Гидравлике 222. Содержание дисциплины гидравлика

Название	Содержание дисциплины гидравлика
Дата	11.07.2022
Размер	0.92 Mb.
Формат файла
Имя файла	Гидравлике 222.docx
Тип	Закон #628813

Гидравлика

Содержание дисциплины гидравлика.

Гидра́влика — прикладная наука о законах движения (см. гидродинамика капельных жидкостей и газов), равновесии жидкостей (см. гидростатика) и способах приложения этих законов к решению задач инженерной практики^[2].

В отличие от гидромеханики, гидравлика характеризуется особым подходом к изучению явлений течения жидкостей: она устанавливает приближённые зависимости, ограничиваясь во многих случаях рассмотрением одноразмерного движения, широко используя при этом эксперимент, как в лабораторных, так и в натурных условиях.

Наряду с этим намечается всё большее сближение между гидромеханикой и гидравликой: с одной стороны, гидромеханика всё чаще обращается к эксперименту, с другой — методы гидравлического анализа становятся более строгими^[3].

Общие понятия о жидкостях.

Жи́дкость — вещество, находящееся в жидком агрегатном состоянии, занимающем промежуточное положение между твёрдым и газообразным состояниями^[1].

При этом агрегатное состояние жидкости как и агрегатное состояние твёрдого тела является конденсированным, то есть таким, в котором частицы (атомы, молекулы, ионы) связаны между собой.

Основным свойством жидкости, отличающим её от веществ, находящихся в других агрегатных состояниях, является способность неограниченно менять форму под действием касательных механических напряжений, даже сколь угодно малых, практически сохраняя при этом объём.

Физические свойства жидкостей.

Гидродинамика -- это раздел гидравлики, изучающий законы механического движения жидкости и ее взаимодействия с неподвижными и подвижными поверхностями. Основная задача гидродинамики: определение гидродинамических характеристик потока, таких как гидродинамическое давление, скорость движения жидкости, сопротивление движению жидкости, а также изучение их взаимосвязи.

Кинематика жидкости обычно в гидравлике рассматривается совместно с динамикой и отличается от нее изучением видов и кинематических характеристик движения жидкости без учета сил, под действием которых происходит движение, тогда как динамика жидкости изучает законы движения жидкости в зависимости от приложенных к ней сил.

Жидкость в гидравлике рассматривается как непрерывная среда, сплошь заполняющая некоторое пространство без образования пустот. Причины, вызывающие ее движение, -- внешние силы, такие, как сила тяжести, внешнее давление и т. д. Обычно при решении задач гидродинамики этими силами задаются. Неизвестные факторы, характеризующие движение жидкости, -- это внутреннее гидродинамическое давление (по аналогии с гидростатическим давлением в гидростатике) и скорость течения жидкости в каждой точке некоторого пространства. Причем гидродинамическое давление в каждой точке -- функция не только координат данной точки, как это было с гидростатическим давлением, но и функция времени t, т. е. может изменяться и со временем.

Основной задачей этого раздела гидравлики является определение следующих зависимостей скорости u и давления P в каждой точке потока жидкости, которые являются соответствующими функциями времени t и координат x,y,z:

.

Трудность изучения законов движения жидкости обусловливается самой природой жидкости и особенно сложностью учета касательных напряжений, возникающих вследствие наличия сил трения между частицами. Поэтому изучение гидродинамики, по предложению Л. Эйлера, удобнее начинать с рассмотрения невязкой (идеальной) жидкости, т. е. без учета сил трения, внося затем уточнения в полученные уравнения для учета сил трения реальных жидкостей.

Существует два метода изучения движения жидкости: метод Ж. Лагранжа и метод Л. Эйлера.

Метод Лагранжа заключается в рассмотрении движения каждой частицы жидкости, т. е. траектории их движения. Из-за значительной трудоемкости этот метод не получил широкого распространения.

Метод Эйлера заключается в рассмотрении всей картины движения жидкости в различных точках пространства в данный момент времени. Этот метод позволяет определить скорость движения жидкости в любой точке пространства в любой момент времени, т. е. характеризуется построением поля скоростей и поэтому широко применяется при изучении движения жидкости. Недостаток метода Эйлера в том, что при рассмотрении поля скоростей не изучается траектория отдельных частиц жидкости.

При перемещении жидкости силу давления, отнесенную к единице площади, рассматривают как напряжение гидродинамического давления, подобно напряжению гидростатического давления при равновесии жидкости. Как и в гидростатике, вместо термина «напряжение давления» используют выражение «гидродинамическое давление», или просто «давление».

По характеру изменения скоростей во времени движение жидкости бывает установившееся и неустановившееся.

Виды движения (течения) жидкости

Течение жидкости вообще может быть неустановившимся (нестационарным) или установившимся (стационарным).

гидродинамика движение жидкость трубопровод

Неустановившееся движение - такое, при котором в любой точке потока скорость движения и давление с течением времени изменяются, т.е. u и P зависят не только от координат точки в потоке, но и от момента времени, в который определяются характеристики движения т.е.:

и .

Примером неустановившегося движения может являться вытекание жидкости из опорожняющегося сосуда, при котором уровень жидкости в сосуде постепенно меняется (уменьшается) по мере вытекания жидкости.

Установившееся движение - такое, при котором в любой точке потока скорость движения и давление с течением времени не изменяются, т.е. u и P зависят только от координат точки в потоке, но не зависят от момента времени, в который определяются характеристики движения:

и ,и, следовательно,

, ,,.

Пример установившегося движения - вытекание жидкости из сосуда с постоянным уровнем, который не меняется (остаётся постоянным) по мере вытекания жидкости.

В случае установившегося течения в процессе движения любая частица, попадая в заданное, относительно твёрдых стенок, место потока, всегда имеет одинаковые параметры движения. Следовательно, каждая частица движется по определённой траектории.

Силы действующие на жидкость.

На тело внутри жидкости действуют две силы: сила тяжести и сила Архимеда. Под действием этих сил тело может двигаться. Для плавания тела существует три условия:

если сила тяжести больше силы Архимеда, тело тонет, погружается на дно

если сила тяжести равна силе Архимеда, то тело может находиться в равновесии в любой точке жидкости, при этом тело плавает внутри жидкости если сила тяжести меньше силы Архимеда, тело будет плавать и подниматься

Гидростатика. Гидростатическое давление и ее свойства.

Сжимающее напряжение в покоящейся жидкости называется гидростатическим давлением: р = или р =. Гидростатическое давление характеризуется тремя основными свойствами. Гидростатическое давление направлено нормально к поверхности, на которую оно действует и создаёт только сжимающие напряжения. Действительно, в жидкости практически не возникают растягивающие напряжения, а если она находится в покое, то в ней нет и касательных напряжений.

Основное уравнение гидростатики.

Поверхностные силы пропорциональны площади той поверхности, по отношению к которой рассматривают их действие. Такая поверхность может находиться на границе раздела жидкости и газа или жидкости и твердого тела. Например, сила действия столба атмосферного воздуха на поверхность воды в пруду во много раз больше, чем на поверхность воды в стакане.

Массовые силы, по определению, пропорциональны массе жидкости. Их природа может быть различной. В гидравлике в качестве массовых сил рассматривают силы тяжести и инерции (в том числе центробежные силы). Например, железнодорожная цистерна начинает движение с территории завода с ускорением. При этом залитая в нее жидкость испытывает действие массовых сил: собственного веса и сил инерции, вызванных ускорением.

Суммарную внешнюю силу, являющуюся результатом действия поверхностных и массовых сил на единицу площади поверхности, называют гидростатическим давлением р:

р = F/S,

где S — площадь поверхности, м², на которую действует сила F,Н.

Виды давлений.

Виды давления в гидравлике. В работе гидравлики рассматривают два вида давления: гидростатическое и гидродинамическое. Гидростатическое давление — это давление покоящейся жидкости. Оно есть в любой жидкости. В нашем случае гидростатическое давление играет важную роль в работе гидравлических домкратов.

Единицы измерения давлений.

Паскаль (ньютон на квадратный метр)

Бар

Миллиметр ртутного столба (торр)

Микрон ртутного столба (10⁻³ торр)

Миллиметр водяного (или водного) столба

Атмосфера

Атмосфера физическая

Атмосфера техническая

Килограмм-сила на квадратный сантиметр, килограмм-сила на квадратный метр

Дина на квадратный сантиметр (бария)

Фунт-сила на квадратный дюйм (psi)

Пьеза (тонно-сила на квадратный метр, стен на квадратный метр)

Приборы для измерения давления.

Для измерения давления используют манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры, тягонапоромеры, датчики давления, дифманометры. Датчик давления.

В большинстве приборов измеряемое давление преобразуется в деформацию упругих элементов, поэтому они называются деформационными.

Действие силы гидростатического давления на плоскую поверхность.

Давление жидкости на плоские поверхности. В практической деятельности довольно часто приходится сталкиваться с определением силы гидростатического давления на плоские и криволинейные поверхности. Рассмотрим «плоскую» фигуру с площадью смоченной части со, наклоненную к горизонту под углом а. (рис. 1.7).

Сила гидростатического давления жидкости на плоскую поверхность равна произведению площади смоченной поверхности со на сумму внешнего гидростатического давления жидкости р₀ и избыточного гидростатического давления жидкости pgh_c.

где h_c - глубина погружения центра тяжести площади со в жидкость.

В соответствии с основным уравнением гидростатики внешнее давление р₀, действующее на поверхность жидкости, передается всем точкам со одинаково, поэтому точка приложения силы внешнего гидростатического давления (р₀) будет совпадать с центром тяжести фигуры.

Относительное равновесие жидкости

Относительное равновесие жидкости - это равновесие её в поле силы тяжести и сил инерции. При относительном равновесии результирующая массовых сил может быть направлена в любом направлении. Очевидно, что «абсолютное» равновесие представляет собой частный случай относительного, характеризующийся тем, что из всех массовых сип действует только сила тяжести.

Действие жидкости на криволинейную поверхность.

Равнодействующая сил давления на криволинейную поверхность F кр равна: F кр = F св + F. где F св – сила внешнего давления, передаваемая на криволинейную поверхность по закону Паскаля. F – сила давления самой жидкости на криволинейную поверхность. F св = p св × w, где p св – внешнее давление (на свободную поверхность жидкости); w – площадь смоченной криволинейной поверхности.

Эпюра гидростатического давления.

Эпюрой давления жидкости называется графическое изображение распределения изменения гидростатического давления жидкости по твёрдой поверхности, соприкасающейся с ней, и при ее построении учитывается только избыточное давление.

Закон Архимеда. Условие плавучести

Закон Архимеда. Условия плавучести погруженных тел

Следует выяснить условия равновесия погруженного в жидкость тела и следствия, вытекающие из этих условий.

Сила, действующая на погруженное тело – равнодействующая вертикальных составляющих P_z1, P_z2,т. е.:

P_z1 = P_z1 – P_z2 = ?gW_Т. (1)

где P_z1, P_z2 – силы направленные вниз и вверх.

Это выражение характеризует силу, которую принято называть архимедовой силой.

Архимедовой силой является сила, равная весу погруженного тела (или его части): эта сила приложена в центр тяжести, направлена вверх и количественно равна весу жидкости, вытесненной погруженным телом или его частью. Мы сформулировали закон Архимеда.

Теперь разберемся с основными условиями плавучести тела.

1. Объем жидкости, вытесненной телом, называется объемным водоизмещением. Центр тяжести объемного водоизмещения совпадает с центром давления: именно в центре давления приложена равнодействующая сил.

2. Если тело погружено полностью, то объем тела W совпадает с W_Т, если нет, то W < W_Т, то есть P_z = ?gW.

Гидродинамика. Кинематические элементы жидкости.

Гидродинамика вязких неньютоновских жидкостей. 2.1. Уравнение неразрывности потока. 2.2. Закон Пуазейля. 2.3. Закон Стокса. 2.4. Константа: число Рейнольдса. 3. Устройства для определения вязкости жидкостей. ... Гидродинамика – это раздел физики, изучающий свойства жидкостей с помощью законов механики. Жидкости можно условно разделить на идеальные и неидеальные (реальные). ... Кинематическая вязкость определяется как отношение динамической вязкости к плотности среды и характеризует текучесть жидкости и зависит от ее плотности. А динамическая вязкость характеризует сопротивляемость жидкости силе, заставляющей ее течь. Сравним воду и масло .

Виды движения.

Разделяют два основных вида движения – это прямолинейное и криволинейное движение. Если траектория тела – это прямая линия, то движение называется прямолинейным. Если тело движется по параболе или по любой другой кривой – мы говорим о криволинейном движении. При рассмотрении движения не просто материальной точки, а движения реального тела различают еще два вида движения: поступательное движение и вращательное движение.

Линия потока. Элементарная струйка.

Элементарная струйка обладает следующими свойствами:

форма элементарной струйки остается неизменной во времени

обмен частицами между отдельными струйками не возможен (вектор скорости направлен по касательной, нормальная составляющая равна 0)

скорость и давление во всех точках сечения одинаковы в виду малости сечения

Гидравлические элементы потока жидкости.

К основным элементам потока жидкости относятся живое сечение, смоченный периметр, гидравлический диаметр и гидравлический радиус.

Живое сечение потока – поверхность в пределах потока, проведенная нормально к линиям тока. В дальнейшем будем рассматривать параллельноструйчатые потоки или потоки с незначительной кривизной. В этих случаях живое сечение можно считать плоским. На рис. 4.3 показаны различные случаи определения живого сечения (площадь живого сечения S отмечена горизонтальными черточками).

Смоченный периметр χ – периметр живого сечения потока, который соприкасается с ограждающими стенками. На рис. 4.4 смоченный периметр показан штриховой линией.

Гидравлический радиус R_г– отношение площади живого сечения к смоченному периметру:

(4.1)

Гидравлический диаметр D_г – величина, равная учетверенному гидравлическому радиусу:

(4.2)

Для круглой трубы при напорном течении (рис. 4.4, а) гидравлический диаметр D_г будет равен внутреннему диаметру трубы d:

Уравнение неразрывности потока жидкости.

Уравнение неразрывности потока и уравнения Бернулли являются основными уравнениями гидродинамики. При изучении потоков жидкости вводится ряд понятий, характеризующий потоки с гидравлической и геометрической точек зрения. Такими понятиями являются: площадь живого сечения потока(или живое сечение потока), расход и средняя скорость. Площадью живого сечения потока, называют площадь сечения потока, приведенную нормально к направлению линии тока, т.е. перпендикулярно движению струйки жидкости. Живое сечение может быть ограничено твердыми стенками полностью или частично.

Теперь вооружившись основными понятиями перейдем к определению уравнения неразрывности потока.

Отделим сечениями 1-1 и 2-2 некоторый отрезок элементарной струйки. В этот отрезок в единицу времени через сечение 1-1 втекает объем жидкости равный

Q1 = υ₁ * F1,

а через сечение 2-2 из него же вытекает объем, равный

Q2 = υ₂ * F2.

Примем, что жидкость несжимаема и что в ней невозможно образование незаполненных жидкостью пространств – т.е. будем считать, что соблюдается условие сплошности или неразрывности движения.

Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости при установившемся движении.

Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости.

Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости.

Гидравлические сопротивления.

Гидравлическое сопротивление или гидравлические потери – это суммарные потери при движении жидкости по водопроводящим каналам. Их условно можно разделить на две категории:

Потери трения – возникают при движении жидкости в трубах, каналах или проточной части насоса.

Потери на вихреобразование – возникают при обтекании потоком жидкости различных элементов. Например, внезапное расширение трубы, внезапное сужение трубы, поворот, клапан и т. п. Такие потери принято называть местными гидравлическими сопротивлениями.

Гидравлические потери выражают либо в потерях напора Δh в линейных единицах столба среды, либо в единицах давления ΔP:

Δh= ΔP/(ρg)

где ρ — плотность среды, g — ускорение свободного падения.

В производственной практике перемещение жидкости в потоках связано с необходимостью преодолеть гидравлическое сопротивление трубы по длине потока, а также различные местные сопротивления:

Поворотов

Диафрагм

Задвижек

Вентилей

Кранов

Различных ответвлений и тому подобного

На преодоление местных сопротивлений затрачивается определенная часть энергии потока, которую часто называют потерей напора на местные сопротивления. Обычно эти потери выражают в долях скоростного напора, соответствующего средней скорости жидкости в трубопроводе до или после местного сопротивления.

Аналитически потери напора на местные гидравлические сопротивления выражаются в виде.

h_r = ξ υ² / (2g)

где ξ – коэффициент местного сопротивления (обычно определяется опытным путем).

Данные о значении коэффициентов различных местных сопротивлений приводятся в соответствующих справочниках, учебниках и различных пособиях по гидравлике в виде отдельных значений коэффициента гидравлического сопротивления, таблиц, эмпирических формул, диаграмм и т.д.

Режимы движения жидкости.

M = rV = rwS. Режимы движения жидких сред. При течении жидкой среды (жидкости) реализуется два режима: ламинарный и турбулентный. При ламинарном режиме жидкость течет малой скоростью, отдельными струйками, не смешиваясь, параллельно стенкам канала при этом траектории отдельных частиц не пересекаются, все частицы имеют лишь продольную составляющую скорости.

Потери напора по длине при ламинарном режиме движения жидкости.

Модель расчета турбулентного режима движения.

Турбулентный режим движения в опытах. Для более конкретного представления турбулентного режима движения жидкости рассмотрим опыт Рейнольдса. При добавлении краски в поток жидкости движущейся с небольшой скоростью красная краска будет двигаться ровной струйкой. При увеличении скорости потока движение частиц так же увеличится. Струйка краски будет колебаться как на указано на рисунке. При открытии крана и увеличении расхода через трубку, поток краски будет всё более интенсивнее перемешиваться с основным потоком жидкости, образуя всё больше вихрей.

Местные сопротивления.

Истечение жидкости через отверстия.

Истечение жидкости через насадки

Понятие о явлении кавитации.

Кавитация-это явление, при котором статическое давление жидкости снижается ниже давления пара жидкости, что приводит к образованию небольших полостей, заполненных паром в жидкости. При воздействии более высокого давления эти полости, называемые "пузырьками" или "пустотами", разрушаются и могут генерировать ударные волны, которые могут повредить оборудование. Эти ударные волны сильны, когда они очень близки к взорванному пузырю, но быстро ослабевают, когда они распространяются от имплозии.

Кавитация является важной причиной износа в некоторых инженерных контекстах. Коллапсирующие пустоты, которые взрываются вблизи поверхности металла, вызывают циклическое напряжение через повторную имплозию. Это приводит к поверхностной усталости металла, вызывающей тип износа, также называемый "кавитацией". Наиболее распространенными примерами такого рода износа являются рабочие колеса насосов и изгибы, где происходит внезапное изменение направления жидкости. Кавитация обычно делится на два класса поведения: инерционная (или переходная) кавитация и неинерционная кавитация.

Процесс, при котором пустота или пузырь в жидкости быстро разрушается, создавая ударную волну, называется инерционной кавитацией. Инерционная кавитация возникает в природе при ударах креветок-богомолов и пистолетных креветок, а также в сосудистых тканях растений. В искусственных объектах она может возникать в регулирующих клапанах, насосах, пропеллерах и рабочих колесах.

Неинерционная кавитация-это процесс, при котором пузырь в жидкости вынужден колебаться по размеру или форме из-за некоторой формы ввода энергии, такой как акустическое поле. Такая кавитация часто используется в ваннах ультразвуковой очистки, а также может наблюдаться в насосах, пропеллерах и т. Д.

Гидравлический расчет длинных и коротких трубопроводов.

При гидравлическом расчете напорных трубопроводов принято из соображений удобства расчета делить их условно на короткие и длинные. Короткими трубопроводами называют трубопроводы сравнительно небольшой длины, в которых потери напора на преодоление местных сопротивлений в общей сумме потерь составляют не менее 10... 15%, когда целесообразно учитывать отдельно каждое местное сопротивление в трубопроводе наряду с потерями по длине. ... Гидравлический расчет этих трубопроводов выполняют без детального расчета местных потерь. Местные потери учитывают суммарно, принимая их равными 5... 10% от потерь по длине (водо-, нефтепроводы).

Общие понятие о гидромашинах.

Гидравли́ческие маши́ны (тж: гидромаши́ны) — энергетические машины, осуществляющие передачу механической энергии от жидкости к движущемуся твёрдому телу или от движущегося твёрдого тела к жидкости^[1].

Термин «гидравлические машины» является обобщающим для:

Гидравлических турбин^[2]

Турбин, в которых в качестве рабочего тела используется вода, применяющихся в качестве привода электрических генераторов на гидроэлектростанциях.^[3]

Гидравлических насосов^[4]

Гидравлических машин для создания потока жидкой среды.^[5]

Объёмных гидромашин^[6]

Гидравлических двигателей и насосов объёмного принципа действия, преобразующих энергию давления жидкости в механическую энергию (или наоборот) в процессе попеременного заполнения рабочей камеры машины жидкостью и вытеснения её из рабочей камеры.^[7]

Наравне с электрическими вращающимися машинами большинству гидравлических машин присуще свойство обратимости и возможность их работы как в качестве насосов, так и в качестве двигателей^[8].

Термин «гидравлические машины» не следует путать с термином «гидрофицированные машины», под которыми в околотехническом речевом обиходе понимаются машины, привод рабочих органов которых выполнен посредством гидравлического привода.

Основные параметры насосов.

Основные параметры насоса

Подача q насоса (производительность насоса) – это количество жидкости, которое перекачивает насос в единицу времени. Обозначается буквой Q. Измеряется в кубических метрах в час(м³/ч), или литрах в час(л/ч).

Напор насоса – это удельная механическая работа, передаваемая насосом перекачиваемой жидкости. Другими словами напор это высота столба воды на которую насос способен поднять жидкость. Напор насоса обозначается буквой H. Измеряется в метрах водного столба (м).

Мощность – это полное приращение энергии, получаемое всем потоком в насосе в единицу времени. Обозначается буквой N. Измеряется в киловаттах(кВт)

КПД (коэффициент полезного действия) насоса – это отношение полезной мощность к потребляемой насосом. КПД является безразмерной величиной.

Замер подачи большей частью осуществляется мерной дроссельной шайбой или соплом по величине перепада давления до и после прибора; перепад давления измеряется дифференциальным манометром.

По данным замеров подачи, напора и мощности, определяют КПД насоса. В результате получают таблицу значений напора, мощности и КПД для последовательного ряда значений подачи насоса от нуля до некоторого максимального значения.

Опытные значения напора, расхода, мощности и КПД могут быть представлены в виде системы точек. Соединяя точки плавными кривыми, получаем непрерывную зависимость рассматриваемых параметров от подачи насоса при постоянном числе оборотов. Эти кривые являются основными характеристиками насоса при постоянном числе оборотов. Напор насоса обычно имеет большие значения при меньшей подаче и уменьшается с её возрастанием.

Отдельные типы насосов имеют отличные характеристики, например техническая характеристика центробежного насоса представляет собой плавную кривую, а у оборудования объемного типа график выглядит ступенчато.

Холостой ход насоса

Холостой ход насоса - это работа насоса при нулевой подаче

Мощность насоса при нулевой подаче имеет некоторое значение N, которое называется мощностью холостого хода. Величина мощности холостого хода зависит от типа насоса, его коэффициента быстроходности. При холостом ходе его полезная мощность равна нулю, и следовательно, КПД также равен нулю.

С возрастанием подачи КПД растет, достигая оптимального значения при режиме, близком к расчетному, а затем начинает падать. Такие характеристики дают достаточно полное представление о свойствах насоса в эксплуатации, если насос снабжен двигателем с постоянным числом оборотов.

Иногда возникает потребность в более сжатом выражении характеристики насоса. Тогда строят одну характеристику Q-H, помечая на ней точки с определенными значениями КПД. Зная для каждой точки характеристики подачу, напор и КПД, легко вычислить мощность.

При изменении частоты вращения, например 60% от номинала или 80% от номинала, характеристика Q-H насоса смещается ниже или выше номинальной.

При испытании и построении характеристики насоса, измеряют не только подачу и напор, но и расход мощности и КПД, которые также наносятся на график.

По составленному графику устанавливается оптимальный режим работы насоса, соответствующий максимальному значению коэффициента полезного действия (КПД) насоса. Затем определяются значения подачи, напора и мощности, соответствующие наиболее выгодным условиям работы насоса. Такой режим работы называется “Рабочей точкой” насоса.

Устройства и принцип работы центробежного насоса.

Любой центробежный насос состоит из двух основных узлов: мотор и рабочая камера или проточная часть. В зависимости от назначения, типа перекачиваемой жидкости конструкция и применяемые материалы могут меняться, но состав основных элементов одинаков:

двигатель

спиральный корпус — «улитка»

рабочее колесо — крыльчатка

рабочий вал

уплотнение вала

подшипник вала

входной патрубок (фланец)

выходной патрубок (фланец)

Принцип действия центробежных насосов заключается в следующем: в наполненном водой корпусе и всасывающем трубопроводе приводится во вращение рабочее колесо. Возникающая при его вращении центробежная сила приводит к вытеснению воды от центра колеса к его периферийным участкам. Там создается повышенное давление, которое начинает вытеснять жидкость в напорный трубопровод.

Характеристика центробежного насоса и насосная установка.

Центробежный насос является распространенным типом насосов из-за своей простой конструкции, упрощенной эксплуатации и высокой эффективности. Центробежные насосы имеют следующие характеристики: скорость потока/движения (расход) рабочей среды от 0,00001 до 60 м 3 /с, высота подачи от 1 до 5000 м, скорость вращения от 1000 до 30000 оборотов в минуту.

Насосная установка - комплексная система для перекачки жидкостей из одного места в другое, включает в себя: насосные агрегаты (рабочие и резервные), автоматику, трубопроводы и вспомогательные устройства (трубопроводную арматуру). Обеспечивает бесперебойную подачу воды в разводящую сеть системы водоснабжения. Классификация насосных установок: установки хозяйственно-питьевого назначения, установки пожаротушения.

Управление всасывание центробежных насосов.

Центробежный насос - гидравлическая машина динамического типа , движение жидкости в нем осуществляется за счет сил инерции. Принцип работы центробежного насоса. Схема центробежного насоса показана на рисунке. Входной патрубок. Спиральный отвод. ... Напор насоса определяется как разница между полным напором на всасывании насоса и полным напором в линии нагнетания, согласно уравнению Бернулли , напор насоса можно определить используя зависимость. Н = z н - z в + (p н - p в )/(ρg) + (V н 2 - V в 2 )/(2g). где z - геометрическая высота (в - всасывания, н - нагнетания). p - давление. v - скорость.

Последовательное и параллельное соединение насосов.

Параллельным соединением называют такую коммутацию, при которой несколько насосов осуществляют подачу в один общий напорный коллектор или нагнетательный трубопровод. Например, два центробежных насоса ОАО "Ливгидромаш" будут соединены каждый отдельным напорным трубопроводом с напорным коллектором. При этом насосы могут быть расположены на значительном удалении друг от друга и сообщаться только путем коммуникаций.

Последовательным называется такое соединение насосов, при котором насос I подает воду во всасывающий патрубок насоса. И, а последний подает воду в напорную линию. Такая работа соответствует закрытию задвижки 5 на всасывающей трубе и открытию задвижек 3] и 5з на напорных трубах (рис. 75). Последовательное соединение двух (или нескольких) насосов применяют, когда необходимо получить напор больще того, который может быть создан одним насосом.

Устройства и работа гидропневмоприводов

Гидравлическим (пневматическим) приводом называют совокупность гидравлических или пневматических машин, аппаратов и линий, служащих для передачи энергии и преобразование движения выходного звена посредством рабочей среды (жидкости в гидроприводе или воздуха в пневмоприводе).

Источником энергии в пневмоприводе является компрессор, в гидроприводе - насос. Компрессор или насос преобразуют подводимую к ним механическую энергию (например, от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания) в энергию сжатого воздуха или гидравлическую энергию движущейся жидкости.

Потребителем энергии пневмо- или гидропривода являются пневмо- или гидродвигатели, которые преобразуют энергию рабочей среды в механическую энергию.

По назначению различают гидросистемы:

- собственно гидросистемы для создания напора рабочей жидкости (например, система охлаждения и система смазки автомобиля, система топливоподачи, работа стеклоочистителя, автомойка);

- гидропривод для преобразования механической энергии входного звена в механическую энергию выходного звена посредством гидравлической энергии потока рабочей жидкости (например, гидроусилитель руля, тормозная система автомобиля, гидропривод подъёма кузова автомобиля, работа гидротрансформатора АКПП).

Устройства и принцип работы поршневых насосов.

Принцип работы таков: за счет поступательного движения поршня создаётся разрежение в полости под ним, и туда засасывается жидкость из подводящего (всасывающего) трубопровода. При обратном движении поршня на всасывающем трубопроводе закрывается клапан, предотвращающий протечку жидкости обратно, и открывается клапан на нагнетательном трубопроводе, который был закрыт при всасывании.

Устройство поршневого водяного насоса очень простое и практически идентично автомобильному поршню. Он состоит из таких элементов: цилиндрический корпус; шток; поршень; входная труба; клапан в нижней крышке устройства; выходная труба. Поршень располагается внутри цилиндрического корпуса. В верхней крышке корпуса расположено отверстие (фланец) со специальной резиновой прокладкой. Через отверстие проходит шток, который одни краем приварен к поршню.

Устройства и принцип работы диафрагменных, шестеренных и насосов.

Базовый принцип работы мембранного насоса любой конструкции заключается в следующем: мембрана, выгибаясь в сторону «от камеры», увеличивает её объём и тем самым создаёт в камере область пониженного давления, в результате чего в насос засасывается порция жидкости. При выгибании диафрагмы в противоположную сторону объём камеры уменьшается, повышается давление – и жидкость выталкивается наружу.