Гидравлика и гидравлические машины

ЖидкостьТемпература, 0СПлотность, кг/м3Вязкость, 10-4 м2/сБензин:авиационный20710-7800,004-0,005автомобильный20690-7600,0055-0,0075Бензол20870-8800,0007Вода дистиллированная410000,0157209980,0101809720,0037Глицерин (безводный)2012608,7Дизельное топливо20830-8600,02-0,06Керосин20790-8600,025Мазут80880-9400,43-1,2Масло авиационноеМС-141008600,14МС-201008700,205МК-221008800,22МС-20С1008700,20Масло автомобильноеАС-61008600,06АС-81008700,08АС-101008700,10ДС-81008600,08ДС-111008800,11Масло моторноеМТ-14п1008700,135-0,145МТ-16п1008700,16-0,175МН-7,51008700,075МС-6508500,06М-20Г1000,20Масло индустриальноеИ-5А508900,04-0,05И-8А509000,06-0,08И-12А508800,10-0,14И-25А508900,24-0,27И-30А508900,28-0,33И-40А508950,35-0,45И-70А509100,65-0,75И-100А509200,90-1,18Масло АМГ-10508500,13Масла:веретенное АУ100890-9000,036турбинное ТП-22509000,20-0,24турбинное ТП-30509000,28-0,32турбинное ТП-46509000,44-0,48трансформаторное50880-8900,09Нефть18760-9000,25-1,4Ртуть15135600,0011Скипидар168700,0183Спирт этиловый (безводный)207900,0151Чугун 130070000,011

Гидравлика и гидравлические машины

Методическое пособие

Разное

Другие методички по предмету

Разное

Сдать работу со 100% гаранией

Министерство сельского хозяйства Российской федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ижевская государственная сельскохозяйственная академия»

ФАКУЛЬТЕТ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

Гидравлика и гидравлические машины

Методические материалы для студентов

Дисциплина «Гидропривод»

 

Составитель: доцент каф. «ТМППЖ»,

к.т.н., М.Ю. Васильченко

 

 

 

 

 

 

 

Ижевск 2010

Содержание

 

Основные задачи курса и рекомендации к выполнению контрольной работы

Введение. Основные положения

Глава 1. Гидростатика

Глава 2. Применение уравнения Бернулли. Гидравлические сопротивления

Глава 3. Истечение жидкости через отверстия и насадки

Глава 4. Гидромашины

Экзаменационные вопросы

Литература

Приложения

 

Основные задачи курса и рекомендации к выполнению контрольной работы

 

Целью изучения дисциплины является подготовка занятых в агропромышленном комплексе высококвалифицированных инженеров, способных решать задачи, связанные с использованием жидкостей в различных объектах техники и сельского хозяйства.

Предметом курса является изучение основных законов гидравлики, основ теории лопастных объемных гидромашин, их конструкций и принципов работы; принципов построения и эксплуатации систем гидропривода; сельскохозяйственного водоснабжения.

Формы проведения занятий: лекции, практические занятия, написание контрольной работы.

Формы контроля: текущий контроль, экзамен.

Методические указания по выполнению контрольной работы:

Контрольная работа содержит шесть задач. Номера задач выбираются по двум последним цифрам шифра и устанавливаются из таблицы 1. При последних двух цифрах от 01 до 30 номер варианта соответствует номеру в таблице, при последних цифрах от 31 до 60 номер варианта выбирается следующим образом, последние две цифры минус 30, при цифрах от 61 до 90 минус 60, 91 - 99 минус 90. Работа выполняется аккуратно на бумаге формата А4 в рукописном виде.

Студент, не сдавший контрольную работу, к экзамену не допускается.

 

Таблица 1

ВариантНомера задачВариантНомера задач01117112232421631711273846022181223334317418122839450331913243444185191329404404417202535451961720304143055182126364620718213132420661911273747218191122354307717122838482291712233644088181329394923101813243745099192030405024141920253846101017213141512515172126394711141811223351261618112740481215191223345027119122841491316171324354928217132934501411820253648293182030335115219212637473041921313242

Введение. Основные положения

 

Гидравлика, или техническая механика жидкостей, - это наука о законах равновесия и движения жидкостей, о способах применения этих законов к решению практических задач.

Жидкостью называют вещество, находящееся в таком агрегатном состоянии, которое сочетает в себе черты твердого состояния (весьма малая сжимаемость) и газообразного (текучесть). Законы равновесия и движения капельных жидкостей в известных пределах можно применять и к газам.

На жидкость могут действовать силы, распределенные по ее массе (объему), называемые массовыми, и по поверхности, называемые поверхностными. К первым относятся силы тяжести и инерции, ко вторым - силы давления и трения.

Давлением р называется отношение силы F, нормальной к поверхности, к площади S. При равномерном распределении

 

.

 

Касательным напряжением t называется отношение силы трения Fтр, касательной к поверхности, к площади S:

 

.

 

Если давление р отсчитывают от абсолютного нуля, то его называют абсолютным (рабс), а если от условного нуля (т. е. сравнивают с атмосферным давлением ратм), то избыточным (ризб):

 

рабс = ризб + ратм.

 

Если рабс < ратм, то имеется вакуум, величина которого рвак = ратм - рабс.

Основной физической характеристикой жидкости является плотность r (кг/м3), определяемая для однородной жидкости отношением ее массы m к объему W:

 

 

Плотность пресной воды при температуре Т = 4 °С r = 1000 кг/м3. В гидравлике часто пользуются также понятием удельного веса g (Н/м3), т. е. весом G единицы объема жидкости:

 

.

 

Плотность и удельный вес связаны между собой соотношением

 

g = r · g,

 

где g - ускорение свободного падения.

Для пресной воды gвод = 9810 Н/м3. При решении задач данного сборника допускается принимать gвод = 104 Н/м3.

Важнейшие физические параметры жидкостей, которые используются в гидравлических расчетах, - сжимаемость, температурное расширение, вязкость и испаряемость.

Сжимаемость жидкостей характеризуется модулем объемной упругости К, входящим в обобщенный закон Гука

,

 

где DW - приращение (в данном случае уменьшение) объема жидкости W, обусловленное увеличением давления на Dр. Например, для воды Квод≈ 2 · 103 МПа.

Температурное расширение определяется соответствующим коэффициентом, равным относительному изменению объема, при изменении температуры на 1 °С:

 

[1/град].

 

Вязкость - это способность жидкости сопротивляться сдвигу. Различают динамическую (μ) и кинематическую () вязкости. Первая входит в закон жидкостного трения Ньютона, выражающий касательное напряжение t через поперечный градиент скорости dv/dу:

 

.

 

Кинематическая вязкость связана с динамической соотношением

 

.

 

Единицей кинематической вязкости является м2/с.

Испаряемость жидкостей характеризуется давлением насыщенных паров в функции температуры.

Давлением насыщенных паров можно считать то абсолютное давление, при котором жидкость закипает при данной температуре.

Физические свойства некоторых жидкостей и газов приведены в приложении (таблица 1 - 4).

 

Глава 1. Гидростатика

 

Давление в неподвижной жидкости называется гидростатическим и обладает следующими двумя свойствами:

на внешней поверхности жидкости оно всегда направлено по нормали внутрь объема жидкости;

в любой точке внутри жидкости оно по всем направлениям одинаково, т.е. не зависит от угла наклона площадки, по которой действует.

Уравнение, выражающее гидростатическое давление р в любой точке неподвижной жидкости в том случае, когда из числа массовых сил на нее действует лишь одна сила тяжести, называется основным уравнением гидростатики:

 

р = р0 + hrg = р0+ gh, (1.1)

 

где р0 - давление на какой-либо поверхности уровня жидкости, например, на свободной поверхности; - глубина расположения рассматриваемой точки, отсчитанная от поверхности с давлением р0.

В тех случаях, когда рассматриваемая точка расположена выше поверхности с давлением р0, второй член в формуле (1.1) отрицателен.

Другая форма записи того же уравнения (1.1) имеет вид

 

,

 

где z и z0 - вертикальные координаты произвольной точки и свободной поверхности, отсчитываемые от горизонтальной плоскости вверх;

р/(rg) - пьезометрическая высота (если р - избыточное давление);

р/(rg) - приведенная пьезометрическая высота (если р - абсолютное давление).

Подавляющее большинство механизмов и сооружений работают при окружающем давлении, равном атмосферному. Наличие в устройстве жидкости или газа под избыточным (вакуумметрическим) давлением обусловливает возникновение в его деталях дополнительных напряжений, которые определяют прочность изделия, а также его работоспособность. Поэтому часто необходимо знать силу избыточного воздействия жидкости на устройство.

Сила избыточного давления жидкости на плоскую стенку равна произведению гидростатического давления pC в центре тяжести площади стенки на площадь стенки S, т. е.

= pC · S(1.2)

 

Центр давления (точка приложения силы) расположен ниже центра тяжести площади или совпадает с последним в случае горизонтальной стенки.

Расстояние между центром тяжести площади и центром давления в направлении нормали к линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью жидкости равно

 

,(1.3)

 

где I0 - момент инерции площади стенки относительно оси, проходящей через центр тяжести площади и параллельной линии пересечения плоскости стенки со свободной поверхностью;

уС - координата центра тяжести площади.

Сила давления жидкости на криволинейную стенку, симметричную относительно вертикальной плоскости, складывается из горизонтальной Fx и вертикальной Fz составляющих:

 

.(1.4)

 

Горизонтальная составляющая Fx равна силе давления жидкости на вертикальную проекцию данной стенки:

x = hC r g Sв.(1.5)

 

Вертикальная составляющая Fz равна весу тела давления, или другими словами, весу жидкости в объеме W, заключенном между данной стенкой, свободной поверхностью жидкости и вертикальной проецирующей поверхностью, проведенной по контуру стенки. Если избыточное давление на свободной поверхности жидкости отлично от нуля, то при расчете следует эту поверхность мысленно поднять (или опустить) на высоту (пьезометрическую высоту) /(r

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>