Билет 1 Физические свойства жидкости (удельный вес, плотность, сжимаемость, вязкость, испаряемость, растворимость газов в жидкостях). Жидкостью

• Название: Билет 1 Физические свойства жидкости (удельный вес, плотность, сжимаемость, вязкость, испаряемость, растворимость газов в жидкостях). Жидкостью
• Дата: 13.12.2022
• Размер: 2.32 Mb.
• Имя файла: Gotovy_ekzamen.doc
• Тип: Документы; #843044
• страница: 9 из 22

Классификация гидромашин по принципу действия

Принцип действия гидромашин

‒ Силы гидростатического давления, действующие на рабочие органы гидромашины, образуются за счет перепада давления на их поверхностях. Это обусловливает существование в гидромашине некоторых замкнутых, герметично разделенных полостей. Причем в процессе преобразования механической энергии твердого тела и потока жидкости рабочие органы перемещаются и изменяются объемы этих полостей. Такой принцип работы осуществлен в объемных гидрома- шинах.

‒ Гидродинамические силы действуют на рабочие органы, например лопасти вращающегося рабочего колеса гидромашины, которую называют лопастной, или динамической, гидромашиной. Преобразование механической энергии в такой гидромашине происходит в результате динамического взаимодействия потока рабочей жидкости с рабочими органами.

‒ При движении твердого тела относительно вязкой жидкости между ними происходит силовое взаимодействие. Оно обусловлено касательными напряжениями, которые возникают как между отдельными слоями жидкости, так и на поверхности твердого тела. В результате на твердом теле, которое в данном случае является рабочим органом гидромашины, возникает сила давления 𝑃. Такой принцип работы положен в основу фрикционной гидромашины, типичным представителем которой служит дисковый насос трения.

Основные параметры и рабочие характеристики.

Механическая энергия потока рабочей жидкости в единицу времени — мощность, Вт. Удельная энергия потока рабочей жидкости, отнесенная к единице силы тяжести, — напор,

м.

Коэффициент полезного действия гидромашины позволяет оценить потери потребляемой

мощности.

Различают три основных вида потерь энергии.

‒ Гидравлические потери — потери напора при движении жидкости в каналах гидромашины, их оценивают с помощью гидравлического КПД.

‒ Особенность объемных машин заключается в наличии множества зазоров с неподвижными и подвижными стенками, в которых происходят основные потери энергии. В связи с этим потери на утечки и циркуляцию жидкости через зазоры внутри гидромашины из области высокого давления в область низкого называют объемными потерями и оценивают с помощью объемного КПД.

‒ Механические потери — потери на механическое трение в подшипниках, сопряженных деталях и уплотнениях гидромашины, их оценивают с помощью механического КПД.
БИЛЕТ №11

1. 
   Уравнение Д. Бернулли.
   

В потоке жидкости выделяется элементарная струйка и определяется удельная энергия жидкости в двух произвольных сечениях 1—1 и 2—2.






Удельная энергия — энергия, отнесенная к единице силы тяжести жидкости. Любая частица жидкости массой 𝑚, занимающая в элементарной струйке объем ∆𝑉, обладает запасом полной удельной энергии 𝐸, которая складывается из удельной потенциальной энергии 𝐸_п и удельной кинетический энергии 𝐸_к, т.е.
𝐸 = 𝐸_п + 𝐸_к.

Также полная удельная энергия частицы жидкости
𝐸 = 𝑧 + 𝑝/𝛾 + 𝑢²/2𝑔.
Пусть в сечении 1—1 элементарной струйки скорость движения жидкости 𝑢₁ давление 𝑝₁ а высота расположения центра тяжести, отсчитанная от произвольной горизонтальной плоскости сравнения, 𝑧₁. В сечении 2—2 — соответственно 𝑢₂, 𝑝₂ и 𝑧₂.

Тогда полная удельная энергия элементарной струйки в сечениях 1—1и 2—2равна:

1
𝐸₁ = 𝑧₁ + 𝑝₁/𝛾 + 𝑢²/2𝑔.




2
𝐸₂ = 𝑧₂ + 𝑝₂/𝛾 + 𝑢²/2𝑔.

При движении идеальной жидкости не возникает сил сопротивления (трения), поэтому на основе закона сохранения энергии можно написать, что 𝐸₁ = 𝐸₂ или
z + 𝑝1/𝛾 + 𝑢1 в степени 2 /2𝑔 = 𝑧2 + 𝑝2/𝛾 + 𝑢2 в степени 2 /2𝑔


Но так как сечения 1—1 и 2—2 были взяты произвольно, вдоль всей длины элементарной струйки идеальной жидкости, то
𝑧 + 𝑝/𝛾 + 𝑢²/2𝑔 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡.
Это и есть уравнение Д. Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости. Оно показывает, что для элементарной струйки идеальной жидкости полная удельная энергия, т.е. сумма удельной энергии положения, удельной энергии давления и кинетической удельной энергии, есть величина постоянная во всех сечениях.

Члены уравнения Бернулли измеряются в единицах длины и носят следующие название:

𝑧 — нивелирная высота, или геометрический напор;

𝑝/𝛾 — пьезометрическая высота;

𝑢²/2𝑔 — скоростная высота, или скоростной напор.
𝑧 + 𝑝/𝛾 + 𝑢²/2𝑔 = 𝐻 — полный напор.

2. 
   Гидромотор: назначение, принцип действия, устройство и основные параметры.
   

Объемный гидравлический двигатель — гидромашина, преобразующая механическую энергию потока рабочей жидкости в механическую энергию ведомого звена (вала, штока), которое непосредственно или через механическую передачу соединено с рабочим органом приводимой машины или механизма (внешняя нагрузка).

В зависимости от вида движения ведомого звена гидравлические двигатели подразделяют на гидромоторы (вращательное движение), гидроцилиндры (поступательное движение) и поворотные гидродвигатели (угол поворота φ < 360°).
Гидромотором называют объемный гидравлический двигатель с неограниченным вращательным движением выходного звена. Гидравлические двигатели вращательного движения — обратимые роторные гидромашины, которые могут работать в режиме гидравлического двигателя.