Лекции 2012 (949139), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

.

16. Если резервуар закрыть герметичной крышкой, и откачать из-под нее давление, так что давление над свободной поверхностью уменьшится Ро < Ратм, уровень жидкости в пьезометре под действием атмосферного давления опустится ниже уровня свободной поверхности на величину

Примем положение пьезометрической плоскости, соответствующей атмосферному давлению, за начало отсчета.

16.1. Для точек, лежащих выше этого уровня, будет иметь место разряжение, и избыточное давление берется со знаком минус

а) например, величина давления на свободной поверхности будет равна

Р_абс = Р_атм – Р_0в= Р_атм – ρgh_0в = Р₀

б) Величина абсолютного давления в точке 1 будет равна

б) Величина избыточного давления будет отсчитываться от пьезометрической плоскости, соответствующей атмосферному давлению:

.

Поскольку отрицательных давлений не бывает, минус при значении избыточного давления означает, что это недостаток до атмосферного давления.

16.2.Для точек, лежащих ниже уровня пьезометрической плоскости с атмосферным давлением/

в) абсолютное давление в точке 2 будет равно разности

б) Для точек, лежащих ниже уровня атмосферного давления избыточное давление положительно, так как разность.

Величина избыточного давления будет отсчитываться также от пьезометрической плоскости, соответствующей атмосферному давлению:

.

1.7.Единицы измерения.

В международной системе единиц (СИ) основные механические единицы: метр длины, килограмм-массы и секунда. За единицу давления в принят Паскаль. Паскаль это давление, вызываемое силой в один Ньютон, равномерно действующий на нормальной к этой силе поверхности площадью один квадратный метр. Применяют и укрупненные единицы: килопаскаль (кПа) и мегапаскаль (МПа):

1 Па=1 Н/м²=10^-3 кПа=10^-6 МПа.

В технике в настоящее время продолжают применять систему единиц МКГСС, основные единицы которой: метр, килограмм-сила, секунда. За единицу давления в МКГСС принят 1 кГс/см², эта величина получила название техническая атмосфера. Соотношение между этими единицами следующее

1 Па = 0,102*10^-4 кГс/см².

1 кГс/см² = 98066,5 Па

Также используется система физических величин СГС (сантиметр, грамм-масса, секунда). В СГС сила является производной величиной, для ее определения используется второй закон Ньютона

F = m*a = 1 г*1 см/с² = 1 г*(см/с²)/с² = 1 дина.

Соотношение между одной диной и Ньютоном равно: 1 дин = 1*10^—5 Н.

Соответственно в СГС применяются единицы давления при действии силы в 1 дин на 1 см² площади. Соотношение между единицами давления в СГС и СИ

1 дин/см² = 0,1 Па.

Внесистемной единицей, но часто употребляемой единицей измерения давления является бар. Бар (по гречески — тяжесть) примерно равная одной атмосфере.

Соотношение между баром, Паскалем и технической атмосферой:

1 бар = 10⁵ Па=1,02 кГ/см².

Значение атмосферного давления зависит от высоты над уровнем моря и от состояния воздушной атмосферы. За нормальное атмосферное давление на уровне моря принята физическая атмосфера равная 1,033 кГс/см² , обозначаемая, как 1 атм.

Соотношения между этой единицей и Паскалем

1 атм =101325Па ≈ 1*10⁵Па

1.8. Пример гидравлической системы.

Структура агрегатов: энергосиловая, управляющая и информационная часть.

К энергосиловой части относится насосная установка, исполнительные механизмы, вторичная и первичная клапанная аппаратура.

К управляющей части относится гидрораспределители, система сервоуправления.

К информационной части относятся устройства отображения информации, манометрические точки, приборы контроля работы двигателя, расходомеры.

В насосную установку входят: двигатель, насос и система управления насосом.

Исполнительные механизмы, состоят из гидроцилиндров, связанных с рычажными механизмами, гидромоторов с редукторами.

Гидрораспределители служат для направления и распределения рабочей жидкости от насоса, системы управления гидрораспределителями бывают механические (ручные), гидравлические, электрические и дистанционные.

Примеры использования гидравлических и пневматических систем.

1. Гидропривод экскаватора.

2. Пневмопривод тормозной системы автомобиля

3. Пневмосистема подкачки воздуха в бак подводной строительно-дорожной машины.

Рекомендуемая литература.

1. Некрасов Б.Б., Руднев О.В. Байбаков, Кирилловский Ю.Л., Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика.

2. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М., Машиностроение, 1971 г.,

3. Лабораторный курс гидравлики, насосов и гидропередач. Под ред. С.С.Руднева и Л.Г.Подвиза. –М., Машиностроение, 1974 г.

4. Некрасов Б.Б. Гидравлика и ее применение на летательных аппаратах. – М., Машиностроение, 1967 г.

5. Сборник задач по машиностроительной гидравлике. Под ред. И.И.Куколевского и Л.Г.Подвиза.-М., Машиностроение, 2010 г.

6. Френкель Н.З. Гидравлика. – М.,Л., ГЭИ, 1956 г.

2 - я лекция, 2012 г.

2.1. Свойства капельных жидкостей: плотность и вязкость, единицы измерения.

2.2. Свойства капельных жидкостей: сжимаемость,

температурное расширение, испаряемость, силы поверхностного натяжения.

2.3. Основные свойства газов

2.1. Основные свойства капельных жидкостей

Основная система единиц, применяемая в настоящее время это система СИ. Основными механическими единицами системы СИ являются: длина, измеряемая в метрах, масса, измеряемая в кг, время, измеряемое в секундах.

1. Плотностью называется масса вещества, содержащаяся в единице объема. Различают абсолютную и относительную плотность. Абсолютная плотность для однородной жидкости равняется величине массы М жидкости в объеме V, поделенной на величину этого объема V

ρ = М/V. (2.1)

Плотность измеряется в системе СИ в кг/м³, плотность пресной воды при 4ºС составляет ρ_в = 1000 кг/м³ , морской воды ρ_мв = 1025 кг/м³, плотность рабочей жидкости МГ-30 при 20 ºС ρ_рж = 880 кГ/м³, плотность воздуха – ρ_вз = 1,25 кг/м³.

Относительной плотностью называется отношение плотности жидкости при заданной температуре к плотности воды при температуре 4 °С, поскольку масса 1 л воды при 4 °С равна 1 кг. Относительная плотность обозначается δ .

δ = ρ/ρв.

Например, если 1 л бензина при 20 °С имеет массу 730 г, а 1 л воды при 4 °С - 1000 г, то относительная плотность бензина будет равна 0,73.

Относительная плотность для ртути δ_рт = ρ_рт/ρ_в = 13600/1000 = 13,6, для воздуха δ_вз = ρ_вз/ρ_в = 0,00125, для рабочей жидкости- масла на минеральной основе δ_ж = ρ_ж/ρ_в = 880/1000 = 0,88

2. Удельным весом называют вес единицы объема жидкости. Для однородной жидкости удельный вес равняется величине веса G жидкости, поделенной на величину объема V, который она занимает

γ = G/V (2.2)

Удельный вес измеряется в системе СИ в Н/м³.

В системе СИ удельный вес воды при 4ºС составляет γ = ρ_в*g = 1000*9,81 = 9,81*10³ Н/м³, удельный вес рабочей жидкости МГ-30 при 20 ºС составляет γ = 880*9,81 = 8,64*10³ Н/м³.

Связь между удельным весом γ и плотностью ρ
G = Мg, γV= ρVg, γ = ρ g (2.3)

В технической системе МКГСС – длина в метрах, основная единица – сила в килограммах силы(кГс), время в секундах.

Удельный вес воды в системе МКГСС равен γ_в = 1000 кГс/м³, а рабочей жидкости γ_рж = 880 кГс/м³.

Если жидкость неоднородна, то формулы (2.1) и (2.2) определяют средние значения удельного веса или плотности.

3. Вязкость жидкости.

Вязкостью жидкости называется способность сопротивляться деформации (сдвигу ее слоев).

Трение при движении вязкой жидкости было открыто Ньютоном, он высказал гипотезу о возникновении касательных напряжений между слоями жидкости.

Вязкость есть свойство противоположное текучести: в сравнении с водой более вязкие жидкости, такие как рабочие жидкости для гидросистем, являются менее текучими, более вязкими.

Кроме обычных подвижных жидкостей существуют очень вязкие жидкости, сопротивление малым деформациям которых значительно, но в состоянии покоя равно нулю. По мере увеличения вязкости такая жидкость все больше похожа на твердое тело. К таким жидкостям относится асфальт. Если бочку с горячим асфальтом опрокинуть, он весь вытечет за некоторое время и примет форму лепешки, с течением времени по этой лепешке можно будет ходить, а при ударе она разлетается на куски.

Для медленной деформации обычной жидкости необходимы весьма малые силы, при быстрой деформации жидкость подобно твердому телу оказывает значительное сопротивление. Но как только движение жидкости прекращается, это сопротивление исчезает.

При течении вязкой жидкости из-за тормозящего влияния неподвижного дна и трения слои жидкости будут двигаться с разными скоростями, значения которых возрастают при удалении от твердого дна (рис. 2.1). Скорость V тем меньше, чем ближе слой жидкости к неподвижной стенке, при у = 0 , V = 0.

Рассмотрим два слоя жидкости, двигающиеся на расстоянии Δу. Слой А движется со скоростью V, слой В со скоростью V + ΔV. Из-за разности скоростей слой В сдвигается относительно слоя А на величину ΔV(за единицу времени). Величина ΔV является абсолютным сдвигом слоя В, а отношение Δυ/Δy – относительный сдвиг или градиент скорости. При сдвиге аналогично явлению сдвига в твердых телах появляются касательные напряжения τ.

Ньютон получил зависимость между касательным напряжением и деформацией

Характеристики

Список файлов лекций