Гидравлика. В. С. Глухов а. А. Дикой и. В. Дикая армавир 2014 В. С. Глухов, А. А. Дикой, И. В. Дикая основы гидравлики и теплотехники раздел 1 основы гидравлики учебное пособие
 Скачать 189.27 Kb.
|
|
ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ И ТЕПЛОТЕХНИКИ Раздел 1 ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ В.С. ГЛУХОВ А.А. ДИКОЙ И.В. ДИКАЯ АРМАВИР 2014 В.С. ГЛУХОВ, А.А. ДИКОЙ, И.В. ДИКАЯ ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ И ТЕПЛОТЕХНИКИ Раздел 1 ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ Учебное пособие МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ АРМАВИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ФАКУЛЬТЕТ ТЕХНОЛОГИИ, ЭКОНОМИКИ И ДИЗАЙНА Рекомендовано учебно-методичеким советом Армавирской государственной педагогической академии в качестве учебного пособия для будущих бакалавров, обучающихся по направлениям: 050100 «Педагогическое образование», профиль «Технология»; 540500 «Технологическое образование», профиль «Технология обработки конструкционных материалов», Рецензент профессор Тверского государственного технического университета, доктор технических наук, профессор Илясов Л.В. Г-55 Глухов В.С. Основы гидравлики и теплотехники: Учебное пособие. Раздел 1 Основы гидравлики/В.С. Глухов, А.А. Дикой, И.В. Дикая И.В.- Армавир: РИО АГПУ, 2014. -246 с.: цв. илл. В учебном пособии рассматриваются основы гидравлики: в в е д е н и е в г и д р а в л и к у (краткая история развития гидравлики, основные свойства жидкостей, жидкость и силы, действующие на неё, основные системы и единицы измерения, основные понятия и определения); о с н о в ы г и д р о с т а т и к и (гидростатическое давление, основные свойства гидростатического давления, давление жидкости на плоскую наклонную стенку, на цилиндрическую поверхность. Приборы для измерения давления);о с н о в ы г и д р о д и н а м и к и (основные задачи и понятия гидродинамики, расход и средняя скорость потока жидкости, уравнение неразрывности потока жидкости, уравнения Бернулли: для элементарной струйки идеальной жидкости, для элементарной струйки реальной жидкости, для потока реальной жидкости. Гидравлические методы и приборы для измерениярасхода и скоростей жидкостей, гидравлические сопротивления, приборы для измерения вязкости жидкости, истечение жидкости через отверстия и через насадки); г и д р а в л и ч е с к и е м а ш и н ы (общие сведения о гидравлических машинах, классификация гидравлических машин, гидравлические насосы, гидроприводы, гидравлические цилиндры, гидравлические двигатели). В пособии весь иллюстративный материал выполнен в цвете. Список литературы содержит обширную библиографию Интернет ресурса. Материал данной лекции может быть успешно использован студентами, обучающими в других учебных заведениях, где изучаются такие предметы, как: «Гидравлика», «Теплотехника», «Гидравлические и теплотехнические машины». Печатается по решению учебно-методического совета Армавирской государственной педагогической академии © АГПА © Авторы 2014 ББК 30.123:31 УДК 681.587.34: 621.1(075.32 ). СОДЕРЖАНИЕ ТЕМА 01 ВВЕДЕНИЕ В ГИДРАВЛИКУ……………………………... 8 Лекция 01………………………………………………………………….. 8 1.1 Краткая история развития гидравлики………………………………. 8 1.2 Основные понятия и определения……………………………………… 13 1.3 Жидкость и силы действующие на неё…………………..................... 15 1.4 Основные системы и единицы измерения…………………................ 19 1.5 Основные свойства жидкостей………………………………………. 23 1.5.1 Плотность…………………………………………………………... 23 1.5.2 Удельный вес………………………………………….................... 24 1.5.3 Сжимаемость……………………………………………………….. 28 1.5.4 Температурное расширение жидкостей…………………………. 29 1.5.5 Сопротивление растяжению………………………………………. 31 1.5.6 Поверхностное натяжение………………………………………… 32 1.5.7 Диффузия…………………………………………………………... 37 1.5.8 Пенообразование………………………………………………….. 37 1.5.9 Химическая и механическая стойкость…………………………... 38 1.5.10 Совместимость и испаряемость жидкости……………………… 38 1.6 Вопросы для самопроверки знаний…………………………………... 9 1.7 Литература……………………………………………………………... 1 ТЕМА 02 ОСНОВЫ ГИДРОСТАТИКИ………………………………. 43 Лекция 02………………………………………………………………….. 43 2.1 Гидростатическое давление………………………………………….. 43 2.1.1 Некоторые понятия и определения…………………………….. 43 2.1.2 Основной закон гидростатики. Закон Паскаля………………… 45 2.1.3 Закон сообщающихся сосудов. Закон Архимеда………………. 47 2.1.4 Измерение гидростатического давления……………………….. 48 2.2 Основные свойства гидростатического давления…………………… 50 2.3 Давление жидкости на плоскую наклонную стенку………………… 53 2.4 Давление жидкости на цилиндрическую поверхность…………….. 54 2.5 Приборы для измерения давления…………………………………… 56 2.5.1 Классификация приборов для измерения давлении…………… 56 2.5.2 Жидкостные манометры………………………………………… 56 2.5.3 Пружинные манометры………………………………………….. 58 2.5.4 Манометры с мембранной коробкой …………………………... 60 2.5.5 Цифровые манометры…………………………………………… 62 2.5.6 Дифференциальные манометры ……………………………….. 63 2.6 Вопросы для самопроверки знаний…………………………………... 66 2.7 Литература……………………………………………………………... 68 ТЕМА 03 ОСНОВЫ ГИДРОДИНАМИКИ…………………………… 71 Лекция 03………………………………………………………………….. 71 3.1 Основные задачи и понятия гидродинамики…………………………… 71 3.1.1 Основные задачи гидромеханики……………………………….. 71 3.1.2 Основные понятия гидродинамики………………………………... 71 3.1.3 Схема движения жидкости……………………………………… 74 3.1.4 Гидравлические элементы потока………………………………. 80 3.2 Расход и средняя скорость потока жидкости………………………... 82 3.3 Уравнение неразрывности потока жидкости………………………... 85 3.4 Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости…………………………………………………………………… …….. 89 3.5 Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости…………………………………………………………………… ……. 91 3.6 Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости………………. 93 3.7 Гидравлические методы и приборы для измерениярасхода и скоростей жидкостей………………………………………………………… 94 3.7.1 Основные виды гидравлических приборов для измерения расхода и скоростей жидкостей…………………………………………. 94 3.7.2 Трубка полного напора Пито……………………………………. 94 3.7.3 Трубка Пито – Прандтля……………………………………........ 96 3.7.4 Трубка Пито Annubar…………………………………………….. 99 3.7.5 Труба Вентури…………………………………………………..... 100 3.8 Вопросы для самопроверки знаний…………………………………... 104 3.9 Литература……………………………………………………………... 106 Лекция 04………………………………………………………………….. 109 4.1 Гидравлические сопротивления……………………………………......... 109 4.1.1 Виды гидравлических сопротивлений………………………….. 109 4.1.2 Вязкость жидкости и закон внутреннего трения ........................ 112 4.1.3 Режимы движения вязкой жидкости……………………………. 114 4.1.4 Критерий (число) Рейно́льдса…………………………………… 118 4.1.5 Основное уравнение установившегося равномерного движения жидкости……………………………………………………………... 120 4.2 Приборы для измерения вязкости жидкости………………………… 122 4.2.1 Измерение вязкости жидкостей по расходу в капилляре……... 123 4.2.2 Измерение вязкости жидкостей по скорости падающего шара. 125 4.2.3 Ротационный метод вискозиметрии……………………………. 129 4.2.4 Вибрационный метод вискозиметрии…………………………... 132 4.2.5 Ультразвуковой метод вискозиметрии…………………………. 134 4.3 Вопросы для самопроверки знаний……………………....................... 135 4.4 Литература……………………………………………………………... 137 Лекция 05………………………………………………………………….. 139 5.1 Истечение жидкости через отверстия………………………………... 139 5.1.1 Общие сведения и основные характеристики истечения…....... 139 5.1.2 Истечение жидкости из донного отверстия в тонкой стенки резервуара…………………………………………………………………. 140 5.1.3 Истечение жидкости через отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре …………………………………………......................... 144 5.1.4 Истечение жидкости из отверстий при переменном напоре ..... 147 5.1.5 Форма струи сжатия……………………………………………... 149 5.2 Истечение жидкости через насадки………………………………….. 150 5.2.1 Истечение жидкости через цилиндрические насадки…………. 150 5.2.2 Истечение жидкости через конические насадки……………….. 154 5.2.3 Истечение жидкости через коноидальные насадки…………..... 156 5.3 Вопросы для самопроверки знаний…………………………………... 156 5.4 Литература……………………………………………………………... 157 ТЕМА 04 ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ…………………………. 159 Лекция 06………………………………………………………………….. 159 6.1 Общие сведения о гидравлических машинах………………………... 159 6.2 Классификация гидравлических машин……………………………... 160 6.3 Гидравлические насосы……………………………………………….. 161 6.3.1 Краткая история изобретения насоса …………………………... 161 6.3.2 Классификация насосов…………………………………………. 165 6.3.3 Объёмные насосы………………………………………………... 166 6.3.3.1 Общие сведения………………………………………………... 166 6.3.3.2 Импеллерные насосы…………………………………………... 167 6.3.3.3 Винтовые или шнековые насосы……………………………… 167 6.3.3.4 Насосы возвратно-поступательного действия……………….. 169 6.3.3.5 Общие свойства объёмных насосов…………………………... 183 6.3.4 Динамические насосы…………………………………………… 183 6.3.4.1 Общие сведения………………………………………………... 183 6.3.4.2 Лопастные насосы……………………………………………… 184 6.4 Вопросы для самопроверки знаний…………………………………... 192 6.5 Литература……………………………………………………………... 194 ТЕМА 05 ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ…………………………. 197 Лекция 07………………………………………………………………….. 197 7.1 Гидроприводы…………………………………………………………. 197 7.1.1 Общая характеристика гидропривода ………………………….. 197 7.1.2 История развития гидропривода………………………………... 198 7.1.3 Классификация гидроприводов…………………………………. 200 7.1.4 Структура и принцип действия гидропривода………………… 203 7.1.4.1 Основные элементы гидропривода…………………………… 203 7.1.4.2 Принцип действия гидропривода……………………………... 203 7.1.4.3 Основные преимущества и недостатки гидроприводов…….. 207 7.2 Гидравлические цилиндры……………………………………………. 209 7.2.1 Общие сведения и классификация гидроцилиндров…………... 209 7.2.2 Расчет перепада давлений на гидроцилиндре………………….. 212 7.2.3 Устройство и принцип действия гидроцилиндра одностороннего действия……………………………………………………………... 214 7.2.4 Устройство и принцип действия гидроцилиндра действия…… 216 7.2.5 Гидроцилиндр двухстороннего действия с двухсторонним штоком…………………………………………………………………….. 218 7.2.6 Гидроцилиндр телескопического действия…………………….. 218 7.2.7 Основные преимущества и недостатки гидроприводов………. 220 7.2.8 Применение гидроцилиндров…………………………………… 222 7.3 Вопросы для самопроверки знаний…………………………………... 222 7.4 Литература……………………………………………………………... 224 Лекция 08………………………………………………………………….. 226 8.1 Гидравлические двигатели……………………………………………. 226 8.1.1 Общие сведения и классификация гидродвигателей………….. 226 8.1.2 Расчёт основных характеристик гидродвигателей…………….. 227 8.1.3 Гидромоторы……………………………………………………... 228 8.1.3.1 Общие сведения………………………………………………... 228 8.1.3.2 Классификация гидромоторов………………………………… 230 8.1.4 Шестерёнчатые гидромоторы …………………………………... 232 8.1.5 Радиально-плунжерные гидромоторы………………………….. 233 8.1.5.1 Общие сведения………………………………………………... 233 8.1.5.2 Принцип действия……………………………………………… 235 8.1.5.3 Однотактные радиально-поршневые гидромоторы с эксцентриковым валом…………………………………………………………... 236 8.1.5.4 Регулируемые радиально-поршневые гидромоторы………… 238 8.1.6 Аксиально-поршневые гидромоторы…………………………... 240 8.1.6.1 Общие сведения………………………………………………... 240 8.1.6.2 Аксиально - поршневой гидромотор с наклонным блоком…. 241 8.1.6.3 Аксиально - поршневой гидромотор с наклонным диском…. 242 8.2 Вопросы для самопроверки знаний…………………………………... 246 8.3 Литература……………………………………………………………... 247 |