Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.2 Гидравлические приводы и системы. Основы (1053469), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Разность двух отличных от атмосферного давлений, одновременно измеряемых в различных процессах или двух точках одного процесса, называют дафференциальным давлением р Диапазон давлений, измеряемых в технике, составляет 17 порядков: от 10-з Па — в электровакуумном оборудовании до 10з МПа — при обработке металлов давлением. Для прямого измерения избыточного давления с отображением его значения непосредственно на шкале, табло или индикаторе первичного измерительного прибора применяются манометры (ГОСТ 8.271-77). За нулевую точку шкалы манометров принимают атмосферное давление.
Для измерения вакуума исгальзуют вакуумметры, шкала которых проградуирована от 0 до — 1 бар. Приборы, измеряющие вакуум и избыточное давление, называют мановакуумметрами. Дифференциальное давление измеряют специальными дифференциальными манометрами. 2.2.
Основные свойства жидкостей Плотность. Плотностью р [кг(мз) называют отношение массы жидкости т [кг) к объему у [мз), который эта масса занимает: Удельный вес. Удельным весом т [Н(мз) называют вес единицы объема жидкости: где 6 — вес жидкости в объеме К Поскольку гт = тв, плотность и удельный вес связаны между собой соотношением: и 6 т к~ а 18 2.2. Основные свойства жидкостей Сжимаемость.
Свойство жидкости изменять объем под действием давления называют сжимаемостью. Сжимаемость характеризуется коэффициентом объемного сжатия [3р [Па -"), который представляет собой относительное изменение объема, приходящееся на единицу давления: 1 /3К [3, =— /Зр 3/; где У; — начальный объем, мз; а К вЂ” изменение объема, мз; Л,з — изменение давления, Па. Величина, обратная коэффициенту б, носит название объемного модуля упругости (модуля сжимаемосви) Е [Па).
Для капельных жидкостей модуль Енезначительно уменьшается с увеличением температуры и возрастает с повышением давления. Для воды он ссставляет при атмосферном давлении приблизительно 2 000 мпа, для минеральных масел — 1 400...1 700 МПа. Следовательно, при повышении давления на 0,1 МПа, объемы этих жидкостей уменьшатся всего на 1/20 000 и на 1/12 000 части соответственно, что дает основание считать капельные жидкости несжимаемыми, т.е. считать плотность жидкостей независимой от давления. Температурное расширение.
Температурное расширение характеризуется коэффициентом объемного расширения [3г [К -3), который представляет собой относительное изменение объема при изменении температуры 7'на 1 К при постоянном давлении: Коэффициент [3т воды, находящейся под давлением 0,1 МПа, возрастает от 14.10-з до 700 10-г с увеличением температуры от 0 до 100 'С. Для минеральных масел в диапазоне давлений от О до 15 МПа [3г можно в среднем принимать равным 8 10-4.
При обычных гидравлических расчетах температурное расширение жидкостей, как правило, не учитывают. Вязкость. Свойство жидкостей оказывать сопротивление сдвигу (скольжению) слоев жидкости называют вязкостью. Вязкость — свойство противоположное текучести (степени подвижности частиц жидкости); более вязкие жидкости менее текучие и наоборот. Наличие вязкости приводит к тому, что при течении жидкости вдоль твердой стенки происходит торможение потока (рис. 2.3). Рис. 2.3.
Профиль скоростей при течении вязкой жидкости вдоль стенки Скоросты движения слоев жидкости уменьшается по мере приближения к стенке вплоть до нуля. Между слоями жидкости, движущимися с разными скоростями, происходит проскальзывание, сопровождающееся возникновением касательных напряжений (напряжений трения). 2.
Физические основы функционирования Гидросистеги Величина касательных напряжений т (Па) зависит от рода жидкости и характера ее течения, и при слоистом течении (рис, 2,3) определяется следующим соотношением: Ло т=р —, Лу где и — коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом динамичесюй вязкости; ь в — приращение скорости, мыс; ь у — приращение ксюрдинаты, м.
Помимо коэффициента динамической вязкости и вязюсть может быть охарактеризована и коэффициентом кинематической вязкости тд Единицей измерения коэффициента динамической вязкости ц, является паскаль-секунда (Па с). Используется также единица измерения пуаз [П) системы единиц СГС": 1 П = 0,1 Па с. Единицей коэффициента кинвматической вязкости ч служит мыс; применяют также единицу СГС стокс (Ст): 1 Ст = 1 смз/с = 10-~ мыс. Сотая доля стокса называется сантистоксом (сСт).
Вязкость зависит от температуры, причем характер этой зависимости для жидкостей и газов различен: вязкость жидкостей с увеличением температуры уменьшается, тогда как вязкость газов, наоборот, увеличивается (рис. 2.4). Рис. 2.4. Зависимость кинематической вязюсти от температуры Это объясняется различием природы вязкости в жидкостях и газах. В жидюстях молекулы расположены гораздо ближе друг к другу, чем в газах, и вязкость вызывается силами молекулярного сцепления. Эти силы с увеличением температуры уменьшаются, поэтому вязкость падает.
В газах же вязкость обусловлена, главным образом„беспорядочным тепловым движением молекул, интенсивность которого увеличивается с повышением температуры. Вязкость жидкостей зависит также и от давления, однако эта зависимость существенно проявляется лишь при относительно больших изменениях давления (в несколько десятков мегвпаскалей). С увеличением давления вязкость большинства жидюстей возрастает. * Система единиц СГС(сантиметр-грамм — секунда, ОСА) является системой механических величин. Основными единицами этой системы являются: сантиметр — единица длины, грамм — единица массы, секунда — единица времени. 20 2.2.
Основные свойства жидкостей Вязкость жидкостей измеряют при помощи вискозиметров. Наиболее распространенным является вискозиметр Энглера, который представляет собой сосуд диаметром 106 мм, с короткой трубкой диаметром 2,6 мм, встроенной в дно. Время 1 истечения 200 смз испытуемой жидкости из вискозиметра через эту трубку под действием силы тяжести, деленное на время г, истечения того же обьема дистиллированной воды при 20 С, выражает вязкость в условных единицах — в градусах Знглера: !'Е = —, гдвг =51,6 с. Методов точного перевода условных единиц вязкости в абсолютные не существует, пересчет производится по эмпирическим формулам и таблицам.
Так пересчет градусов Знглера в стоксы для применяемых в гидросистемах минеральных масел осуществляют по формуле х = 0,073'Š— — ' 0,0бЗ аЯ Пересчет градусов Знглера в абсолютные единицы вязкости для распространенных в гидросистемах жидкостей макет быть проведен и по упрощенной формуле: и = 0,00065.Е. Испаряемость. Испаряемость свойственна всем капельным жидкостям, однако ее интенсивность зависит ст свойств конкретной жидкости, а также условий, в которых она находится.
Одним из показателей, характеризующих испаряемость жидкости, является температура ее кипения при нормальном атмосферном давлении — чем выше температура кипения. твм меньше испаряемость жидкости. В гидросистемахжидкости обычно находятся под избыточным давлением, поэтому испаряемость характеризуют давлением насыщенных паров, т,е.
давлением, при котором данная жидкость, имеющая некую температуру, закипает. Поверхностное натяжение. На поверхности раздела жидкости и газа действуют силы поверхностного натяжения, стремящиеся придать жидкости сферическую форму и вызывающие некоторое дополнительное давление. Однако это давление сказывается лишь при малых объемах жидкости. Растворимость газов а жидкостях. Все жидкости обладают способностью растворять газы. Количество растворенного газа, например воздуха, в единице объема жидкости увеличивается с увеличением давления и температуры.
При гюнижении давления или температуры жидкости, газ, находившийся в ней в дисперсном состоянии, начинает бурно выделяться в виде пузырьков, Выделившиеся пузырьки образуют механическую сыесь газа с жидкостью, которая отрицательно сказывается на работе гидросистем вследствие увеличения сжимаемости рабочего тела. На время растворения газов в жидкости влияет величина поверхности соприкосновения этих двух сред.
Так при вспенивании жидкости величина атой поверхности сильно увеличивается и время насыщения жидкости газом может уменьшиться до нескольких минуг вместо нескольких часов, как зто наблюдается в жидкостях со спокойной поверхностью, Наличие растворенного в жидкости газа влияет нв ее вязкость — чвм больше в жидкости растворенного газа, тем меньше ее вязкость. Образование пены.
При эксплуатации гидросистем может образоваться пена, которая состоит из пузырьков воздуха различного размера. Пена понижает смазывающую способность масла, а также вызывает коррозию деталей гидравлических агрегатов и окисление масла. Устойчивая пена превращается со временем з вязкие включения, которые откладываются на внутренних поверхностях гидроагрегатов и могут нарушить их нормальную работу. 21 2.
Физические основы функционирования гидро систеги Пена образуется, как правило, тем интенсивнее, чем ниже поверхностное натяжение и давление насыщенного пара жидкости. Такие условия возникают при добавлении в жидкость даже небольшого (менее 0,1 У~ по весу) количества свободной или растворенной воды. Сопротивление растяжению. Согласно молекулярной теории сопротивление растяжению внутри жидкости может быть весьма значительным — теоретическая прочность воды на разрыв равна 1,5-10з Па. Реальные жидкости менее прочны. Максимальная прочность на разрыв тщательно очищенной воды, достигнутая при растяжении воды при 10 'С„составляет 2,810т Па, а технически чистые жидкости не выдерживают даже незначительных напряжений растяжения. Так, попьпка выдвинуть поршень из полностью заполненного жидкостью цилиндра, приводит к тому, что жидкость при этом «разрывается» — в ней образуются полости в виде пузырьков, заполненных насыщенными парами жидкости и растворенным газом (чаще всего воздухом) (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
