Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 8
Текст из файла (страница 8)
445), давление в которых достигает 3000 — 5000 кГ>см'. Влияние давления. С повышением давления коэффициент сжимаемости (5 всех жидкостей уменьшается, однако уменьшение его с возрастанием давления неравномерно. У большинства жидкостей сжнмаемость наиболее интенсивно понижается з зоне сравнительно низких давлений. В среднем яри изменении давления от нуля до 1000 кГ(сэ>' коэффициент с>кимаемости минеральных масел уменьшаетсв на 37 30 — 40% (рнс. 16) и синтетической жидкости — на 60 — 70% (рнс.
17) от первоначальной величины (соответствующей атмосферному давлению и нормальной температуре). Прн небольших нзмененнях давления жидкостн от 0 до 500 — 800 кГ(смэ 0.10»усмукЕ Г = — „в 10ОУ» относительное изменение объема (объемная деформация ЛИ' 12 жидкости) — в процессе сжа- Иь 10 Е 10 «ГА»«1 240 б 10 0 10Н«С»»'/кг В 210 б В 140 4 15,0 2 4 12,0 о О 400 000 1200 «Е»с О 400 000 1200 НОО 2000 2400 р «Е1»с»гг Ркс. 18. Зависимость коэффвцнента сжвмаемостн р к модуля уиругостк Е легкого минерального масла от давления Рве. 17.
Зависимость коэффициента сжвмэемоств р и отвосвтелького вэмввевкд объема сввтетвческой лгкдкоств е от давленая р тня можно принять приближенно пропорцнональным намененню давлення Лр: — '= — =Лрб, ЛИ' Лр И', Е (25) Прн давлении ) 2500 — 3500 кГ2смэ объем распространенных жидкостей изменяется с дальнейшим повышеннем давления незначнтельно. Из рнс.
17 видно, что прн повышении давлення п ркмерно до — Т 2500 кГ2слгэ набл1одается ннтснсквное повышение относнтельЛИ' ного изменения объема е = —, = Й», прн более же высоккх давленнях коэффнцнент сжнмаемостн ~1 настолько уменьшается, что прн- О 200 400 000 г»«174»»1 ращение работы сжатия н<ндко- Рвс. 18. Измененке объема жидко- стн становится ничтожно малым. ств в заввскмостк от давления: На рнс. 18 показаны кривые г — силиконовая жидкость! э — мккераль относительного каменення объе- ВСЕ КЭСЛО1 Э вЂ” КаетОРОВОЕ Каэзс; «в вода; К вЂ” глицерин ма распространенных жидкостей в завнснмостн от давления. Влияние температуры.
С повышеннем температуры объемный модуль упругости уменьшается, а коэффициент сжнмаемостн всех Л Иг/Иг а 0,01 0,02 йОУ 0,04 005 жидкостей, кроме воды, соответственно повышается, причем сжимаемость более вязких масел выше, чем менее вязких масел. Так, например, модуль объемной упругости масла минерального происхождения, равный при атмосферном давлении е 10'агама и температуре 40' С примерно 17 000 вГ)сма, умень- 141 10' шается при 200' С до 10 000 пГ1см', модуль упру- 1 гости синтетических (силиконовых) жидкостей уменьшается при этих условиях ВН10' 55уп от — 10 000 до 4500— 5000 вГ(сма.
Сравнительные опытные данные по О 40 Во 120 150 700 200 т т 7 вависимости объемного модуля упругости от темпера- Рис. 1В. Зависимости объемного модуля туры при распространен- упругости минерального масла (1) и синном давлониет 210 нГ)сма тетической жидкости (2) от темпеРатУРы для минерального масла (кривая 1) и синтетической (силиконовой) жидкости (кривая 3) приведены на рис. 19.
Последняя аависимость имеет большое прак- 14 ,77аме 10те е,ЬГ 77 1000 73 1,0 т й 15 й "Е' 11 ьй 1 ьл ОООО ~ОООО е 4000 2000 3 0 200 400 ббб н12ане Дабление а/ Рнс. 20. Зависимость коэффициента сжнмаемости силиконовой жидкости от давления и температуры а иэотермвом режиме О 00 1БО 740 170н Ееп Дабление В/ тическое значение, поскольку, как ато видно из последнего графика, даже относительно небольшое повышение температуры от 40 до 100' С сопровождается лля силиконовой жидкости ЗВ Таблица 4 Харантернетннн завнснностн аюдувн упругости й силиконовых >ннлностей Давление в к77ее' Температура в С зоо оы мо во мо 9843 8087 6327 4640 2953 10194 8437 6750 4992 3234 10560 8850 7760 5273 3715 8437 6820 4920 3585 1968 8750 7040 5484 3867 2180 9500 7734 5976 4359 2672 40 102 150 200 260 Влияние режима сжатия жидкости. Выше мы рассматривали иаотермный процесс сжатия жидкости, который характеризуется столь медленным сжатием, что выделяемое при этом тепло рассеивается, в результате чего сжатие происходит при постоянной температуре неидкости.
Однако в ряде гидравлических механизмов (импульсный гидро- привод (см. стр. 453), я<идкостная пружина (см. стр. 445) и др.1 сжатие может происходить со столь большими скоростями, что тепло, выделяющееся при сжатии жидкости, не рассеивается, а в большем или меньшем количестве концентрируется в жидкости (политропный процесс), повышая ее температуру и соответственно увеличивая ее объем. В зависимости от условий давление замкнутого объема жидкости может при этом значительно превысить давление при сжатии по изотермному процессу.
Учитывая это, при уточненных расчетах быстродействующих неидкосткых агрегатов (пружин и пр.) исходят не из изотермного, а из политропного процесса. Предельным, с этой точки зрения, является процесс сжатия, при котором все тепло, соответствующее энергии окентия жидкости, расходуется на повышение ее температуры (адиабатный процесс). Расчеты показываеот, что при сжатии жидкости по этому предельному процессу от нуля до 3500'кГ7сма повышение температуры ее достигает 35' С. понижением модуля упругости с 9900 до 8100 кГ(сме.
При более же значительно повышении температуры модуль упругости может недопустнлео снизиться. Так, например, модуль упругости распространенной в США сиятетической жидкости «Синкодайн Н» при комнатной температуре и атмосферном давлении равен 10 500 кГ~сме, а при 370' С всего лишь 2100 кГосме.
На рис. 20, а приведены графики, характеризующие зависимость коэффициента сн<имаемости в изотермном режиме для силиконовой жидкости (октаметилтрисилоксан) с начальной вязкостью при 25' С в 1 соле от давления и температуры. Характеристики зависимости модуля упругости Ь силиконовых жидкостей, применяемых в авиационных гндросистемах (иео = = 40 сот), от температуры и давления приведены на рис. 20,б и в табл. 4. А р~рИ г() р р~рЛИ (26) где А — работа сжатия объема жидкости; р, > р,„ > р, — среднее в процессе сжатия давление жидкости; И', и ЛИ' — первоначальный объем и иаменение объема жидкости прн повышении давления на Лр = = Рэ — РВ (~,р — среднее для данного диапазона давлений значение коэффициента сжимаемости.
Прн допущении, что сжатие жидкости подчиняется закону Гука и р, = О, получим Рз рсг В соответствии с этим получим приближенное выражение А =~-'ЛИ'=ЬИ'~, 2 (27) С учетом выражения(22)можем написать (учитывая, что бр== р,) = ~ р 'уФ.Р. (28) Очевидно, принятое условие р,р — — ~' более или менее справедливо лишь для относительно небольших ( до 500 — 800 лГ~см') Модуль упругости жидкости при политропном и адиабатном процессах будет ниже, чем при иэотермном. Модуль упругости жидкости для данного случая зависит от скорости звука а в атой жидкостной среде, величина которой определяется отношениями ° на, а= р —; Е =-а'р, а где р и ń— плотность и адиабатный модуль упругости жидкости.
Для расчета быстропротскающих процессов в гидросистемах (например при расчетах динамических характеристик гидропру- жин) следует применять аднабатный модуль, причем значение его при давлениях 50 — 200 кГ!см' можно принимать Е, =1,5Е. Работа сжатия жидкости, Важным параметром, характеризую- щим состояние жидкости, находящейся под действием высокого давления, является работа ее сжатия, характеризующая потен- циальную анергию сжатой жидкости. Прп допущении, что жидкость подчиняется для данного при- ращения давления закону Гука, энергетические воамоягности некоторого объема сжатой жидкости могут быть вырзясены уравне- нием (без учета деформации сосуда, в котором заключена жид- кость) давлений, в пределах которых параметры сжатия и давления связаны зависимостью, близкой н линейной (см.
рис. 17). Нри более высоких давлениях линейность нарушается, и при расчете должно быть принято истинное значение р,„с учетом конкретных условий. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ И ТЕПЛОЕМКОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ Для поглощения и удаления из гидросистемы выделяющегося при ее работе тепла и рассеивания его необходимо, чтобы жидкости обладали высокими показателями теплоемкостнитеплопроводностн. Теплопроводиость жидкостен — это количество тепла в калориях, которое проходит в 1 еек через 1 см' слоя толщиной 1 ем.
Теплопроводность обычно выражается в икал)ем ч град или кал/ем. сек. град. Значение коэффициента теплопроводности определяется )ь, = а (1 + 0,012) ккал7ем сек град, (29) где а — коэффициент, зависящий от марки жидкости; для минеральных масел а ж 0,00027 —: 0,0003. Минеральные масла являются плохим проводником тепла и уступают воде и жидкостям на водной основе, теплопроводность которых примерно в 5 раз вьпие теплопронодностн масел.
Для большинства нефтепродуктов теплопроводность составляет примерно (4,0 — 4,8) ° 10 ' икал)ск сек град. Значения коэффициентов теплопроводности в ккал/ем еек град (10 ') некоторых жидкостей приведены следующие: Вода при температуре в 'С: 10 50 80 14,7 Минеральное масло при 15'С . 3,24 15,4 Касторовое масло при 20'С .. 4,32 16,0 Глицерин при 20' С ...... 0,8 Коэффициент теплопрозодностн воздуха при 0' С составляет 1,44 ° 10 ' клал/ем еек. град.
Теплопроводность жидкостей уменьшается с повышением температуры. В частности зависимость коэффициента теплопроводности минеральных масел от температуры имеет внд Х, = а + Ы клал!ем сек град. Для индустриальных льасел а = 3 10 ', Ь = 1,25 ° 10 '; для машинных масел а = 2,7 10 ', Ь = 10 '. Не менее важным параметром является теплоемность жидкостей!количество тепла, необходимое для повышения единицы веса на 1' С (икал(кг)), от значения которой зависит интенсивность повышения температуры. Коэффициент теплоемкости нефтепродуктов определяется по приближенному эмпирическому выражению с, = (0,345+ 0,0008861) (2,1 — р ) кка~Нкг, (30) где 1 — температура масла в 'С; у„ — объемный вес масла при 15' С в кг/л.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
