Гидравлика. Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования Омск Издательство Сибади 2006
 Скачать 2.13 Mb.
|
|
Р Гидроаппарат золотниковый ……………………………………... РЗ Гидроаппарат клапанный …………………………………………. РК Регулятор потока ………………………………………………….. РП Сумматор потока …………………………………………………... СП Термометр ………………………………………………………….. Т Гидроусилитель ……………………………………………………. УС Фильтр ……………………………………………………………… Ф Гидроцилиндр ……………………………………………………... Ц 121 Приложение Расчетные формулы для определения коэффициента путевых потерь (коэффициента Дарси) Характеристика потока и трубопровода Расчетная зависимость Ламинарный изотермический поток в круглых трубах Формула Пуазейля: Rе 64 = λ Ламинарный поток в реальных трубопроводах круглого сечения Rе 75 = λ Ламинарный поток в гибких рукавах и резиновых шлангах с наконечниками е Турбулентный поток в гид- равлически гладких трубопроводах при е Формула Блазиуса: 25 , 0 Rе 3164 , 0 = λ Турбулентный поток в гид- равлически гладких трубопроводах при 10 е 6 Формула Конакова е Турбулентный поток в шероховатых трубопроводах при е > 10 5 коэффициент λ не зависит от числа Рейнольдса) Формула Никурадзе: 2 d lg 2 74 , 1 или формула Шифринсона: 4 d / 11 , 0 ∆ = λ , где d – внутренний диаметр ∆ – абсолютная шероховатость Турбулентный поток в гибких рукавах и резиновых шлангах при 5 ⋅10 ее Для новых рукавов принимается 0,38 Турбулентный поток в трубах некруглого сечения с гладкими и шероховатыми стенками λ определяется по формулам для круглых труб 122 Приложение Ориентировочные значения коэффициентов местных сопротивлений некоторых элементов гидропривода Тип местного сопротивления Коэффициент Золотниковый распределитель 2…4 Обратный клапан 2…3 Дроссель 2…2,2 Разъемная самозапирающаяся соединительная муфта Фильтр 2…3 Присоединительный штуцер, переходник 0,1…0,15 Плавное колено трубопровода под углом 90 º 0,12…0,15 Угольник с поворотом под углом 90 º 1,5…2 Сверленый угольник 2 Выход жидкости из трубопровода в бака) для турбулентного режима 1 б) для ламинарного режима 2 Вход в гидроцилиндры, фильтры и т.д. 0,8…0,9 Выход из бака в трубопровод с острыми кромками а) при трубе, выполненной заподлицо со стенками резервуара 0,05 б) при трубе, выдвинутой в бак 1 Тройники с одинаковыми диаметрами всех каналов а) поток складывается 0,5…0,7 1,5…2 б) поток расходится 0,9…1,2 1…1,5 123 Приложение Ориентировочные значения максимальных скоростей течения рабочей жидкости Назначение гидролинии Скорость v , мс, не более Всасывающая 1,2 Сливная 2,0 Напорная (нагнетательная) при давлениях, МПа до 2,5 2,5 до 10 4,0 до 16 5,0 Свыше 25 6,2 Приложение Средняя высота неровностей (абсолютная шероховатость) внутренних поверхностей трубопроводов, выполненных из различных материалов Тип трубопровода Абсолютная шероховатость ∆ , мм Стальные цельнотянутые 0,04…0,08 Чугунные и стальные с коррозией 0,2…0,3 Медные, латунные, алюминиевые цельнотянутые 0,01…0,05 Резиновые рукава и шланги 0,03 124 Приложение Основные определения и зависимости гидравлики и гидропривода Наименование Определения и зависимости 1 2 Плотность жидкости Масса жидкости в единице объема Удельный вес Вес жидкости в единице объема V / G = γ , Сжимаемость Свойство жидкости изменять свою плотность объем) при изменении давления и (или) температуры Вязкость Свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) частиц жидкости Динамический коэффициент вязкости Коэффициент пропорциональности µ , входящий в выражение закона трения Ньютона dy dv µ = τ , где τ – касательное напряжение (удельная сила трения) на элементарной площадке, лежащей на поверхности соприкасающихся слоев движущейся жидкости dy dv – производная скорости слоев жидкости V по нормали y к рассматриваемым слоям жидкости (градиент скорости) Кинематический коэффициент вязкости Величина ν , равная отношению динамического коэффициента вязкости µ к плотности жидкости ρ : Живое сечение Поперечное сечение потока S , перпендикулярное к направлению движения жидкости Смоченный периметр Длина контура живого сечениях, на которой жидкость соприкасается с твердыми стенками Гидравлический радиус Величина, равная отношению площади живого сечения S к смоченному периметру х, тег Продолжение прил. 7 1 2 Гидравлический диаметр г г R 4 D = Расход Количество жидкости, протекающей через живое сечение в единицу времени – объемный расход t / V Q = , где V – объем t – время – массовый расход Q t m M ρ = = , где m – масса жидкости ρ – плотность – весовой расход ж, где γ – удельный вес жидкости G – вес жидкости Давление Величина, определяемая силой, приходящейся на единицу поверхности (при равномерно распределенной нагрузке) S / F p = , где F – сила, нормальная к поверхности S – площадь поверхности Средняя скорость потока Скорость, с которой должны были бы двигаться все частицы жидкости через данное живое сечение, чтобы сохранился расход, соответствующий действительному распределению скоростей в этом же живом сечении S / Q V = , где V – средняя скорость потока Q – расход жидкости S – площадь живого сечения Уравнение неразрывности потока постоянства расхода) Уравнение выражает постоянство расхода жидкости, проходящей через каждое сечение вдоль потока const SV V S V S Q 2 2 1 1 = = = = , где S – площадь живого сечения V – средняя скорость потока в сечении Уравнение Бернулли При установившемся движении жидкости уравнение Бернулли, записанное для двух сечений потока (первое сечение начальное, Продолжение прил. 7 1 2 имеет вид пот 2 2 2 2 2 1 1 1 1 h g 2 V p z g 2 V p z + α + γ + = α + γ + , где p – давление в центре тяжести сечения z – геометрическая высота центра тяжести сечения γ – удельный вес жидкости, g ρ = γ ; V – средняя скорость потока α – коэффициент Кориолиса; пот h – потери напора в потоке между первыми вторым сечениями Число Рейнольдса критерий режима движения) Безразмерная величина е, характеризующая режим движения жидкости и равная отношению произведения средней скорости V и гидравлического диаметра сечения г к кинематическому коэффициенту вязкости ν , тег VDRеПри круглом сечении трубопровода с внутренним диаметром d : ν = Vd Rе Значение числа Рейнольдса, соответствующее переходу ламинарного режима движения жидкости в турбулентный и турбулентного в ламинарный, называют критическим числом Рейнольдса Турбулентный режим движения Хаотичное, беспорядочное движение жидкости с пульсацией скоростей, давлений и перемешиванием ее частиц Ламинарный режим движения Струйчатое, слоистое, упорядоченное движение жидкости без перемешивания ее частиц Продолжение прил. 7 1 2 Местное сопротивление Гидравлическое сопротивление движению потока жидкости, вызывающее изменение скорости жидкости по величине или направлению и возникающее на участках резкого изменения конфигурации потока (поворот, сужение, расширение, задвижка, клапан, дроссель, распределитель и т.д.) Сопротивление по длине Гидравлическое сопротивление движению потока жидкости, вызываемое вязкостью и перемешиванием частиц жидкости на участие рассматриваемой длины без учета влияния местных сопротивлений Потери напора в местном сопротивлении Потери напора м (удельной энергии потока) на преодоление местных сопротивлений. Определяются по формуле Вейсбаха: м, где ξ – коэффициент местного сопротивления V – средняя скорость жидкости g – ускорение свободного падения. Потери давлениям в местном сопротивлении равным м, где ρ – плотность жидкости Потери напора по длине Потери напора l h (удельной энергии потока) на преодоление сопротивлений по длине. Определяются по формуле Дарси–Вейсбаха: g 2 V d h 2 l l λ = , где λ – коэффициент Дарси (коэффициент гидравлического трения, коэффициент путевых потерь длина трубопровода d – внутренний диаметр трубопровода V – средняя скорость потока жидкости g – ускорение свободного падения Продолжение прил. 7 1 2 Определение потерь напора по длине в трубопроводах некруглого поперечного сечения проводится по формуле г l l λ = , где г – гидравлический диаметр, г г R 4 D = , здесь г – гидравлический радиус Коэффициент местного сопротивления Безразмерная величина ξ , равная отношению потери напора к скоростному напору. Зависит от вида местного сопротивления Коэффициент Дарси (коэффициент путевых потерь, коэффициент гидравлического трения) Безразмерная величина λ , учитывающая влияние режима движения жидкости, средней скорости, размеров потока, вязкости жидкости, шероховатости стенок трубопровода и других факторов на величину потерь напора по длине Объемный гидропривод Привод, в состав которого входит гидравлический механизм, в котором жидкость находится под давлением с одним или несколькими объемными гидродвигателями Гидроустройство Техническое устройство, предназначенное для выполнения определенной самостоятельной функции в объемном гидроприводе посредством взаимодействия с рабочей жидкостью Гидросистема Совокупность гидроустройств, входящих в состав объемного гидропривода Объемная гидро- машина Гидроустройство, предназначенное для преобразования механической энергии в энергию потока рабочей жидкости (или наоборот) в процессе попеременного заполнения рабочей камеры рабочей жидкостью и вытеснения ее из рабочей камеры Продолжение прил. 7 1 2 Насос Машина для создания потока жидкой среды Жидкая среда Капельная жидкость, которая может содержать твердую или газовую фазу Объемный насос Насос, в котором жидкая среда перемещается путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса Насосный агрегат Агрегат, состоящий из насоса или нескольких насосов и приводящего двигателя, соединенных между собой Рабочая камера объемной гидро- машины Пространство объемной гидромашины, ограниченное рабочими поверхностями деталей, периодически изменяющее свой объем и попеременно сообщающееся с местами входа и выхода рабочей жидкости Гидроаппарат Гидроустройство, предназначенное для управления потоком рабочей жидкости. Примечание. Под управлением потоком рабочей жидкости понимается изменение или поддержание заданных значений давления или расхода рабочей жидкости либо изменение направления, пуски останов потока рабочей жидкости Кондиционер рабочей жидкости Гидроустройство, предназначенное для обеспечения необходимых качественных показателей и состояния рабочей жидкости Гидроемкость Гидроустройство, предназначенное для содержания рабочей жидкости с целью использования ее в процессе работы объемного гидропривода Гидролиния Гидроустройство, предназначенное для движения рабочей жидкости или передачи давления от одного гидроустройства к другому Модульное гидро- устройство Гидроустройство, соединяющееся с другими гидроустройствами при помощи каналов, выведенных на две параллельные плоскости, по которым происходит стыковка с другими гидроуст- ройствами Продолжение прил. 7 1 2 Насосный гидропривод Объемный гидропривод, в котором рабочая жидкость подается в объемный гидродвигатель насосом, входящим в состав этого привода Гидропривод поступательного движения Объемный гидропривод, гидродвигателем которого является гидроцилиндр Гидропривод вращательного движения Объемный гидропривод, гидродвигателем которого является гидромотор Гидропривод с разомкнутым потоком Насосный гидропривод, в котором рабочая жидкость от объемного гидродвигателя поступает в гидробак Гидропривод с замкнутым потоком Насосный гидропривод, в котором рабочая жидкость от объемного гидродвигателя поступает на вход насоса Объемный гидро- двигатель Объемная гидромашина, предназначенная для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена Гидроцилиндр Объемный гидродвигатель с возвратно- поступательным движением выходного звена Поворотный гид- родвигатель Объемный гидродвигатель с ограниченным поворотным движением выходного звена Гидромотор Объемный гидродвигатель с неограниченным вращательным движением выходного звена Регулируемый гидромотор Гидромотор с изменяемым рабочим объемом Рабочий объем гидромотора Разность наибольшего и наименьшего значений объемов рабочих камер гидромотора за один оборот выходного звена Нерегулируемый гидромотор Гидромотор с постоянным рабочим объемом Продолжение прил. 7 1 2 Запорно- регулирующий элемент гидроап- парата Под запорно-регулирующим элементом понимается подвижная деталь или группа деталей гид- роаппарата, при перемещении которой частично или полностью перекрывается рабочее проходное сечение Гидроклапан Гидроаппарат, в котором размеры рабочего проходного сечения изменяются от воздействия потока рабочей жидкости, проходящей через гид- роаппарат Гидроаппарат не- клапанного действия Гидроаппарат, в котором размеры рабочего проходного сечения изменяются от внешнего управляющего воздействия Регулирующий гидроаппарат Гидроаппарат, который управляет давлением, расходом и направлением потока рабочей жидкости путем частичного открытия рабочего проходного сечения Направляющий гидроаппарат Гидроаппарат, который управляет пуском, остановкой и направлением потока рабочей жидкости путем полного открытия или полного закрытия проходного сечения Гидроаппарат прямого действия Гидроклапан, в котором размеры рабочего проходного сечения изменяются в результате непосредственного воздействия потока рабочей жидкости на запорно-регулирующий элемент Гидроклапан непрямого действия Гидроклапан, в котором размеры рабочего проходного сечения изменяются основным запорно- регулирующим элементом в результате воздействия потока рабочей жидкости на вспомогательный запорно-регулирующий элемент Гидроклапан давления Регулирующий гидроаппарат, предназначенный для управления давлением рабочей жидкости. Напорный гидро- клапан Гидроклапан давления, предназначенный для ограничения давления в подводимом к нему потоке рабочей жидкости Окончание прил. 7 1 2 Предохранительный клапан Напорный гидроклапан, предназначенный для предохранения объемного гидропривода отдав- ления, превышающего установленное Гидродроссель Гидроаппарат управления расходом, предназначенный для создания сопротивления потоку рабочей жидкости Направляющий гидрораспредели- тель Направляющий гидроаппарат, предназначенный для управления пуском, остановкой и направлением потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях в зависимости от наличия внешнего управляющего воздействия Дренажная линия Гидролиния, по которой отводятся утечки рабочей жидкости КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Что понимается под жидкостью в гидромеханике 2. В чем отличие идеальной жидкости от реальной 3. Назовите основные свойства жидкости. 4. Что такое плотность жидкости 5. Что такое удельный вес жидкости 6. Что такое модуль объемной упругости жидкости 7. В чем отличие капельной жидкости от газа 8. Какая из формул выражает закон вязкого трения Ньютона а) ρν = µ ; б) dy dv / τ = µ ; в) ϕε = µ ? 9. В каких единицах измеряется кинематический коэффициент вязкости а) стокс; б) пуаз в) паскаль г) джоуль д) ньютон 10. Какую размерность имеет Стокса) мс б) см 2 /с; в) см гм. Что определяется по формуле ρ µ = ν : а) динамический коэффициент вязкости б) кинематический коэффициент вязкости в) плотность жидкости д) удельный вес жидкости 12. Какова связь между динамическими кинематическим коэффициентами вязкости жидкости 13. Что называется вязкостью жидкости 14. В чем состоит закон вязкого трения Ньютона 15. Что понимается под давлением 16. В каких единицах измеряется давление в системе СИ 17. Чему равна I техническая атмосфера в системе СИ 18. Какая из приведенных зависимостей является формулой основного уравнения гидростатики а) ; gh p p 0 ρ + = б) ; S F p = в) ρ ξ = 2 v p 2 ? 19. Что понимается под избыточным (манометрическим) давлением. Что понимается под вакуумметрическим давлением 21. Какой закон формулируется следующим образом Внешнее давление, производимое на жидкость, заключенную в замкнутом сосуде, передается этой жидкостью вовсе стороны без изменения 22. Как формулируется закон Паскаля 23. Приведите пример гидравлической установки, действие которой основано на законе Паскаля. 24. В чем заключается гидростатический парадокс 25. Какая величина определяется по формуле S p F c = : а) сила тяжести жидкости б) сила давления жидкости на криволинейную стенку в) сила давления жидкости на плоскую стенку г) сила давления на жидкость 26. Какой закон формулируется следующим образом Тело, погруженное в жидкость, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость Сформулируйте закон Архимеда. 28. Что такое линия тока 29. Что такое трубка тока 30. Что такое элементарная струйка 31. Что такое поток жидкости 32. Что понимается под напорным потоком жидкости 33. Что такое живое сечение потока 34. Что понимается под смоченным периметром 35. В чем отличие напорного и безнапорного потоков 36. Как определяется гидравлический радиус и гидравлический диаметр 37. Что такое объемный расход жидкости 38. Что такое расход жидкости 39. В чем отличие объемного расхода от массового 40. Что определяется по формуле S Q v = : а) средняя скорость потока б) расход жидкости в) скоростной напор г) плотность жидкости 41. Что понимается под средней скоростью потока жидкости 42. Запишите уравнение постоянства расходов (неразрывности потока. Какой вид имеет уравнение постоянства расходов (неразрывности потока а vS |