=200m（直管，暂不考虑分流及弯管的压力损失）, D=25mm，ρ=900 kg/m3，冲洗油温约为50oC，使用VG46号液压油（黏度约为30 mm2/s）。
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8 p: O" k: p$ }9 @5 Y8 U假定达到冲洗要求的紊流（Re=4000），则v= Re*ν/1000D=4.8m/s，f=0.0398。* {$ t U0 j; `5 c
Q=141L/min；+ l1 o1 k; |: C; K& h, ]
△p =33*105Pa=33bar>10bar。7 _7 A# R) B- U* L
' p p' f- l0 ]" y2 Z" c. D可见，尽管螺杆泵流量很大，但冲洗达到紊流流量只需要141L/min就够了，而实际需要的最低压差33bar还尚未达到，系统溢流阀已经达到设定压力10bar打开了，绝大部分流量都通过溢流阀回到油箱，因此这么冲洗实际上主要的做功都转化为溢流阀的发热了，而对管路的冲洗却帮助不大，很容易造成冲洗不彻底，留下隐患。# B" z2 F- q8 |0 S' q( d
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考虑到分流及弯管的压力损失，通常冲洗需要的流速在6m/s以上，因此需要的△p一般在50bar以上。建议可以使用高压油泵冲洗，而且回油管路中必须安装过滤精度较高的过滤器，一般如果要求系统清洁度在NAS7级以下，则滤芯通常要求过滤精度在β3 ≥ 100，并带有压差报警，确保及时更换，避免堵塞。 |
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发表于 2008-6-5 17:24:00
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