экзамен Эгипс. Экзамен ЭГИПС. Теплофизические свойства
 Скачать 0.86 Mb.
|
|
Напорным называется движение жидкости, при котором поток полностью заключен в твердые стенки и не имеет свободной поверхности. Напорное движение происходит вследствие разности давлений и под действием силы тяжести. Примером напорного движения является движение жидкости в замкнутых трубопроводах (например, в водопроводных трубах). Безнапорным называется движение жидкости, при котором поток имеет свободную поверхность. Примером безнапорного движения может быть: движение жидкости в реках, каналах, канализационных и дренажных трубах. Безнапорное движение происходит под действием силы тяжести и за счет начальной скорости. Обычно на поверхности безнапорного потока давление атмосферное. Плавно изменяющимся называется такое движение жидкости, при котором кривизна струек незначительна (равна нулю или близка к нулю) и угол расхождения между струйками весьма мал (равен нулю или близок к нулю), т. е. практически поток жидкости мало отличается от параллельноструйного. Это предположение вполне оправдывается при изучении многих случаев движения жидкости в каналах, трубах и других сооружениях. Билет 18 1. Рабочие жидкости гидравлических приводов. В гидроприводе рабочая жидкость является энергоносителем, благодаря которому устанавливается связь между насосом и гидродвигателем. Кроме того, рабочая жидкость обеспечивает смазку подвижных частей элементов гидропривода. 2. Пластинчатые насосы. Пластинчатый насос – это роторная объемная гидромашина вытеснителями в которой являются две и более лопасти (шиберов). Его часто называют шиберным или роторно-пластинчатым. Имея не плохие характеристики и практичную конструкцию, он завоевал большой спектр применения в различных промышленных секторах. Его конструкция используется в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности. уществуют два вида гидравлических пластинчатых насосов: Однократного действия – за одно полное вращение вала совершается одно событие забора рабочей жидкости и одно нагнетание. Регулируемые, за счет смещения центра вращения ротора на величину e, относительно центра статора. Двукратного действия – за полное вращение совершается два события забора жидкости и два нагнетания. Не регулируемы так как центры ротора и статора объединены и не могут быть смещены. ПРИНЦИП РАБОТЫ Вращаясь ротор перемещает пластины. Они в свою очередь под действием центробежной силы или пружины начинают выходить из пазов, плотно жмется к внутренней стенке статора. Благодаря тому, что центр ротора смещен относительно статора, объем рабочей камеры по мере движения растет – это событие всасывания (а). Ротор продолжая движение переходит в фазу уменьшения рабочей камеры – это событие нагнетания (с). Итак жидкость переносится между лопастями из системы всасывания в систему нагнетания. Билет 19 1. Назначение и классификация гидроприводов. Гидравлический привод (объемный гидропривод) это совокупность объемных гидромашин, гидроаппаратуры и других устройств, предназначенная для передачи механической энергии и преобразования движения посредством жидкости. (Т.М Башта Гидравлика, гидромашины и гидроприводы). В гидропривод входят один или несколько гидродвигателей, источники энергии жидкости, аппаратура управления соединительные линии. КЛАССИФИКАЦИЯ По характеру движения выходного звена гидродвигателя — гидропривод вращательного движения (рисунок 81, а), когда в качестве гидродвигателя применяется гидромотор, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает неограниченное вращательное движение; — гидропривод поступательного движения (рисунок 81, б, в), у которого в качестве гидродвигателя применяется гидроцилиндр - двигатель с возвратно-поступательным движением ведомого звена (штока поршня, плунжера или корпуса); — гидропривод поворотного движения (рисунок 81, г), когда в качестве гидродвигателя применен поворотный гидроцилиндр, у которого ведомое звено (вал или корпус) совершает возвратно-поворотное движение на угол, меньший 360. По возможности регулирования — регулируемый гидропривод, в котором в процессе его эксплуатации скорость выходного звена гидродвигателя можно изменять по требуемому закону. В свою очередь регулирование может быть дроссельным (рисунок 81, б, г), объемным (рисунок 81, а), объемно-дроссельным или изменением скорости двигателя, приводящего в работу насос. Регулирование может быть ручным или автоматическим. В зависимости от задач регулирования гидропривод может быть стабилизированным, программным или следящим. — нерегулируемый гидропривод, у которого нельзя изменять скорость движения выходного звена гидропередачи в процессе эксплуатации. По схеме циркуляции рабочей жидкости — гидропривод с замкнутой схемой циркуляции (рисунок 81, а), в котором рабочая жидкость от гидродвигателя возвращается во всасывающую гидролинию насоса. Гидропривод с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости компактен, имеет небольшую массу и допускает большую частоту вращения ротора насоса без опасности возникновения кавитации, поскольку в такой системе во всасывающей линии давление всегда превышает атмосферное. К недостаткам следует отнести плохие условия для охлаждения рабочей жидкости, а также необходимость спускать из гидросистемы рабочую жидкость при замене или ремонте гидроаппаратуры; — гидропривод с разомкнутой системой циркуляции (рисунок 81, б, в, г), в котором рабочая жидкость постоянно сообщается с гидробаком или атмосферой. Достоинства такой схемы - хорошие условия для охлаждения и очистки рабочей жидкости. Однако такие гидроприводы громоздки и имеют большую массу, а частота вращения ротора насоса ограничивается допускаемыми (из условий бескавитационной работы насоса) скоростями движения рабочей жидкости во всасывающем трубопроводе. По источнику подачи рабочей жидкости — насосные гидроприводы, в которых рабочая жидкость подается в гидродвигатели насосами, входящих в состав этих гидроприводов; — аккумуляторные гидроприводы, в которых рабочая жидкость подается в гидродвигатели из гидроаккумуляторов, предварительно заряженных от внешних источников, не входящих в состав данных гидроприводов; — магистральные гидроприводы, в которых рабочая жидкость подается к гидродвигателям от специальной магистрали, не входящей в состав этих приводов 2. Гидролинии и соединения для них. Гидролиниями называются устройства, обеспечивающие объединение отдельных элементов в единую гидросистему. По этим гидролиниям происходит движение жидкости от одного гидравлического устройства к другому в процессе работы гидросистемы. Различают следующие типы гидролиний: • всасывающая — это гидролиния, по которой жидкость движется к насосу; • напорная — это гидролиния, по которой жидкость движется от насоса или гидроаккумулятора к потребителю; • сливная — это гидролиния, по которой жидкость сливается в гидробак; • управления — это гидролинии, по которым жидкость подводится к устройствам управления и регулирования с целью обеспечения передачи необходимых сигналов управления; • дренажная — это гидролиния, предназначенная для сбора и отвода утечек жидкости от гидравлических агрегатов в гидробак. Билет 20 1. Уплотнители. Назначение уплотнительных устройств — герметизация гидросистем, устранение утечек и перетечек рабочей жидкости, вызванных перепадом давлений через зазоры между сопрягаемыми деталями элементов гидропривода. К уплотнительным устройствам предъявляются следующие требования: износостойкость; совместимость с конструкционными материалами и рабочей жидкостью; устойчивость к температурным колебаниям; удобство монтажа-демонтажа; невысокая стоимость. Уплотнительные устройства делятся на две группы: уплотнения неподвижных соединений, которые должны обеспечивать абсолютную герметичность при всех режимах работы гидропривода; уплотнения подвижных соединений, допускающие возможность регламентированных утечек и перетечек рабочей жидкости. Защитные кольца - выполняют функцию защиты эластомерного уплотнительного кольца от продавливания (антиэкструзионная защита) Направляющие кольца – служат как непосредственное опорное тело скольжения обеспечивающее минимальный коэффициент трения и снижает износ цилиндра и штока. Грязесъемные манжеты – снимают со штока грязь, пыль, абразив которые могут вызвать повышенный износ механизма и уплотнений. Уплотнительные кольца – как правило не допускают протечек и разгерметизации гидравлической системы. Комбинированные уплотнения - представляют собой комбинацию из эластомеров и полимерных материалов для увеличения уплотнительной способности и одновременно уменьшить экструзионный эффект при высоких давлениях эластомерного уплотнения. В качестве уплотняющего элемента выступают эластомерные полимерные материалы такие как резина, полиуретан, фторкаучук, кремнийорганическая резина. 2. Поршневые насосы. Принцип действия поршневого насоса заключается в том, что поршень, совершая возвратно-поступательное движение и двигаясь в одном направлении, создает в цилиндре разряжение (всасывающий клапан открывается и в цилиндр поступает вода за счет разности давлений), двигаясь в противоположном направлении, поршень давит на жидкость, создавая давление, всасывающий клапан закрывается, нагнетательный клапан открывается и жидкость вытесняется в напорный трубопровод. Классификация поршневых насосов 1) По количеству подаваемой жидкости: а)насосы малой подачи до 20 м3 /час; б) насосы средней подачи 20 - 60 м3/час; в)насосы большой подачи свыше 60 м3 /час. 2) По роду привода: ручные, с электроприводом, паровые, навешенные. 3) По характеру соединения с приводом двигателя: а)приводные, т.е. имеющие привод от коленчатого или другогомеханизма с помощью мотылевой шейки и эксцентриситет (навесные); б) прямодействующие. 4)По частоте вращения приводного вала: а)тихоходные (малооборотные) - до 80 об/мин; б)нормальные - до 150 об/мин; в)быстроходные - до 350 об/мин; г)высокооборотные - до 750 об/мин. 5) По конструкции поршня: а)дисковые; б)плунжерные; в)шаровые; 6) По расположению осей цилиндров: а)горизонтальные; б)вертикальные; 7)По роду перекачиваемой жидкости: а)водяные; б)масляные; в)рассольные; г)топливные; 8) По способу действия: а)простого действия; б)двойного действия; Билет 21 1. Шестеренные машины Шестеренные машины в современной технике нашли широкое применение. Их основным преимуществом является конструкционная простота, компактность, надежность в работе и сравнительно высокий КПД. В этих машинах отсутствуют рабочие органы, подверженные действию центробежной силы, что позволяет эксплуатировать их при частоте вращения до 20 с-1. В машиностроении шестеренные гидромашины применяются в системах с дроссельным регулированием. Шестеренный насос имеет следующий принцип работы который мы рассмотрим поэтапно: Забор жидкости происходит за счет выхода из зацепления шестерен в камере всасывания (1). Расходящиеся зубья расширяют объём камеры всасывания (1), в результате чего в камере образуется вакуум, который стремительно заполняется жидкостью через всасывающий канал. В следствии разности давлений в линии забора и подающей камеры (1). Шестерни переносят рабочую жидкость в пространстве промеж зубьев, из камеры (1) в (2); При вхождении зубьев шестеренного насоса в зацепление, происходит уменьшение объема камеры. В результате этого происходит выдавливание жидкости из камеры нагнетания. 2. Виды движений жидкости. Основными видами движения жидкости являются: движение установившееся и неустановившееся, равномерное и неравномерное, напорное и безнапорное, сплошное и прерывистое. Установившимся движением называется такое движение жидкости, при котором давление и скорость не изменяются во времени в каждой фиксированной точке пространства, через которую проходит жидкость. Движение, при котором скорость и давление изменяются не только от координат пространства, но и от времени, называется неустановившимся или нестационарным Равномерным называется такое установившееся движение, при котором живые сечения вдоль потока не изменяются: в этом случае  ; средние скорости по длине потока также не изменяются, т.е.  . Примером равномерного движения является: движение жидкости в цилиндрической трубе, в канале постоянного сечения при одинаковых глубинах.Напорным называется движение жидкости, при котором поток полностью заключен в твердые стенки и не имеет свободной поверхности. Напорное движение происходит вследствие разности давлений и под действием силы тяжести. Примером напорного движения является движение жидкости в замкнутых трубопроводах (например, в водопроводных трубах). Безнапорным называется движение жидкости, при котором поток имеет свободную поверхность. Примером безнапорного движения может быть: движение жидкости в реках, каналах, канализационных и дренажных трубах. Безнапорное движение происходит под действием силы тяжести и за счет начальной скорости. Обычно на поверхности безнапорного потока давление атмосферное. Плавно изменяющимся называется такое движение жидкости, при котором кривизна струек незначительна (равна нулю или близка к нулю) и угол расхождения между струйками весьма мал (равен нулю или близок к нулю), т. е. практически поток жидкости мало отличается от параллельноструйного. Это предположение вполне оправдывается при изучении многих случаев движения жидкости в каналах, трубах и других сооружениях. Билет 22 1. Методы измерений. Измерение давления. Для измерения избыточного давления применяют манометры. Манометры по своему назначению подразделяются на приборы общего назначения (типа М, МТ, ОБМ) и образцовые (типа МО). Рабочие манометры и общего назначения имеют класс точности 1; 1,5; 2,5 и 4. Образцовые манометры имеют более высокие класс точности (0,15; 0,25; 0,4), их применяют для поверки манометров общего назначения и в испытательных стендах. Измерение расхода. Для определения подачи рабочей жидкости используют расходомеры. По принципу действия различают расходомеры: счетчиковые, струйные, электромагнитные, ультразвуковые, тахометрические, а также основанные на перепаде давления и др. Измерение температуры. Температуру рабочей жидкости в гидроприводах измеряют термометрами, которые по принципу действия делятся на термометры расширения, сопротивления и теплоэлектрические. При диагностировании гидроприводов наибольшее распространение получили термометры расширения, имеющие границы измерений от -60 до +250 С. Измерение крутящего момента на валах гидромашин определяют балансирными динамометрами или торсионометрами, первые из которых получили наибольшее распространение. Балансирные динамометры бывают электрические, тормозные, гидравлические и механические. 2. Назначение системы сертификации. Сертификация технических устройств – это процедура, направленная на подтверждение соответствия изделий нормам и стандартам, действующих на территории нашей страны. В результате такого контроля оформляется разрешительный документ, предоставляющий право на производство, продажу, а также применение данного оборудования. Билет 23 1. Составление гидравлических схем. На принципиальных гидравлических схемах все элементы и устройства изображаются в виде условных графических изображений, установленных ГОСТ (см. приложение 1). Все элементы и устройства изображаются, как правило, в исходном положении, т.е. в том состоянии, которое необходимо для запуска системы в работу (например, пружины — в состоянии предварительного сжатия, золотники — в нейтральном положении). В соответствии с ГОСТ 2.704-76 (см. приложение 2) рядом с условно-графическим обозначением каждого устройства проставляют буквенно-цифровое позиционное обозначение, располагая его по возможности справа и вверху относительно условно-графического обозначения элемента. Порядковые номера элементов присваиваются в соответствии с последовательностью их расположения на схеме. Если на схеме есть только один элемент, то порядковый номер можно не ставить (рис. 3.4). 2. Определение режимов течения жидкости. Режимы движения всех потоков (напорных и безнапорных) делятся на два типа: 1) ламинарный; 2) турбулентный. Ламинарный режим. От слова «lamina» - слой, пластинка. Наблюдается при малой скорости и большой вязкости. При этом движение жидкости происходит параллельными слоями: ламинарное движение – слоистое движение. При этом в жидкости практически отсутствуют поперечные компоненты скорости. Турбулентный режим. При достижении критического значения числа Рейнольдса ламинарное движение жидкости переходит в турбулентное, от латинского слова turbulentus (вихревой). Причем при Re=2300-4000 имеет место переходная, критическая область. В потоке наблюдается неустойчивость, порождаемая периодическим возникновением очагов турбулентности и их исчезновением. Вполне развитое турбулентное течение в трубах устанавливается при Re  4000.Билеты 24 1. Уплотнители. Назначение уплотнительных устройств — герметизация гидросистем, устранение утечек и перетечек рабочей жидкости, вызванных перепадом давлений через зазоры между сопрягаемыми деталями элементов гидропривода. К уплотнительным устройствам предъявляются следующие требования: износостойкость; совместимость с конструкционными материалами и рабочей жидкостью; устойчивость к температурным колебаниям; удобство монтажа-демонтажа; невысокая стоимость. Уплотнительные устройства делятся на две группы: уплотнения неподвижных соединений, которые должны обеспечивать абсолютную герметичность при всех режимах работы гидропривода; уплотнения подвижных соединений, допускающие возможность регламентированных утечек и перетечек рабочей жидкости. Защитные кольца - выполняют функцию защиты эластомерного уплотнительного кольца от продавливания (антиэкструзионная защита) Направляющие кольца – служат как непосредственное опорное тело скольжения обеспечивающее минимальный коэффициент трения и снижает износ цилиндра и штока. Грязесъемные манжеты – снимают со штока грязь, пыль, абразив которые могут вызвать повышенный износ механизма и уплотнений. Уплотнительные кольца – как правило не допускают протечек и разгерметизации гидравлической системы. Комбинированные уплотнения - представляют собой комбинацию из эластомеров и полимерных материалов для увеличения уплотнительной способности и одновременно уменьшить экструзионный эффект при высоких давлениях эластомерного уплотнения. В качестве уплотняющего элемента выступают эластомерные полимерные материалы такие как резина, полиуретан, фторкаучук, кремнийорганическая резина. 2. Гидромоторы. Гидромотор - это устройство, которое преобразовывает энергию жидкости в механическую энергию, приводящую в действие рабочий орган машины. Гидромоторы как и гидронасосы используются в агрегатах объемного типа, только выполняют прямо противоположную работу. На сегодняшний день существует огромное разнообразие типов и модификаций это типа оборудования. ПРИНЦИП РАБОТЫ Рабочие камеры под действием высокого давления воздействуют на кулачек приводя во вращение вал мотора. На валу имеется механизм распределения (на схеме не показан), который соединяет рабочие камеры в определенном порядке с линиями высокого давления и слива. Билет 25 1. Регулирующая аппаратура. В составе любого гидравлического привода обязательным элементом является гидравлическая аппаратура. Без нее ни один привод не обеспечит выполнения своего служебного назначения. Все многообразие гидравличе- ской аппаратуры можно разделить на три группы: - регулирующая; - направляющая (распределительная); - контрольно-измерительная. Каждая из этих групп, в свою очередь, состоит из нескольких типов аппаратов, объединенных в эту группу по какому-то общему признаку. 1. Регулирующая аппаратура. К этой группе относят аппараты, кото- рые обеспечивают функцию регулирования основных параметров гидро- приводов – давления и расхода жидкости. Это различного рода клапаны давления и устройства, изменяющие скорость потока жидкости. 1.1 Гидравлический дроссель – это регулируемое сопротивление, обеспе- чивающее управление потоком жидкости, проходящей через него, путем изменения площади проходного сечения самого аппарата. 2.Направляющая аппаратуры. К этой группе гидравлической техни- ки относятся устройства, изменяющие направление (осуществляющие рас- пределение) потока рабочей среды. К ним относят обратные клапаны, гид- равлические распределители, а также разделительные клапаны 2.2 Обратные клапаны - предназначены для пропуска жидкости только в одном направлении. 3.Контрольно–измерительная аппаратура. К этой группе гидравли- ческих аппаратов относят устройства измерения давления и расхода рабо- чей жидкости (манометры, расходомеры, датчики давления), а также устройства для подачи сигнала о достижении тех или иных значений дав- ления или расхода (реле давления, реле времени и т. п.). Рассмотрим неко- торые типичные аппараты. 3.3 Манометры–устройства для измерения давления в необходи- мых точках гидросистемы. Они бывают жидкостными и механическими. 2. Шестеренные машины Шестеренные машины в современной технике нашли широкое применение. Их основным преимуществом является конструкционная простота, компактность, надежность в работе и сравнительно высокий КПД. В этих машинах отсутствуют рабочие органы, подверженные действию центробежной силы, что позволяет эксплуатировать их при частоте вращения до 20 с-1. В машиностроении шестеренные гидромашины применяются в системах с дроссельным регулированием. Шестеренный насос имеет следующий принцип работы который мы рассмотрим поэтапно: Забор жидкости происходит за счет выхода из зацепления шестерен в камере всасывания (1). Расходящиеся зубья расширяют объём камеры всасывания (1), в результате чего в камере образуется вакуум, который стремительно заполняется жидкостью через всасывающий канал. В следствии разности давлений в линии забора и подающей камеры (1). Шестерни переносят рабочую жидкость в пространстве промеж зубьев, из камеры (1) в (2); При вхождении зубьев шестеренного насоса в зацепление, происходит уменьшение объема камеры. В результате этого происходит выдавливание жидкости из камеры нагнетания. |