Лепёшкин Гидравлика (Учебник - "Гидравлические и пневматические системы" - Лепешкин), страница 2

1 1) Силу й в$ож$$О разлаж$$ть н$$ тангснциальн)чо Т н норв$$$.'$ьну$О г сост$$$с$як$$$$ис. ТВНГС$$$В$$О$$ь$$ЗЯ С$$СТВ$$$$Я$ОП$ВЯ НВЗМВВСТСЯ СИЛОЙ Т13СНИЯ Т И аызь$васг В жи;акОсти ьт$сгггсль$$ыс нап1$яжс$$ия (нли $$апряжсгпгя трсния): $, =- 71.$. Елиннпсй измсрсния $О$сатсльных Н$И$ряжс$$$$й в С$$стсмс СИ являстся паскаль (Па) — $$$яото$$, Отнссснный к квадратному мстру (1 Па = 1 И/Ь$$), НО1$мальная сила Р н$$змвастся силой л'$влсьн$$Я и Вьпыааст В жилкОстн нормальнмс на$$ряжсн$$я сжатия, котт$рыс О$$рслсляют" $:Я ОТНОШСННСМ Этн нормальиыс напряжсния сжап$я назыаавотся аядр$Х$$гхали- ЧИ'ЛКН АМИГВВСН ИЛИ Щ$ОСТО ЛВВЛСННСМ, Р$иьСМОЦФ! М С$$СТСМЫ От'- счета лавлсния и слинипы СЫ$ нзмсрсння. В$$жныв$ при рсшснни $$рактиь$сских задач $$каястся Выбор системы гисчста даалсния (шкалы лавлсння).

За на~~то шк~лы можст быть принят абсоякпт$ь$й нуль лавлс$$$$я (анало$' абсолкгг- е ------,л $$$$го нуля тсмпсратуры) — О,„,. При отсчстс Львьтсний От зттло НУЯЯ нх натьгайкт аб" сг$лютнывви р„, (рнс. 1.2, а). ОЛНВКО, КВК ПОКВЗЬ$ВВСТ ПРВКТ$$каь тсхннчсскис зал$$чи удобнсс решать, ис- ьзуя бм н л' ИИЯ ря -„ ЛОТЛЛ За ПВЧВЛО ШКВВЫ ПРИНИМастСЯ ВТ РЯС.1Л.СВСВ$ВЛС1$СПьНЯ мосфсрнос$$агвлп$$$С -- О, (св$. рпс. 12, а). $$$$асрхнсс$$щх сил Давление, ьчпоргю ГзтззГитмзмется анизь от атмосферного нуля, назыаастса Давлением Вак) ма Рь„,, или вакуумом (см.

рис. 1 2, С). Таким об(ЯГзоы, сушесгауют трн шкалы для Отсчета даалеиия„ т.е. ЛаалеГзие може~ быть абсолкптгыьи избыточным или вакуумным. ПОлучим фО(змулы ЛЛЯ пересчета однОГО лааленйл а Друтое, )3ДЯ НГхвученил форм) лы пересчета избыточного лааленна и абсолкпное Р~„аоспользуемсв рис. 1.2„6. Пусть з~ЯЯГСНГГС искоькзГО Давлений ОЩ)еделаетса поагзжснием точки и.

Тгала ОчеаиднО, что Ряь = Рю ч Рюь (1.2) Где Є— атмосферное лазьтеГНГе„измеренное баромсзром, Связь между а(юолютным давлением Р„Г, и давлением вакуума Р,, можГГО установить аналогичным п~ Гем, НО ) же исхоля из положении точки С (рис. 1,2„а): Ай ='Р~ — Р " (1.3) И избмтглпГГм Давление, и Вакуум Отсчнтывакпсл От олнопз нуда (0„~), но а !званые стороны. Следовательно, Рнж =.

-Рю ° (1.4) Таким образом, формулы (1.2) ... (1 4) салзьпиюг абсолкзтное, избьгизчное и вакуумное даалениа и позгюллкзг пересчитать Одно а друГОС. Праьпнка НГ|казала, чтО дал рсшсний технических (прикладных) задач наиболее удобно использопать избьптвгные лаалс- НИЯ. О~НОВ~ОЙ СДННГГГГей намеренна лавденнл В снсгеме ь. И Яалаетса ГЯГскааь (Па), который ражи давлению, аозникакзщему при дейстаии силы а 1 И на плГяцадь ГЯГзмсром 1 мз (1 Па -- 1 НзГМ9. Однако чаше использ)тотса более к)зупные свинины: килопаскаль (1 ХПа = =-. 10' Па) и мегапаскааь (1 МПа - 1О" Па), В те~~ике широкое 1МСЩюстранение получила внссистсмнав единица — техническая атмосфера (аг), кггзорая равна даалению, мхзникакчпему щзн действии силы и 1 ьтс на плон гкзь размером 1 смз «1 ат = 1 кгс/см').

Соотношении между наиболее использу- емыми едининами следузощ$$е: 10ат =.0.981 МПЯ 1 МПа или 1ат= 98,! кПЯ 100 кйа. В зар)бежим лнтератугзе иснОльз)тпсл также елинииа измере нил давлении бар (! бар.- 10' Па). 1.3. Основные физические саойстеа жмдиостей и гааоа Рассмгярим некоторые свойства жиакостсй„которые оказывают нййбблее сугджпжнное Влнлййе на происхтатЯГГГНС а них пропессы и НОЗтому учитмаакзгся прн 1ъасчетах Гидракличжких систем. Важнейшими характерисптками механическттх свойств жидкости ямзпотся ее плОтность и уделыгмй аес. ()нн Оиределякп' южГФ- мосттФ жидкосттк Под плопигс п~~з р (кз/мз) Гюнимактг массу жнГГкос ~и ДГ заключенную В единице ее Огтьема и; т.е.

Р = ГГГГ'й". Вместо пл~йостн а формулах м~~ет быть использоаазз также удельный асс т (н/мз), т,с. Яес 6, приходйщинса на единипу обьема И' ." Рис. 1.2, Сзктт~~ отсчезв Давления: а — валли вввхаввя; е — взавкюиоь веохвигввгв в азбнгвчвГхв ааьаамй; в— 3пэнмю'.ииь вгжюхюивзГО ххкзгввв й ФИ$лгввв внггтвю Плотность и удельный Вес гкилкости сайзанм между собОЙ. Эта связь лсГХО устзпГавлиаается, если учесть, чтО 6 ж ЯГ8: б ЯГ8 т=- = "-рк В" й' Измененил плОтнгзсти и удельного жса жнд3йжтн при изменении теьгпе)хпуры и давлении незначГпельны, и а большинстве случаев нх нс учитьГизют. Плотности нанбОлее упгпре6лаемыхжидьтзсГсй и Газов (кг/мз): бензин — 710..780„керосин — 790...860; вг~да — 1000*, ртуть --. 13600; масло гилрссистем (АМ('-10) — 830; масло аеретенное — 890 ...900; масло инлусгриальнгзе — 880...

920; масло турбинное — 900; метан — 0,7; воза)х — 1,3; углекислый газ— 2,0; пропан — 2,0. Вязкость -- этт» способность жйлкостй сопрозиалятьГз~ слвйгу, т.е. свойспк», обр«зтнг»е текучссги (более вязкие жидкости яаайкпся менее текучимн). Вязкосгь прояаляетсй а возийкиоасиии касательных напряжений (напряжений трения), Рассмотрим слоистое тече- ИНЕ ЖИДКОСТИ ГЬТОЛЬ СТЕПКИ (Рйс. !.3), В этом слуьзе происходит торможенйе потока жизкос~й» Обуелгаьзецное ее вязкостью. ПРГГчем скОРОсть движений жидкости в слГХ» тем ниже«чем ближе Ой Гйс" положен к стет!Ке.

СОГласнО гигкпсзе Нькпона ка«зпезьное напра жение, вгоцик«аюшее а слое жидкости ца расстоянии у От стенки, О1 цждсаается зависимостью Г(Г» (!.5) ГУ где АКА — градиент скорости (записан упргяпецно), характернзукя!ОГЙ игпецсг«йцоьп„ц цхкзаци«я скорости пири удахейгп«отсп«й кн (по Оси у). Завйснмосп» (1.5) намавак»г законом трения Нькзтогаь Она была позднее аксг|еримеитально обосиована профессором Н. П, Петровым. Течения больгпйнства жйдкосгей«исйггльзуемых а Гйлггаллйческнх системах, ООдчнийктгсй закону трения НыотОна, и их называкГГ ньктгоцовскимн жидкостями.

Однако следует иметь в яйлу, что су1цествукп жидкости„в которых закон (1 5) в той или инОЙ степени иарУшается. Гакие жидкости называй«т нецькпо" ИОаскими, Величина и, вхгйиипай а (1 5), получила название динамичес- кОЙ вязкости жилкосги. Однако на практике более еайрокое применение цапгла кййематнческая вязкость: Рнс.

1.4 Заюсциссгь вязкости ог тсмпер«пкрм Елинипей измереция последней в системе СН является м~/с или 6Олее мелкая елниина ем~ге, котор)зо принято называть стт1ксом, ! Ст = 1 см /~, Длй йзьгерсййя вязкостй также ИГзкзльзукпсй саины стоксы: 1 сСт:= 0,01 Оп ВйзкОсп» жилкосзей су1пестаеийо зависит От температуры, причем вйзкгкть капельйых хоьзкосзей с пов~йпением темпе!хпуры падает. а вязкость Газов — растет (рис.

1М), Это Обьясийетсй тем, ЧТО а Гапельйых ж~дкос~я~. Где В~~й~~лы (хГсгкак»же»ны близко ЛРУТ К ДРУГУ» ВЯЗКОСТЬ Обусловлена сйламн молекулярного сцЕПЛЕ- йия. Эзн сйлм с Рос й~ы температуры ослабсиа|от, й ажГКОсть падает. В Газах молекулы р«зсполз«гактгся зиа«ГГпельно дзлг«ше друг От лруга. Вязкость газа зависит от ийтенсивностн хаотичного лжкепия молекуд ( Гхзсзоь«п ь«пературы эта ицте«цсивг1Г,сзь расгез. й вязкость Ганг уаелйчиваегся. Вязкость жилкйсп!Й т«Гвисцт также От давления ИО этО измеиенйе незна«йпельио, й в бгьзьгпййстве случаев его не учнтмвакп. В хпсзкГчеййе Огметйм что а ГГГЛ!Ьз!Ьзйке при изучецйй процессов течения испОльз! ется понятие идеальной ачьзкости» пОл МОТО" РОЙ по»нимают жидк«»стъ«лйпгеннузо вйзкоспь Сжимаемость — это способность жидкости изменять свгя( обьем под действием давления.

Сжимаемгагть капслы!ых жйлкчй".~Й й ~а- зов сутиественцГГ Р«ззлнчаег:я. 'Гак, капельйые жйдкости при йзме- нецин давления измсняктг дюй обгсм крайне незначительно, Газы, ~«~ОГЙ~РГГГ«ыог)»Г значительно сжима'~т»ся под действием ла и неограниченно расширятъсй при его отсуктвии, Йля учета сжйыаеьккзи газов прй 1холй«~йых условиях могут быть использованы уравнения состояний (см.

полразд $. !) Или:м- виснмости ллй политропнмх процессов (см. Полразд. а.5). Сжнмаемость кзпсльных жидкостей характерна)ется кОэффи- писцтом объемного сжатий Р, (Па'): 1 ЛИ" ЛР и'~« где ар — изменение лаазеннй; л И' — изменение объема под дей- ствием Лр; И'~ — начальный объем. ЗГьзк минус а формуле обусловлен тем, что прн увеличении язвления Объем жилкОсти умецьГпается, т.с, поле»жнтельнг«е Щъи" Р«а!пение давлений вызыюет Огргиьзтельное при(ьзгпекие Объема. Величина, обратная коэффирнепту» Объемного сжатия б„» на- зываетсй обьемцым модулем упругости жидкосгй (или модулем УпРугости) А = !ф, (Па). Модуль утгр)т ' .

~ х жн!!костей и щ ненни темпергпуры и даВЛеиня. Однако а большинстве случаев А' !1 считакгг постоянной величиной, принимая за нес срсдисс значенис в данном $$$$апазонс тсмпсратур или давлсннб. Разл$$»гакьт изотсрь$$$»гсск$$6 н аднабатичсскнй модули упругости. Причем обычно длй !Хгсчстов нспользук$Т $$зотсрм$$чсск$$6 ь$$$дулг Ллгга(Я$тъгчсскии мс$а)7$ь Гцънмснясп'й $ц$и В$$а»тизс (я»$ст!ютсчгпях п)хъ$$$х» ОВ. Нзотсрмичсскяс мгъдули )тгругост$$ $$скгло)ияХ жидкостс0$ (М Па): бснзин — ! ЗОО; ксрасин — 1280; вода — 2000*, ргуть — 32400; масло $$$дрос$$стсм (АМГ-!О) — 1300; масло инлустриальнос 20 — 1ЗЮ; масло $$н$$усгр$$аль$$ое 50 — 1470; масло турбиннос — 1700. Капсйьнмс жилкооп! ггзмс$$ЯКЪГ свои обьсм и $Цън кги$с(ЪВН$$$$ ъсь$$$сркгурм. Э$О $$х свойство, назмязсмос тсмпс(япурнь|м рас$$В$- р! Нисм (Гак как с уасйн»$с$$исм тсм$$сратурм объ»см их увсл$$»пгва сгся), Ъй»рактсрггз)жтся коэфф$$$пгснтОМ ОбьсмноГО 1х$спгЩзс$$$$Я ($, (К '): где д Т вЂ” измснснис тсмпсратурм; д Вг - измснснис обьсьга поп лсйст$$ись$ Д Т' М'я — $$ачальнмй Обьсм.

! Язм вссьма зыачтггс$$ь$$$$ измсиякът СВОЙ гйп»с»м $цъи измснснии тсмпсратурм. Для учета !ного нйяс$$сн$$я использухе уравнений сгъстгъйн$$Я $ЯХОЯ (см. пол)ъазд. 6.1) нли фьъ)ъьгулы $$олнт)30пных прс$. цсссов (см. Полразд. 6.5). Любая капсльнай жгпгкг$сть с$Н$собна измсняп. с!к!с аг(ъсгатыгъс $ххптъя$$ие, в частности $$рсггра$$$аться а пар. Этг! Свойство капельнмх жгшйпстс$1 называют парообраяъв$пгисм. В гнлравгп$кс наибольшее зиачснис имсст услг$аис, прн кгащроь$ нач$$настсй интснснвнос парооб)ъажяганис по вссму обьсму — кнпснис жидкости.

Длй начала $$ро$$сссг! Кипсний должны быть соз$В$ны опрслслсннмс )словил (тсмпсрату~яг и лаалс$$$$с). Наприь$ср, дистиллщхъванная Всш жФж$$аст при НО!ъмальнОИ атмосфсргяхя лавлснии и температуре 100 "С, Однако это йалястся частным случасм кипсний гктаы. Ч'а жс вола можст закиггс$ь п)я$ л!$) пъй тсмггсратуре„если она булат нахоагпьсй пол возлсйствнсм другого лавлсния, т.с. лля каждого зпачсний тсмпсратурм ъкилкости* $$сгвльзусмоЙ В Гггдрос$$стсмс» супгсстауст свос даалснис» $$рн коггър$$м она зггкггпасг, Такгъс лаялснис назьпмкп лаалснисм нась$пгснных паров р, „.