Гідравліка, гідро- та пневмоприводи icon

Гідравліка, гідро- та пневмоприводи




Скачати 463.82 Kb.
НазваГідравліка, гідро- та пневмоприводи
Сторінка1/4
Дата16.07.2012
Розмір463.82 Kb.
ТипЛекція
  1   2   3   4

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


ГІДРАВЛІКА, ГІДРО- ТА ПНЕВМОПРИВОДИ




КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

для студентів напрямів підготовки

6.050502 «Інженерна механіка»,

6.050503 «Машинобудування»

заочної форми навчання


Затверджено

на засіданні кафедри

прикладної гідроаеромеханіки

як конспект лекцій з дисципліни

"Гідравліки, гідро- та пневмоприводи."

Протокол № 4 від 22 . 11 .2011 р.


Суми

Сумський державний університет

2012

Гідравліка, гідро- та пневмоприводи: конспект лекцій / укладачі: В. Ф. Герман, І. П. Каплун, В. О. Панченко. – Суми: Сумський державний університет, 2012. – 56 с.


Кафедра «Прикладна гідроаеромеханіка»

ЗМІСТ

С.

Вступ………………………………………………………………...5

Лекція 1 «РІДИНА ТА ЇЇ ОСНОВНІ ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ. ГІДРОСТАТИКА»…..………………………………..………..…...7

1.1 Визначення рідини……………………………………….7

1.2 Основні властивості рідини……………………………...7

1.3 Гідростатичний тиск……………………………………..9

1.4 Основне рівняння гідростатики………………………..10

1.5 Поняття про п’єзометричну висоту і вакуум………….11

1.6 Прилади для вимірювання тиску………………………13

1.7 Сила тиску на пласкі поверхні………………………....14

1.8 Сила тиску рідини на криволінійні циліндричні поверхні……………………………………………………...16

Лекція 2 «ОСНОВИ ГІДРОДИНАМІКИ. ГІДРАВЛІЧНИЙ ОПІР»…………………………..…………………………………..19

2.1 Основні поняття про рух рідини. Рівняння

витрати(нерозривності)………………...………………...…19

2.2 Рівняння Бернуллі………………………………………20

2.3 Режими руху рідини………………………………….…22

2.4 Загальні відомості про гідравлічні втрати………….…23

2.5 Місцеві опори…………………………………………...25

2.6 Гідравлічний розрахунок простих трубопроводів…....28

Лекція 3 «ГІДРОПРИВОД. НАСОСИ ОБ’ЄМНОГО ГІДРОПРИВОДУ»……..…………………………………………32

3.1 Принцип дії гідроприводу……………………………...32

3.2 Основні елементи об’ємного гідроприводу…………..33

3.3 Принципова схема гідроприводу……………………....34

3.4 Галузь застосування і робочі рідини гідроприводу…..35

3.5 Загальна характеристика насосів

об’ємного гідроприводу і їх класифікація……………...…36

3.6 Основні параметри об’ємних насосів…………………38

3.7 Поршневі насоси………………………………………..39

3.8 Пластинчасті насоси…………………………………….40

3.9 Шестеренні насоси……………………………………...41

Лекція 4 «ОБ’ЄМНІ ГІДРОДВИГУНИ І ГІДРОАПАРАТУРА. ПНЕВМАТИЧНИЙ ПРИВОД»……………………….……….…44

4.1 Об’ємні гідродвигуни……………………….……….…44

4.2 Гідроапаратура………………………………………….48

4.3 Загальні відомості про пневмопривод…………………51

Список літератури………………………………………………..55


ВСТУП


Конспект лекцій з курсу «Гідравліка, гідро- та пневмоприводи» призначений для студентів дистанційної та заочної форм навчання, які навчаються за напрямами підготовки 6.050502 «Інженерна механіка» та 6.050503 «Машинобудування». Курс «Гідравліка, гідро- та пневмоприводи» необхідно вивчати у тій послідовності тем, яка наведена у навчальній програмі. Тому перед початком самостійного вивчення дисципліни необхідно уважно ознайомитися з програмою і зі списком рекомендованої літератури, який наведений після кожної теми.

Мета цього конспекту – допомогти студентам опанувати необхідний обсяг знань із зазначеної дисципліни, скоротити час для самостійної підготовки, сконцентровано викласти основні поняття та визначення, полегшити ознайомлення з основними конструкціями гідравлічних машин і схемами гідро- та пневмоприводів.

Конспект лекцій написано у стислій формі, у ньому наведені відомості з основних тем курсу. Він складається з чотирьох лекцій. У першій лекції подані визначення рідини, основні її властивості, поняття гідростатичного тиску та основне рівняння гідростатики, розібрані поняття про п’єзометричну висоту і вакуум, наведені прилади для вимірювання тиску. Друга лекція присвячена розділу гідродинаміки. У ній наведено визначення основних понять про рух рідини, розібрано структуру рівняння нерозривності потоку та рівняння Бернуллі, розглянуто режими руху рідини, визначені втрати напору по довжині труби та в місцевих опорах. Далі в третій лекції розглянуто принцип дії гідропривода і призначення основних його елементів, розібрана принципова схема гідропривода, наведена класифікація об’ємних насосів, розглянуто будову основних об’ємних насосів та їх основні параметри. Лекція чотири присвячена об’ємним гідродвигунам: гідроциліндрам, гідромоторам, поворотним гідродвигунам та гідроапаратурі: гідророзподільникам, гідроклапанам, гідродроселям. Крім цього, наведені загальні відомості про пневмопривод.

Після вивчення даного конспекту додаткові знання студент може отримати з рекомендованої літератури.

^ Лекція 1 «РІДИНА ТА ЇЇ ОСНОВНІ ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ. ГІДРОСТАТИКА»


Ключові слова: крапельні рідини, густина, питома вага, температурне розширення, в’язкість, гідростатика, гідростатичний тиск, основне рівняння гідростатики, надлишковий тиск, п’єзометрична висота, вакуумметрична висота, тіло тиску.


^ 1.1 Визначення рідини


Рідина – фізичне тіло, що має властивість текучості, тобто властивість необмежено змінювати свою форму під дією навіть дуже малих сил, але на відміну від газів практично не змінювати свій об’єм при зміні тиску.

У звичайному стані рідина проявляє малий опір розриву і великий опір стисненню (має мале стиснення). Разом з тим рідина проявляє значний опір відносному руху сусідніх шарів (має в’язкість). У поняття «рідина» включають як рідини звичайні, що мають назву крапельні, так і гази, коли їх можна вважати як суцільне мало стиснене легко рухоме середовище.

У гідравліці розглядаються лише крапельні рідини. До них належать вода, нафта, гас, бензин, ртуть тощо. Газоподібні рідини – повітря та інші гази – у звичайному стані крапель не утворюють. Основна відмінність крапельних рідин полягає у тому, що в більшості випадків їх розглядають як нестисливі.


^ 1.2 Основні властивості рідини


Основні фізичні властивості рідини: густина, питома вага, температурне розширення і в’язкість.

1 Густина - відношення маси рідини m до об’єму V, який вона займає:

.

(1.1)

Одиниця густини в системі СІ - .

Густина води при температурі .

  1. Питома вага () - це вага одиниці об’єму, тобто

,

(1.2)

де - вага рідини в об’ємі V.

Для води при маємо .

Між питомою вагою і густиною можна знайти зв'язок, якщо врахувати, що G = mg:

.

(1.3)

  1. ^ Температурне розширення. Характеризується температурним коефіцієнтом об’ємного розширення, що являє собою відносну зміну об’єму рідини при зміні температури на :



(1.4)

де початковий об’єм, м3;

зміна об’єму, м3;

зміна температури, .

  1. В’язкість – властивість рідини чинити опір відносному руху (зсуву) її шарів. Ця властивість проявляється в тому, що в рідині під час її руху між шарами виникають дотичні напруження. Під час течії в’язкої рідини вздовж твердої стінки відбувається гальмування потоку, обумовлене в’язкістю (рис. 1.1). Швидкість U зменшується у міру зменшення відстані y від стінки:


,

(1.5)
де коефіцієнт динамічної в’язкості рідини;

- приріст швидкості, що відповідає приросту координати dy.







Рисунок 1.1 – Профіль швидкостей при течії в’язкої рідини
Градієнт швидкості характеризує інтенсивність зсуву рідини в даній точці, коефіцієнт - в’язкість крапельних рідин, що має розмірність Нс/м2 (Па∙с).

На практиці найчастіше користуються коефіцієнтом кінематичної в’язкості

.

(1.6)

Він вимірюється в . Для води при .


^ 1.3 Гідростатичний тиск


Це питання належить до розділу гідростатики.

Гідростатика — це розділ гідравліки, в якому вивчаються закони рівноваги рідини і застосування цих законів для розв’язання практичних задач.

На рідину, що знаходиться в стані рівноваги (спокою), діють дві категорії сил: поверхневі і масові.

Поверхневі сили – це сили, що діють на поверхні об’ємів рідини, наприклад, сила тиску поршня, сила атмосферного тиску. Масовими є сили, пропорційні масі рідини: сила тяжіння, інерції. У результаті дії зовнішніх сил усередині рідини виникає напруження стиснення або гідростатичний тиск. Отже, гідростатичний тиск р – це стискуюче напруження, що виникає всередині рідини, яка знаходиться у стані спокою. Середнім гідростатичним тиском називається відношення



(1.7)

де F- стискуюча сила, Н;

S- площа поверхні, .

Гідроститичний тиск, як і напруження, вимірюється в , або в паскалях (Па): 1= 1Па= Крім того, гідростатичний тиск вимірюється в , висотою стовпа рідини, мм вод. ст. і мм рт. ст., у атмосферах фізичних, а, і технічних, ат. На практиці тиск часто вимірюють у технічних атмосферах. Між одиницями вимірювання існує такий зв'язок: .







^ Рисунок 1.2 – Напрям тиску

в’язкої рідини
Гідростатичний тиск має такі властивості:

а) гідростатичний тиск завжди спрямований за внутрішньою нормаллю (перпендикуляром) до площини, на яку він діє (рис. 1.2);

б) гідростатичний тиск у будь-якій точці рідини за всіма напрямками однаковий.


^ 1.4 Основне рівняння гідростатики


Візьмемо у рідини довільну точку з координатою Z і глибиною занурення h (рис 1.3). Основне рівняння гідростатики – рівняння, що виражає гідростатичний тиск р у будь-якій точці нерухомої рідини в тому випадку, коли з масових сил на неї діє тільки одна сила тяжіння.




(1.8)









^ Рисунок 1.3 – Тиск у точці

в’язкої рідини
де - тиск на вільній поверхні рідини;

h- глибина розміщення точки, що розглядається.

Інша форма запису рівняння (1.8) має вигляд



(1.9)

де z і - вертикальні координати довільної точки і вільної поверхні рідини, що відраховуються від горизонтальної площини.

Якщо відома величина питомої ваги , рівняння (1.8) можна записати у вигляді

.

(1.10)

З виразу (1.10) випливає, що гідростатичний тиск р у даній точці дорівнює сумі тисків на вільній поверхні рідини і тиску, створюваному стовпом рідини висотою, що дорівнює глибині занурення точки.


^ 1.5 Поняття про п’єзометричну висоту і вакуум







Рисунок 1.4 – Види тиску



Вирізняють тиск, що відповідає абсолютному нулю, і тиск атмосферний (рис.1.4). Відносно абсолютного нуля тиск у будь-якій точці рідини називається абсолютним .

Різниця між абсолютним тиском і атмосферним тиском називається надлишковим тиском і позначається :




(1.11)



Надлишковий (манометричний) – це тиск, що перевищує атмосферний (рис.1.4). Тиск, що не достає до атмосферного, або різниця між атмосферним і абсолютним тиском називається вакуумметричним тиском, або вакуумом:

.

(1.12)








Рисунок 1.5 - П’єзометрична висота
Розглянемо закриту посудину 1, яка заповнена рідиною, на поверхні якої діє тиск , що перевищує атмосферний тиск . До посудини приєднано трубку 2, яку відкрито зверху, тобто сполучено з атмосферою (рис 1.5). Оскільки тиск на поверхні рідини більше атмосферного, то рідина в трубці 2 підніметься на деяку висоту , яка в гідравліці має назву «п’єзометрична висота», а сама трубка – п’єзометр.

П’єзометрична висота визначається із залежностей (1.8) і (1.11):


.

(1.13)
Аналогічно визначається вакуумметрична висота із урахуванням рівняння (1.12):


.

(1.14)
Площина П-П, тиск в усіх точках якої дорівнює атмосферному, називається п’єзометричною. Якщо посудина відкрита, то п’єзометрична площина збігається з вільною поверхнею рідини.


^ 1.6 Прилади для вимірювання тиску








^ Рисунок 1.6 – Ртутний

барометр
Для вимірювання тиску використовуються рідинні (барометр, п’єзометр, вакуумметр, дифмано-метр), механічні (манометр, вакуумметр) та електричні прилади. Розглянемо принцип дії основних із них.

Барометр складається з відкритої чашки, що заповнена ртуттю, і скляної трубки, верхній кінець якої запаяний, а нижній опущений у чашку під рівень ртуті







Рисунок 1.7 – П’єзометр
(рис. 1.6). У верхній частині повітря немає, тому в ній діє тиск насиченої пари ртуті . Значення атмосферного тиску визначається за формулою




(1.15)



де - густина ртуті; h- висота підйому рідини в трубці.

П’єзометр – це прилад для вимірювання невеликих тисків у рідині за допомогою висоти стовпа

цієї рідини (рис. 1.7).

Він складається з вертикальної скляної трубки, верхній кінець якої відкрито в атмосферу, а нижній приєднано до посудини, в якій вимірюють тиск р.

Згідно з основним рівнянням гідростатики


.

(1.16)









^ Рисунок 1.8 – Рідинний вакуумметр
Вакуумметр - це U-подібна скляна трубка, в коліні якої

знаходиться рідина, важча від тієї, що знаходиться в посудині. Один кінець трубки з’єднано з посудиною, а інший відкрито (рис. 1.8). Тиск на вільній поверхні рідини, якщо трубку приєднано вище цієї поверхні, обчислюють за формулою


.

(1.17)






Рисунок 1.9 – Пружинний манометр
Пружинний манометр (рис. 1.9) складається з корпусу 5, штуцера 6, манометричної (пружинної) трубки 4, передавального механізму 3, стрілки 2 і шкали 1. Рідина під тиском потрапляє в штуцер, а потім - в трубку. Під дією тиску трубка розгинається і переміщається її вільний кінець, пов'язаний із стрілкою приладу.

  1   2   3   4

Схожі:

Гідравліка, гідро- та пневмоприводи iconМетодичні вказівки до курсової роботи на тему: " Гідравлічний розрахунок трубопровідної мережі з насосною подачею рідини"
Методичні вказівки до курсової роботи на тему: “Гідравлічний розрахунок трубопровідної мережі з насосною подачею рідини” з дисципліни...
Гідравліка, гідро- та пневмоприводи iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра зі спеціальності «Обладнання електронної промисловості»
Гідропривод – основні функції, переваги та недоліки, історія розвитку. Принцип дії гідроприводу. Основні функції гідро- та пневмоприводу....
Гідравліка, гідро- та пневмоприводи iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра зі спеціальності «Роботомеханічні системи та комплекси»
Гідропривід – основні функції, переваги та недоліки, історія розвитку. Принцип дії гідроприводу. Основні функції гідро- та пневмоприводу....
Гідравліка, гідро- та пневмоприводи iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра зі спеціальності «Машини і технології пакування»
Гідропривід – основні функції, переваги та недоліки, історія розвитку. Принцип дії гідроприводу. Основні функції гідро- та пневмоприводу....
Гідравліка, гідро- та пневмоприводи iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра зі спеціальності «Інженерія логістичних систем»
Гідропривід – основні функції, переваги та недоліки, історія розвитку. Принцип дії гідроприводу. Основні функції гідро- та пневмоприводу....
Гідравліка, гідро- та пневмоприводи iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра зі спеціальності «Роботомеханічні системи та комплекси»
Гідропривід – основні функції, переваги та недоліки, історія розвитку. Принцип дії гідроприводу. Основні функції гідро- та пневмоприводу....
Гідравліка, гідро- та пневмоприводи iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра зі спеціальності «Обладнання електронної промисловості»
Гідропривод – основні функції, переваги та недоліки, історія розвитку. Принцип дії гідроприводу. Основні функції гідро- та пневмоприводу....
Гідравліка, гідро- та пневмоприводи iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра зі спеціальності «Машини І технології пакування»
Гідропривід – основні функції, переваги та недоліки, історія розвитку. Принцип дії гідроприводу. Основні функції гідро- та пневмоприводу....
Гідравліка, гідро- та пневмоприводи iconМіністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства програма та робоча програма навчальної дисципліни «інженерна гідравліка»
Програма та робоча програма навчальної дисципліни «Інженерна гідравліка» (для студентів 3 курсу денної І заочної форм навчання напряму...
Гідравліка, гідро- та пневмоприводи iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра зі спеціальності «Обладнання легкої промисловості та побутового обслуговування»
Гідропривід – основні функції, переваги та недоліки, історія розвитку. Принцип дії гідроприводу. Основні функції гідро- та пневмоприводу....
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи