Pressure pulsations in power hydraulics systems

• Autorzy: Lech Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.32056/KOMAG2020.3.4

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper discusses the problem of pressure pulsation in hydraulic systems. The most important causes of pressure disturbances were discussed, such as: instability of the pump performance, variability of the system load and transient states related to the control of the system. The next part presents the threats caused by pressure fluctuations. On the one hand, the effects of the occurrence of a water hammer are presented, as a temporary exceeding of the maximum operating pressure of the system. On the other hand, the problem of fatigue strength of the system was presented, which was illustrated on the example of tests and calculations of hydraulic cylinders and hydraulic hoses. In the last part, the author indicated further directions of literature, simulation and experimental research.

PL

W pracy został omówiony problem występowania pulsacji ciśnienia w układach hydraulicznych. Poruszono najważniejsze przyczyny powstawania zaburzeń ciśnienia takie jak: niestabilność wydajności pompy, zmienność obciążenia układu oraz stany przejściowe związane z sterowaniem układem. W kolejnej części przedstawiono zagrożenia wywoływane przez fluktuacje ciśnienia. Z jednej strony zostały przedstawione skutki wystąpienia uderzenia hydraulicznego, jako doraźne przekroczenie maksymalnego ciśnienia roboczego układu. Z drugiej strony przytoczono problem wytrzymałości zmęczeniowej układu, który został zobrazowany na przykładzie badań i obliczeń siłowników hydraulicznych oraz węży hydraulicznych. W ostatniej części autor wskazał dalsze kierunki badań literaturowych, symulacyjnych i eksperymentalnych.

Słowa kluczowe

EN

pressure pulsations; power hydraulics; water hammer; fatigue strength

PL

pulsacje ciśnienia; hydraulika siłowa; uderzenie hydrauliczne; wytrzymałość zmęczeniowa

• Wydawca: Instytut Techniki Górniczej KOMAG
• Czasopismo: Mining Machines
• Rocznik: 2020
• Tom: no. 3
• Strony: 34--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Lech Tomasz

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Larry W. M.: A very brief history of hydraulic technology during antiquity. Environmental Fluid Mechanics. 2008. 8, pp. 471-484.
• [2] Bramah J.: Obtaining and Applying Motive Power, patent GB 179502045, 1795.
• [3] Aggressive Hydraulics company blog: www.aggressivehydraulics.com/hydraulic-cylinders-a-brief-history [accessed: 30.08.2020].
• [4] Oleson J.P.: Greek and Roman mechanical water-lifting devices: the history of a technology. Torronto: University of Torronto Press 1984. ISBN 978-90-277-1693-4.
• [5] Carpinlioglu M.O., Gundogdu M.Y.,: A critical review on pulsatile pipe flow studies directing towards future research topics. Flow Measurement and Instrumentation. 2001. 12, pp. 163–174.
• [6] Klarecki, K., Rabsztyn D., Hetmańczyk M. P.: Analysis of pulsation of the sliding-vane pump for selected settings of hydrostatic system. Maintenance and Reliability. 2015. Vol. 17, no. 3, pp. 338-344.
• [7] Osiecki A.: Hydrostatyczny napęd maszyn. Warszawa: PWN 2004. ISBN: 978-83-011-9360-7.
• [8] Kudźma Z.: Pressure pulsation and noise damping during transient and stable states in hydrostatic drive systems. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej 2012. ISBN:978-83-7493-681-1.
• [9] BPKK company advice: www.bpkk.pl/porady/w-jaki-sposob-zredukowac-pulsacje-pompy[accessed: 30.08.2020].
• [10] Krauze K., Bołoz Ł., Wydro T.: Designing of the worm-type cutting drums to increase the coarse-grained coal grade output. Przegląd Górniczy. 2016. T. 72, no. 6, pp. 16-22.
• [11] Choma A., Kowalski D.: The Concept of Protection Method of Centrifugal Pumps from the Effects of Water Hammer Phenomena –Laboratory Results. Annual Set The Environment Protection. 2016. 18/2, pp.134-145.
• [12] BPKK company advice: www.bpkk.pl/porady/jak-mozna-wyeliminowac-uderzenia-hydrauliczne-bez-zwalniania-predkosci-zamykania-zaworow [accessed: 30.08.2020].
• [13] Wylie, E.B., Streeter, L.V., Fluid Transients in Systems. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, Inc. 1993. ISBN: 978-0139344237.
• [14] Kudźma Z.: Dynamic properties of hydraulic pipe lines. Hydraulika i Pneumatyka. 2005. No. 6, pp.14-17.
• [15] Adamkowski A., Lewandowski M..: Experimental examination of unsteady friction models for transient pipe flow simulation. Journal of Fluids Engineering, 2006, 128/ 6, pp. 1351−1363.
• [16] Dindorf R.: Wybrane zagadnienia modelowanie dynamiki układów hydraulicznych, Monografia 189. Kraków: Politechnika Krakowska 1995.
• [17] Kudźma Z., Rutański J., Stosiak M.: Pumps capacity fluctuations in systems with hydraulic long line. Machine Engineering. 2014. R.19 z.2, pp. 71-82.
• [18] Imiełowski S., Śniegocki B.: Methods of the pipeline bridges protection against the effects of water hammer. Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture. 2017. 64 3/1,pp. 417-425.
• [19] Bednarek T., Sosnowski W.: Practical fatigue analysis of hydraulic cylinders –Part II, damage mechanics approach, International Journal of Fatigue . 2010. 32, pp. 1591-1599.
• [20] JimTnez G.: Summary of static fatigue tests. Tech. rep., PROHIPP-01-024-001; 2005.
• [21] Solarewicz A.: Warunki trwałości węży hydraulicznych. Inżynieria & Utrzymanie Ruchu. 2019. https://www.utrzymanieruchu.pl/warunki-trwalosci-wezy-hydraulicznych [accessed: 30.08.2020].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).