Шпаргалка по Гидравлике (стр. 1 из 16)

1. Жидкость – физ. тело спос-е изменять свою форму при возд-и на нее сколь угодно малых сил. 2 вида ж.: капельные и газообразные. К. ж. - это ж. в обычном, общепринятом понимании (вода, нефть, и.т.д.). Газ-ые ж. - газы, в обычных условиях представляют собой газ-ые вещ-ва (воздух, кислород, и т.д.). Отличительная особенность др. от друга - способность сжиматься (изменять объем) под воздействием внешних сил. В гидравлике рассматриваются реальная и идеальная ж. И. ж. в отличие от р. ж. не обладает внутр. трением и трением о стенки сосудов, не существует в дейст-ти.

На ж. воздействуют внешние силы, разделяющиеся на массовые (силы тяжести и инерции) и поверхностные (воздействие соседних объемов ж. на данный объем или воздействием других тел). Если на ж. действует какая-то внешняя сила, то ж. находится под давлением P=F\S, Если Р отсчитывают от абсолютного 0, то абсолютное Рабс. Если Р от атмосферного, то избыточное Ризб. Атм. Ра постоянно = 103 кПа. Механические характеристики - плотность p=m\V (кг/м3). Удельным весом называют вес единицы объема жидкости. Физические свойства 1. Сжимаемость – св-во ж. изменять свой объем под действием Р. Сжатие ж. обусловлено сжатием растворенного в них газа. Сж-ть понижает жесткость гидропривода, т.к., на сжатие затрачивается энергия. Иногда сж-сть ж. полезна - используют в гидр-х амортизаторах и пружинах. 2. Темп-ое расширение – относит-ое изменение объема ж. при увел. t⁰ 1°С при Р = const. Для капельных ж. коэф. темп. расшир-я ничтожно мал, при прак-х расчетах не учит-ют.

3. Сопр-ние растяж-ю. Физ. опытами показано, покоящаяся ж. (вода, ртуть) способна сопротивляться очень большим растягивающим усилиям. Но в обычных условиях такого не происходит, и поэтому считают, что ж. не способна сопрот-ся растяг. усилиям.

4. Силы поверх-го натяж-я - эти силы стремятся придать сферическую форму ж. Направлены всегда внутрь объема, перпенд-но свободной поверхности ж.

5. Вязкость ж. – св-во сопрот-ся скольжению или сдвигу ее слоев. Суть - в возник-и внутр. силы трения между движущимися слоями ж. Для оценки вязкости учитывают 3 величины, связаные межу собой: динам. коэф - µ, кинем. коэф – ν(ню) и градусы Энглера ⁰Е. При течении вязкой ж. вдоль твердой стенки происходит торможение потока. Скорость по мере расстояния y от стенки уменьш. При y = 0, скорость падает до 0, а между слоями происходит проскальзывание, сопровождающееся возникновением касательных напряжений τ. Величина обратная дин. коэф.вязкости (1/μ) наз-ся текучестью ж. Вязкость ж. зависит от t⁰ и от Р. При увел t⁰ вязкость ж. умен. и наоборот.

6. Пенообразование. Выделение воздуха из рабочей ж. при падении Р вызвает пено-е. На это влияет содерж-ся в раб. ж. вода.. Образов-е и стойкость пены зависят от типа рабочей ж., от ее t⁰ и размеров пузырьков, от матер-ов и покрытий гидроаппаратуры. При t⁰ ж. свыше 70С происходит быстрый спад пены.

7. Хим. и мех. стойкость. Хар-ет способ-ть ж. сохранять свои первонач-ые физ. св-ва при экспл-и и хранении. Окисление ж. ведет к выпадению из нее смол и шлаков, кот-е отклад-ся на поверхности элементов гидропривода в виде тв. налета. Сниж. вязкость и изм-ся цвет ж. Вызывают коррозию мет. и умен. надеж-ть работы.

8. Совместимость. Сов-ть раб. ж. с констр-ми матер-ми и матер-ми уплотнений имеет очень большое значение. Рабочие ж. на нефтяной основе совместимы со всеми металлами и плохо совместимы с уплотнениями из синтетической резины и из кожи.

9. Испаряемость жидкости. Свойственна всем капельным ж., интенсивность исп-я неодинакова у различных ж. и зависит от условий: от t⁰, от S исп-ия, от H, от скор-и движ-я газо-й среды над своб-ой поверх-ю ж. (от ветра).

10. Растворимость газов в жидкостях хар-ся объемом раств-го газа в единице объема ж., опред-ся по закону Генри:

При пониж. Р выдел-ся раст-мый в ж. газ. Отрицательно сказ-ся на работе гидросистем.

2. Назначение, устр-во и пр. действия пред-ных клапанов объемного гидропривода

Гидроприводом наз-ся совокупность устр-в, предназ-х для приведения в движение мех-мов и машин посредством раб. ж., наход-ся под Р, с одновр-ым вып-ем функций регулирования и реверсирования скорости движения выходного звена гидродвигателя.

Г. 2 типов: гидродинамические и объемные. В гидродин. пр. используется кинетическая энергия потока ж. В объемных потенциальная энергия давления раб. ж. Объемный г. состоит из гидропередачи, устр-в управления, вспомогательных устройств и гидролиний

Гидроклапан (ГК) это гидроаппарат, в к-ром проходное сечение (положение запорно-регулирующего элемента) изменяется от воздействия потока раб. ж. Предохранительным наз-ся напорный ГК, предох-ий гидропривод от Р, превышающего допустимое. Предох-ые ГК использ-ся в объемных гидроприводах и устанавливаются либо в непосред-ой близости у насоса, либо в тех местах гидросистемы, где возможно возник-ие опасных по величине Р. Режим работы клапана — эпизодический. Основным требованием, предъяв-ым к предох-му ГК, явл-ся надежность срабатывания. Т.е. необходимо исключить вероятность заклинивания его зап.-регулир-го элемента, поэтому предох-ый ГК для простейшей конструкции имеет либо шариковый (для малых расходов), либо конусный запорно-регулирующий элемент.

3. Механизм ламинарного и турбулентного движения ж. Сущ-ет 2 режима течения ж. Ламинарное (слоистое) - вдоль потока каждый выделенный тонкий слой скользит относительно соседних, не перемешиваясь с ними. Турбулентное (вихревое) - вдоль потока проис-т интенс-е вихреобразование и перемешивание ж.(газа). Ламинарное как правило набл-ся при небольших скоростях ее движ-я. Внешний слой ж, примык-й к поверх-ти трубы, из-за сил молекулярного сцепления прилипает к ней и остается неподвижным. Скорости последующих слоев тем больше, чем больше их расстояние до поверхности трубы, наиб-шей скоростью обладает слой, который движется вдоль оси трубы. При турбулентном течении частицы ж. приобр-ют составляющие скоростей, к-рые перпенд-ны течению, и они могут двигаться из одного слоя в другой. Скорость частиц ж. быстро возрастает по мере удаления от поверх-и трубы, затем измен-ся незнач-но. Так как частицы ж. могут перейти из одного слоя в др, то их скорости в различных слоях мало отличаются. Из-за большого градиента скоростей у поверх-ти трубы обычно происходит образование вихрей.

Хаар-р течения зависит от безразмерной величины, называемой числом Рейнольдса ченый):

где ν = η/ρ - кинематическая вязкость; ρ-плотность жидкости; <v>-средняя по сечению трубы скорость ж.; d - диаметр трубы. При малых знач-ях числа Рейнольдса (Re≤1000) наблюдается ламинарное течение, область перехода от ламинарного течения к турбулентному происходит при 1000≤Re≤2000, а при Re=2300 (для гладких труб) течение - турбулентное. Если число Рейнольдса одинаково, то режим течения различных рассматриваемых ж. в трубах разных сечений одинаков.

4. Объемный гидропривод, устройство и принцип работы. Схемы ОГ с разомкнутой и замкнутой циркуляцией раб ж, достоинства и недостатки.

Г. 2 типов: гидродинамические и объемные. В гидродин. пр. используется кинет-я энергия потока ж. В объемных потенц-я энергия давления раб. ж. Объемный г. состоит из гидропередачи, устр-в управления, вспомогательных устройств и гидролиний

Объемная гидропередача, являющаяся силовой частью Г, состоит из объемного насоса (преобразователя мех-кой энергии приводящего двигателя в энергию потока раб. ж.) и объемного гидродвигателя (преобразователя энергии потока раб. ж. в мех-кую энергию выходного звена). В состав некоторых ОГ входит гидроаккумулятор (предназнач. для аккум-ния энергии раб ж, нах-ся под Р, с последующим использ-м для приведения в работу Гдвигателя). гидропреобразователи - для преобр-ния энергии потока раб. ж. с одними значениями P и расхода Q в энергию другого потока с другими значениями P и Q.

Устройства управления - для управления потоком или др. устр-ми ГП. Под управ-ем потоком понимается изменение или поддержание на определенном уровне Р и Q в Гсистеме, а также изменение направления движ. потока раб ж. Относятся: Граспределители, (изменения направления движения потока раб. ж) регуляторы давления (предохранительный, редукционный, переливной и другие клапаны), для регулирования Р раб. ж. в Гсистеме; регуляторы расхода (управляют потоком раб. ж.); гидравлические усилители, (управление работой насосов, Гдвигателей). Вспомогательные устройства обеспечивают надежную работу всех элементов Гпривода. Это: кондиционеры раб. ж. (фильтры, теплообм-ые аппараты ); уплотнители, (герметизация Гсистемы); гидравлические реле Р; гидроемкости

По схеме циркуляции раб. ж.: Гпривод с замкнутой схемой циркуляции, в к-ром раб. ж. от Гдвигателя возвращается во всасывающую Глинию насоса. Достоинства - компактен, небольшая масса и допускает большую частоту вращения ротора насоса без опасности возникновения кавитации, т.к. в такой системе во всасывающей линии Р всегда превышает Ратм. Недостатки - плохие условия для охлаждения раб. ж., необходимость спускать из Гсист. раб. ж. при замене или ремонте Гап-ры; Гпривод с разомкнутой системой циркуляции, в к-ром раб. ж. постоянно сообщается с Гбаком или атмосферой. Достоинства - хорошие условия для охлаждения и очистки раб. ж. Недостатки - громоздки и имеют большую массу, а частота вращ. ротора насоса огранич-ся допускаемыми скоростями движ. раб. ж. во всас. труб-де.