![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Кинематика и динамика жидкости
Виды движения жидкости. Основные понятия кинематики жидкости: линия тока, трубка тока, струйка, нормальное сечение, расход. Поток жидкости. Средняя скорость. Уравнение расхода. Дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости. Уравнение Бернулли для установившегося движения идеальной жидкости. Геометрическое и энергетическое толкование уравнения Бернулли. Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости. Коэффициент Кориолиса. Общие сведения о гидравлических потерях. Виды гидравлических потерь. Трубка Пито, водомер Вентури.
Методические указания Одним из основных уравнений гидродинамики является уравнение постоянства расхода (уравнение неразрывности), которое для плавно изменяющегося и параллельноструйного движения может быть представлено в виде Следует уяснить, что уравнение постоянства расхода справедливо только при соблюдении ряда допущений, на которых основан логический вывод этого уравнения. Дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости Эйлера дают общую зависимость между скоростями и ускорениями движущихся частиц жидкости и силами, действующими на эти частицы. Интегрирование этих уравнений для элементарной струйки идеальной жидкости приводит к основному уравнению гидродинамики — уравнению Бернулли, которое можно получить также и непосредственно, применив к бесконечно малому объему жидкости теоремы механики, например, теорему живых сил. Уравнение Бернулли представляет собой частный случай закона сохранения энергии. Все члены уравнения Бернулли отнесены к единице веса жидкости, поэтому все виды энергии в этом уравнении имеют линейную размерность. При рассмотрении уравнения Бернулли для простейшего случая движения элементарной струйки невязкой (идеальной) жидкости следует уяснить геометрический и физический (энергетический) смысл уравнения в целом и его отдельных членов, а также обратить внимание на условия применимости уравнения Бернулли к элементарной струйке. При распространении уравнения Бернулли для элементарной струйки на поток реальной жидкости возникает ряд трудностей, которые преодолеваются введением соответствующих ограничений и поправок. Уравнение Бернулли составляется для двух живых сечений потока, в которых течение параллельноструйное или плавно изменяющееся. Живые сечения здесь плоские, поэтому отсутствуют ускорения вдоль живых сечений, а из массовых сил действует только сила тяжести. Следовательно, в этих сечениях (участках) справедливы законы гидростатики, в частности постоянство гидростатического напора для всех точек живого сечения относительно любой плоскости сравнения. Между плавно изменяющимися течениями (участками) потока, связанными уравнением Бернулли, поток может быть и резко изменяющимся. При определении кинетической энергии потока по средней скорости в данном сечении вводится поправка в виде коэффициента Кориолиса При решении практических инженерных задач уравнение Бернулли и уравнение постоянного расхода используются совместно. При этом они составляют систему из 2-х уравнений, позволяющую решать задачи с двумя неизвестными. Если для струйки идеальной жидкости уравнение Бернулли представляет собой закон сохранения механической энергии, то для потока реальной жидкости оно является уравнением баланса энергии с учетом гидравлических потерь. Гидравлическими потерями называется работа сил трения, затраченная на перемещение единицы веса жидкости из одного сечения в другое. Энергия потока, израсходованная на работу сил трения, превращается в тепловую энергию и рассеивается в пространстве.
Литература: [1, с. 40-61]; [2, с. 48-72]; [3, с. 37-57]; [4, с. 61-87]; [6, с. 16-21]; [8, с. 23-32]. Вопросы для самопроверки 1 Дайте определение и приведите примеры основных видов движения жидкости: установившегося и неустановившегося, напорного и безнапорного, равномерного и неравномерного, медленно изменяющегося. 2 Что такое линия тока, трубка тока и элементарная струйка? 3 При каких условиях сохраняется постоянство расхода вдоль потока? 4 Укажите физический смысл величин, входящих в дифференциальные уравнения гидродинамики Эйлера. 5. Объясните геометрический и физический смысл понятий: геодезический, пьезометрический и гидравлический уклоны. Может ли быть отрицательным гидравлический уклон? пьезометрический уклон? 6 Когда линия полной энергии и пьезометрическая линия параллельны? Когда в направлении движения жидкости эти линии сближаются и когда удаляются одна от другой? 7 Какие существуют ограничения в применении уравнения Бернулли? 8 К каким выражениям приводится уравнение Бернулли в случаях: а) неподвижной жидкости; б) равномерного движения в горизонтальном трубопроводе; в) истечения жидкости из сосуда через круглое небольшое отверстие. 9 Каковы причины возникновения потерь напора при движении вязкой жидкости? Дайте определение понятию «гидравлические потери напора». 4 Режим движения жидкости и основы гидродинамического подобия Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Число Рейнольдса. Основы теории гидродинамического подобия. Методические указания Для использования уравнения Бернулли при решении практических инженерных задач необходимо знать гидравлические потери (потери напора), имеющие место при движении жидкости. Эти потери взначительной степени зависят от того, будет ли режим движения в потоке турбулентным или ламинарным. Наличие того или иного режима в трубопроводе обусловливается соотношением трех факторов, входящих в формулу безразмерного критерия Рейнольдса
где
При изучении режимов движения жидкости следует уяснить различия в структуре потоков. Нужно знать формулу числа Рейнольдса и его критическое значение, отчетливо представлять его физический смысл. В гидравлике широко применяется метод моделирования, когда исследуется не само явление или установка, а их модель, обычно меньших размеров. Основой моделирования является теория гидродинамического подобия. Для установившегося движения однородных несжимаемых жидкостей необходимым и достаточным условием гидродинамического подобия является геометрическое, кинематическое и динамическое подобие потоков. Следует четко представлять содержание этих частичных критериев подобия. Для полного гидродинамического подобия необходима пропорциональность всех сил, действующих в потоке, но подобие по одним силам часто исключает подобие по другим силам. Поэтому считается достаточным получение приближенного подобия по силам, преобладающим в данном потоке. Критериями такого подобия являются критерий Рейнольдса (преобладание сил трения), критерий Фруда (силы тяжести), критерий Эйлера (силы давления). Особое внимание следует обратить на критерий Рейнольдса. Он представляет собой отношение сил инерции к силам трения. Теперь можно более глубоко разобраться в физическом смысле числа, или критерия Рейнольдса: режимы движения жидкости и переход одного режима в другой объясняются преобладанием силы инерции или силы трения в потоке, т. е. величиной Re. Как будет видно из дальнейшего, многие величины, характеризующие движение жидкости, могут быть представлены как функции Re.
Литература: [1, с. 62-74]; [2, с. 73-87]; [3, с. 57-65]; [4, с. 90-94]; [5, с. 104-122]; [6, с. 21 - 28]; [8, с. 33-35, 64-67]. Вопросы для самопроверки I От каких характеристик потока зависит режим движения жидкости? 2 В чем отличие турбулентного течения от ламинарного? 3 Поясните физический смысл и практическое значение критерия Рейнольдса. 4 Сформулируйте условия гидродинамического подобия потоков и гидравлических машин. 5 Объясните физический смысл критериев Рейнольдса, Фруда, Эйлера. В каких случаях должны применяться эти критерии? 5 Ламинарное движение жидкости Распределение скоростей по сечению круглой трубы. Потери напора на трение по длине трубы (формула Пуазейля). Начальный участок потока. Ламинарное движение в плоских и кольцевых зазорах. Особые случаи ламинарного течения (переменная вязкость, облитерация). Методические указания В ламинарном потоке частицы жидкости движутся слоями с различными скоростями параллельно оси трубы без перемешивания. В таком потоке касательные напряжения подчиняются закону Ньютона. Используя общий закон распределения касательных напряжений и закон Ньютона, можно получить дифференциальное уравнение, из которого строго математически выводятся основные закономерности ламинарного движения: распределение скоростей по живому сечению трубопровода; максимальная и средняя скорости; коэффициент Кориолиса Теоретические результаты хорошо подтверждаются опытом для потоков, в которых отсутствует теплообмен с окружающей средой. Из формулы Пуазейля следует, что потери напора на трение по длине трубопровода пропорциональны средней скорости потока и коэффициенту кинематической вязкости жидкости.
Литература: [1, с. 75-94]; [2, с. 88-107]; [3, с. 65-74]; [4, с. 94-98]; [5, с. 187-225]; [6, с. 111 -121]; [8, с. 35-37]. Вопросы для самопроверки 1 Укажите закон распределения касательных напряжений в цилиндрическом трубопроводе. Для каких режимов этот закон действителен? 2 Изобразите эпюру скоростей в цилиндрическом трубопроводе при ламинарном движении жидкости. Каково соотношение между средней и максимальной скоростями? 3 От каких параметров потока зависят потери на трение по длине при ламинарном движении жидкости? 4 Каковы особенности движения жидкости в начальном участке ламинарного течения? Как определить длину этого участка и потери напора в нем? 5 Каковы особенности движения жидкости в плоских и цилиндрических зазорах? 6 Турбулентное движение жидкости Особенности турбулентного движения жидкости. Пульсация скоростей и давлений. Распределение осредненных скоростей по сечению. Касательные напряжения в турбулентном потоке. Потери напора в трубах. Формула Дарси- Вейсбаха и коэффициент потерь на трение по длине (коэффициент Дарси). Шероховатость стенок абсолютная и относительная. Графики Никурадзе и Мурина. Гидравлически гладкие и шероховатые трубы. Формулы для определения коэффициента Дарси и область их применения. Турбулентное движение в некруглых трубах. Методические указания Турбулентный поток характеризуется беспорядочным, хаотичным движением частиц жидкости. Из-за сложности явлений до сих пор не создано достаточно удовлетворительной теории турбулентного движения, которая непосредственно вытекала бы из основных уравнений гидродинамики и хорошо подтверждалась опытом (как для ламинарного движения). Поэтому все выводы и расчетные соотношения получены экспериментально и в результате теоретического исследования упрощенных моделей турбулентного течения. Прежде всего, следует уяснить механизм турбулентного перемешивания и пульсации скоростей. Далее рассмотрите структуру и физическую природу касательных напряжений, которые определяются как сумма напряжений, вызванных действием сил вязкости и обусловленных турбулентным перемешиванием. Определение последних основано на полуэмпирических теориях Прандтля и Кармана, получивших дальнейшее развитие в трудах советских ученых. Потери на трение по длине определяются по формуле Дарси, которая может быть получена из соображений размерности. Центральным вопросом темы является определение коэффициента гидравлического трения где Наиболее полно зависимость (3) раскрывается графиком Никурадзе, который получен экспериментально на трубах с искусственной зернистой равномерной шероховатостью. На графике можно выделить пять зон, каждая из которых характеризуется определенной внутренней структурой потока и в соответствии с этим определенной зависимостью 1 Зона изменения Re от 0 до 2320. Ламинарный режим потока. Здесь
для квадратных труб 2 Зона изменения Re от 2320 до ~4000. Неустойчивая зона перемежающейся турбулентности, когда на отдельных участках возникают области турбулентного режима, которые разрастаются, а затем исчезают и снова появляются. Изменение структуры потока сопровождается колебаниями величины 3 Зона чисел Re от ~4000 до
4 Зона, в которой 5 Зона больших чисел Как показали более поздние исследования, результаты экспериментов Никурадзе для «гидравлически шероховатых» труб нельзя перенести на трубы с естественной шероховатостью. Оказалось, что в четвертой и пятой зонах общий характер зависимости (3) сохраняется, но вид кривых на графике для различных типов шероховатостей получается различным, т. е. на коэффициент
а для пятой зоны - формула Шифринсона
Здесь Отметим, что при малых числах Вместо расчетных формул (5), (6) и (7) для определения
Литература: [1, с. 95-106]; [2, с. 108-127]; [3, с. 74-82]; [4, с. 98-111]; [5, с. 226-265]; [6, с. 121 -130]; [8, с. 37-38].
Вопросы для самопроверки 1 В чем отличие турбулентного течения от ламинарного? 2 Чем отличается распределение скоростей в цилиндрическом трубопроводе при ламинарном и турбулентном режимах движения жидкости? При каком режиме имеет место большая неравномерность скоростей и почему? 3 Объясните понятие «гладкие» и «шероховатые» поверхности. Может ли одна и та же труба быть «гидравлически гладкой» и «гидравлически шероховатой»? В каком случае? 4 Объясните основные линии и зоны сопротивления на графике Никурадзе. 5 Какова зависимость между потерей напора и средней скоростью течения жидкости в различных зонах и линиях на графике Никурадзе? 6 От каких факторов зависит коэффициент гидравлического трения при турбулентном течении и по каким формулам его можно определить? 7 Каковы особенности расчета потерь на трение по длине для некруглых трубопроводов? 7 Местные гидравлические сопротивления Основные виды местных сопротивлений. Коэффициент местных сопротивлений. Местные потери напора при больших числах Рейнольдса. Внезапное расширение трубы (теорема Борда). Диффузоры. Сужение трубы. Колена. Местные потери напора при малых числах Рейнольдса. Эквивалентные длины труб. Кавитация в местных гидравлических сопротивлениях. Методические указания Местные сопротивления представляют собой короткие участки трубопроводов, на которых происходят изменения величины и направления скоростей потока, вызванные изменением размеров и формы сечения трубопровода, а также направления его продольной оси. Потери энергии в местных сопротивлениях, отнесенные к единице веса протекающей жидкости, называются местными потерями напора. Потери в местных сопротивлениях делятся на потери трения и вихревые потери. Следует рассмотреть, как эти факторы проявляются в конкретных местных сопротивлениях. В общем случае коэффициент местного сопротивления Весьма существен вопрос о взаимном влиянии местных сопротивлений. Простое суммирование потерь в местных сопротивлениях (так называемый принцип наложения потерь) дает правильные результаты, если сопротивления расположены друг от друга на расстоянии, превышающем длину взаимного влияния, составляющую
Литература: [1, с. 107-121]; [2, с. 128-146]; [3, с. 82-87]; [4, с. 111-117]; [5, с. 148-186]; [6, с. 139-150]; [8, с. 42-46]. Вопросы для самопроверки 1 Какие сопротивления называются местными? 2 По какой формуле определяются потери, вызванные местными сопротивлениями? 3 Как определить потерю напора при внезапном расширении трубопровода? 4 В каком сечении берется средняя скорость, входящая в формулу потерь? 5 В чем принцип наложения потерь? 6 Как определяется коэффициент сопротивления системы трубопроводов (суммарный коэффициент сопротивления)? 8 Истечение жидкости через отверстия и насадки Истечение жидкости через отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре. Коэффициенты сопротивления, сжатия, скорости, расхода. Истечение жидкости через цилиндрический насадок. Насадки различного типа. Истечение при переменном напоре. Понятие о струйной технике. Методические указания Отверстие называется малым, если можно пренебречь изменением давления по его площади. Насадками называются небольшие по длине трубы В гидравлике истечения через отверстия и насадки имеют много общего. Скорость истечения и вытекающий расход рассчитываются по общим формулам, выведенным на основе уравнения Бернулли, причем потери при истечении определяются как местные потери. Общими являются также гидравлические характеристики (коэффициенты расхода, скорости, сжатия, сопротивления). Следует знать физический смысл коэффициентов сжатия, скорости и расхода, зависимость их числовых значений от типа и формы отверстий и насадков, а также от критерия Рейнольдса. Нужно также обратить внимание на то, что при Re > I05 влияние сил вязкостного трения на коэффициенты истечения практически отсутствует (квадратическая зона сопротивления). При этом коэффициенты истечения зависят только от формы отверстий и насадков. Это позволяет с успехом использовать отверстия с острой кромкой и с насадками в качестве измерителей расхода. При истечении при переменном напоре (опорожнение сосудов) расчетными являются формулы для определения времени опорожнения.
Литература: [1, с. 122-136]; [2, с. 147-185]; [3, с. 108-118]; [4, с. 146-162]; [5, с. 123-147]; [6, с. 171-177]; [8, с. 57-62]. Вопросы для самопроверки 1 Как связаны между собой коэффициенты сопротивления, сжатия, скорости и расхода? Поясните физический смысл этих коэффициентов. 2 В каком случае сжатие струи называется неполным, несовершенным? Как неполнота и несовершенство сжатия влияют на коэффициент расхода? 3 Как рассчитываются затопленные отверстия и насадки? 4 Какое влияние оказывает вязкость жидкости при истечении из отверстий и насадок? 5 Как изменяются расход и скорость при истечении жидкости через цилиндрический насадок по сравнению с истечением ее из круглого отверстия того же диаметра и под тем же напором? 6 Чем отличается «насадок» от «трубы»? 7 В чем особенности истечения жидкости из большого отверстия по сравнению с истечением ее из малого отверстия? 9 Гидравлический расчет трубопроводов Основное расчетное уравнение простого трубопровода. Понятие об определении экономически наивыгоднейшего диаметра трубопровода. Сифонный трубопровод. Последовательное и параллельное соединение трубопроводов. Сложные трубопроводы. Трубопровод с насосной подачей. Методические указания Для гидравлического расчета трубопроводов применяется уравнение Бернулли, формулы для определения потерь напора на трение по длине и в местных сопротивлениях, уравнение постоянства расхода. Для нахождения различных гидравлических характеристик трубопроводов применяются расчетные таблицы. К числу основных гидравлических характеристик относится расходная характеристика. В зависимости от гидравлической схемы работы и от методов гидравлического расчета различают трубопроводы короткие и длинные, простые и сложные, разветвленные и замкнутые, с транзитными и путевыми расходами жидкости. Следует уяснить различие между перечисленными типами трубопроводов и особенности их гидравлических расчетов. Все случаи расчета простых трубопроводов сводятся к трем типовым задачам по определению: 1) расхода, 2) напора, 3) диаметра трубопровода. Следует знать методику решения этих задач. При расчете сложных трубопроводов составляется система уравнений, которые устанавливают связь между размерами труб, расходами жидкости и напорами. Эта система состоит из уравнений баланса расходов для каждого узла и уравнений баланса напоров (уравнений Бернулли) для каждой ветви трубопровода.
Литература: [1, с. 137-152]; [2, с. 204-225]; [3, с. 87-89]; [4, с. 117-140]; [5, с. 226-304]; [8, с. 48-52]. Вопросы для самопроверки
1 Какие трубопроводы называются короткими и длинными, простыми и сложными? В чем особенности гидравлического расчета таких трубопроводов? 2 Изложите методику решения трех типовых задач расчета простого короткого трубопровода. 3 Какова особенность расчета трубопроводов с параллельным соединением линий? 4 Чем отличается определение диаметра магистрального трубопровода и его ответвлений при расчете тупиковой водопроводной сети? 5 Что такое сифон и каковы особенности его гидравлического расчета? 6 В чем особенность расчета трубопроводов с насосной подачей жидкости? 10 Неустановившееся движение жидкости Неустановившееся движение несжимаемой жидкости в жестких трубах с учетом инерционного напора. Явление гидравлического удара. Формула Жуковского для прямого удара. Понятие о непрямом ударе. Способы ослабления гидравлического удара. Методические указания
Интегрирование дифференциального уравнения неустановившегося движения жидкости в напорном трубопроводе в предположении, что трубы обладают абсолютно жесткими стенками, а жидкость несжимаема, приводит к уравнению Бернулли с инерционным членом. Инерционный член учитывает напор, затраченный на преодоление локальных сил инерции, т. е. сил инерции, обусловленных ускорением (или замедлением) всего объема жидкости в трубопроводе. В случае плавно изменяющегося движения локальные ускорения определяются по изменению средних скоростей в сечениях потока. Для параллельно-струйного движения (трубопровод постоянного сечения) локальное ускорение в каждый момент времени одинаково для всех сечений потока, т. е. жидкость условно представляется как твердое тело. Если ускорения в потоке достаточно велики, то предположение о неупругости системы становится неприемлемым. Учет упругих свойств жидкости и стенок трубопровода приводит к рассмотрению процесса распространения вдоль трубопровода упругих волн деформации и связанных с ними волн резкого повышения и понижения давления, что приводит к явлению гидравлического удара. Гидравлическим ударом называется повышение или понижение давления в напорном трубопроводе, вызванное изменением во времени (в некотором сечении трубопровода) скорости движения жидкости. Явление гидравлического удара было теоретически и экспериментально изучено в конце XIX века Н. Е. Жуковским в связи с многочисленными авариями московского водопровода. Гидравлический удар чаще всего возникает в случае быстрого закрытия или открытия затвора, управляющего потоком в трубопроводе. Различают прямой удар, когда время закрытия затвора меньше фазы гидравлического удара (время пробега ударной волны от затвора к резервуару и обратно), и непрямой удар, при котором время закрытия затвора больше фазы гидравлического удара. Формула Н. Е. Жуковского После уяснения физической сущности гидравлического удара и методов его расчета следует рассмотреть меры борьбы с ним.
Литература: [1, с. 153-164]; [2, с. 186-203]; [3, с. 99-106]; [4, с. 140-146]; [5, с. 305-378]; [8, с. 52-57].
Вопросы для самопроверки
1 Напишите формулу для определения инерционного напора. Объясните физический смысл входящих в нее величин. 2 Как изменится положение пьезометрической линии для трубы с постоянным диаметром при возникновении положительного и отрицательного локального ускорения? 3 Что называется прямым и непрямым гидравлическим ударом? Что называется фазой гидравлического удара? Как она влияет на повышение давления при гидравлическом ударе? 4 Что такое скорость распространения ударной волны? От каких величин она зависит? 5 Чем гасится колебательный процесс, имеющий место при гидравлическом ударе? 6 Как можно уменьшить или предотвратить ударное повышение давления? 7 Что называется отрицательным гидравлическим ударом и когда он может возникнуть? 11 Взаимодействие потока со стенками Воздействие струи на твердые преграды. Силы воздействия потока на стенки. Методические указания Настоящий раздел необходим для понимания принципа действия гидравлических машин, изучаемых во второй части курса. Следует хорошо разобраться в физической имеханической сущности активного и реактивного взаимодействия между струей и твердой преградой, и сопротивлении твердых тел, движущихся в жидкости.
Литература: [1, с. 165-171]; [3, с. 118-128]; [4, с. 162-174]; [5, с. 379-465]; [8, с. 62—63]. Вопросы для самопроверки 1 Сформулируйте теорему об изменении количества движения. 2 Чему равна реактивная сила взаимодействия между струей и твердым телом? 3 Чему равно реактивное давление струи на плоскую стенку? на ковшеобразную стенку? ЧАСТЬ II ЛОПАСТНЫЕ ГИДРОМАШИНЫ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ РАЗДЕЛ А ЛОПАСТНЫЕ НАСОСЫ 1 Общие сведения о гидромашинах Насосы и гидродвигатели. Классификация насосов. Принцип действия динамических и объемных насосов. Основные параметры насосов: подача (расход), напор, мощность, КПД. Методические указания Насосом называется гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию двигателя в энергию перекачиваемой жидкости. В гидравлическом двигателе происходит преобразование энергии потока жидкости в механическую энергию на выходном валу двигателя. Все типы насосов, несмотря на многообразие их конструктивных форм, по принципу действия, т. е. по способу передачи жидкости механической энергии, делятся на две группы: динамические (лопастные) и объемные (насосы вытеснения). К первым относятся центробежные, диагональные, осевые, вихревые насосы; ко вторым - поршневые и роторные насосы. При изучении этого раздела студент должен усвоить общую классификацию насосов, их специфические особенности и область применения. При рассмотрении основных параметров насосов следует обратить внимание на определение напора, его физический смысл и действительную размерность, надо также понять различие между полезной и затраченной мощностями, разобраться в физическом смысле коэффициента полезного действия.
Литература: [1, с. 172-1771; [2, с. 226-227]; [4, с. 204-214]; [6, с. 183-184]; [9, с. 138-141]. Вопросы для самопроверки 1 Расскажите о принципе действия динамических и объемных насосов. 2 Как определяется напор действующего насоса по показаниям приборов и по элементам насосной установки? 3 Как определяется полезная и затраченная мощность насоса? 4 Что представляет собой полный коэффициент полезного действия насоса?
2 Основы теории лопастных насосов и их свойства Центробежные насосы. Схемы одноступенчатых центробежных насосов. Уравнение Эйлера. Теоретический напор насоса. Полезный напор. Потери энергии в насосе. Характеристика центробежных насосов. Основы теории подобия насосов. Коэффициент быстроходности. Типы лопастных насосов. Применение формул подобия для пересчета характеристик насоса. Регулирование подачи. Последовательное и параллельное соединение насосов. Кавитация в лопастных насосах. Кавитационная характеристика. Кавитационный запас. Формула Руднева и ее применение. Методические указания Работа лопастных насосов основана на силовом взаимодействии лопастей с обтекающим их потоком. При вращении рабочего колеса в потоке жидкости возникает разность давлений по обе стороны каждой лопатки (подъемная сила). Силы давления лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательное движения жидкости, увеличивая ее давление и скоростной напор, т. е. механическую энергию. Приращение энергии потока жидкости в лопастном колесе (напор насоса) зависит от сочетания скоростей протекания потока, частоты вращения колеса, его размеров, формы лопаток, т. е. от сочетания конструкции, размеров, частоты вращения и подачи насосов. Таким образом, главная особенность и отличие лопастных насосов от объемных состоят в том, что напор и подача у этих насосов взаимосвязаны, а подача непрерывна. Созданная еще в середине XVIII в. Л. Эйлером приближенная струйная теория лопастных машин до настоящего времени является основой для их расчета. Сложность гидродинамических явлений, которые возникают при протекании жидкости в рабочих органах насоса, привела к теоретической модели идеального рабочего колеса с бесконечным числом бесконечно тонких лопастей. На основе струйной теории Л. Эйлером получено основное уравнение лопастных насосов, дающее зависимость теоретического напора от треугольников скоростей на выходе и входе рабочего колеса. С целью удовлетворительного согласования теории с данными опыта в формулу полезного (действительного) напора вводятся поправки на конечное число лопаток и на гидравлические потери. Следует обратить внимание на вывод основного уравнения, которое может быть получено из уравнения Бернулли для относительного движения или из теоремы моментов количества движения. Различают теоретические и действительные характеристики лопастных насосов. Теоретические характеристики получаются в результате анализа основного уравнения лопастных насосов. Из-за сложности протекания жидкости через рабочие органы насоса точную взаимосвязь основных параметров работы насоса удается получить только экспериментально. В результате испытаний насосов получают их действительные характеристики — кривые зависимости напора, подачи, затраченной мощности, КПД и частоты вращения насоса. Характеристики дают достаточно полное представление об эксплуатационных качествах насосов и позволяют решать вопросы, связанные с их эксплуатацией и проектированием. Студенту необходимо уяснить методику получения рабочих и универсальных характеристик, их использование для определения оптимальных режимов работы действующих насосов, для выбора новых насосов, определения режимов совместной работы на общую сеть, а также для определения условий работы при изменении частоты вращения и размеров насоса. При создании новых образцов лопастных машин проводятся их лабораторные исследования и доводка на моделях. Для перехода от данных, полученных на моделях, к натурным насосам используется общая теория гидродинамического подобия потоков в применении к лопастным машинам. Следует уяснить условия применимости теории подобия к лопастным насосам, а также усвоить формулы пересчета основных параметров насосов при изменении размеров и частоты вращения. При проектировании насосов одни и те же значения подачи и напора могут быть получены в насосах с различной частотой вращения. При этом конструктивный тип рабочего колеса и всей проточной части насоса будет также различен. Для характеристики конструктивного типа насосов служит коэффициент быстроходности (удельная частота вращения), который определяет область применения насосов. Студенту следует знать, по какой формуле вычисляется коэффициент быстроходности, на какие типы подразделяются лопастные насосы в зависимости от его значения. Коэффициент быстроходности зависит не только от частоты вращения, но и от напора и подачи насоса. Поэтому не всегда насосы с большей частотой вращения имеют больший коэффициент быстроходности. Отрицательное влияние на работу центробежных насосов оказывает кавитация, возникающая в результате снижения давления при входе жидкости на рабочее колесо центробежного насоса ниже давления парообразования. Студент должен знать физическую сущность влияния кавитации и меры, необходимые для избежания этого вредного явления. Необходимо знать и уметь пользоваться формулой для определения допустимой высоты всасывания центробежного насоса, определять кавитационный запас по формуле Руднева.
Литература: [1, с. 177-254]; [2, с. 228-269]; [4, с. 226-257]; [6, с. 184-216]; [9, с. 141-186]. Вопросы для самопроверки 1 Начертите схему и объясните принцип действия одноступенчатого центробежного насоса. 2 Приведите параллелограммы скоростей на входе и выходе из рабочего колеса и поясните их. 3 Напишите основное уравнение центробежных насосов Эйлера, поясните его вывод и физический смысл. 4 В чем заключаются соотношения подобия (пропорциональности) для лопастных машин? Для каких целей они применяются? 5 Что называется рабочей и универсальной характеристиками центробежных насосов? 6 На какие виды делятся лопастные насосы по быстроходности? 7 Как найти подачу и напор (рабочую точку) при работе одного и двух центробежных насосов на сеть? Приведите соответствующие графики и характеристики. 8 Что такое осевое давление, как оно возникает и каковые меры его устранения (уравновешивания)? 9 Какова физическая сущность явления кавитации в лопастных машинах. 10 Как влияет кавитация на работу центробежных насосов и каковы меры борьбы с ней? 11 Укажите методы регулирования подачи центробежных насосов и расскажите об их физической сущности.
3 Вихревые и струйные насосы Схема вихревого насоса, принцип действия, характеристика, области применения. Схема струйного насоса, принцип действия, области применения. Методические указания Рабочее колесо вихревого насоса имеет радиальные или наклонные лопатки и помещается в цилиндрическом корпусе с малыми торцевыми зазорами. Рабочий процесс вихревых насосов аналогичен центробежным, однако имеет некоторые особенности. Напор вихревых насосов в 3...7 раз больше напора центробежных при тех же размерах и частоте вращения. Насосы имеют малый коэффициент быстроходности (6...40 об/мин) и применяются для больших напоров и малых расходов. Они обладают способностью самовсасывания и могут перекачивать смеси жидкости и газа. К струйным относятся насосы, рабочий процесс которых основан на эжектирующем действии струи рабочей жидкости (воды, газа, пара, воздуха). Насосы могут перекачивать воду, пульпу, нефть и другие жидкости, а также газы. Применяются для нагнетания (инжекторы), отсасывания (эжекторы) и вообще для перемещения жидкости (элеваторы). Ввиду сложности процессов расчет струйных насосов базируется главным образом на результатах экспериментов. Нужно подробно рассмотреть рабочий процесс, характеристики, конструкции, способы регулирования и области применения вихревых и струйных насосов.
Литература: [1, с. 270-290]; [2, с. 269-2711; [4, с. 273-274]; [9, с. 220-224].
Вопросы для самопроверки
1 Начертите схемы вихревого и струйного насосов и расскажите о принципе их действия. 2 Какими достоинствами и недостатками обладают вихревые и струйные насосы? Какова область их применения? 3 От чего зависит подача струйных насосов и как определяется их коэффициент полезного действия?
РАЗДЕЛ Б ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ 4 Общие понятия Назначение и область применения гидродинамических передач. Принцип действия и классификация. Рабочая жидкость. Методические указания Гидродинамические передачи предназначены для передачи механической энергии с вала двигателя на вал приводной машины. В практике эксплуатации машин-орудий все чаще требуется искусственное приспособление характеристики двигателей к характеристикам приводных машин. С этой целью для изменения как частоты вращения, так и вращающего момента на валу приводной машины по сравнению с частотой вращения и вращающими моментами на валу двигателя применяются гидродинамические передачи. Основными элементами гидродинамической передачи являются: рабочее колесо центробежного насоса — источник гидравлической энергии; рабочее колесо радиально-осевой или осевой гидротурбины — гидравлический двигатель; рабочая жидкость, а также реактор (направляющий аппарат), питающие и отводящие устройства. В проточной части гидродинамической передачи при взаимодействии лопастных систем с рабочей жидкостью происходит преобразование механической энергии ведущего вала (двигателя) в механическую энергию рабочей жидкости, которая в свою очередь превращается в механическую энергию ведомого вала (приводной машины). По принципу действия гидродинамические передачи делятся на два вида: гидродинамические трансформаторы вращающего момента и гидродинамические муфты (сцепления). Следует рассмотреть ценные свойства гидродинамических передач, которые определили применение их в различных областях техники. В гидродинамических передачах в качестве рабочей жидкости применяются минеральное масло, вода, синтетические жидкости. Необходимо ознакомиться с требованиями, предъявляемыми к рабочим жидкостям, их физическими характеристиками, эксплуатационными свойствами, областью применения.
Литература: [1, с. 291-307]; [3, с. 230-232]; [6, 379-382]; [8, с. 68-80]; [9, с. 249-252]. Вопросы для самопроверки 1 Каковы назначение и область применения гидродинамических передач? На каких машинах и установках они применяются? Приведите примеры. 2 Изобразите принципиальные схемы гидротрансформатора и гидромуфты и поясните принцип их действия. 3 Каковы достоинства и недостатки гидродинамических передач? 4 Какие требования предъявляются к рабочим жидкостям?
5 Гидродинамические муфты Устройство и рабочий процесс. Основные параметры, уравнения и характеристики. Совместная работа гидромуфты с двигателем. Регулирование гидромуфт. Методические указания Гидродинамическая муфта состоит из двух основных элементов: насосного и турбинного колес, которые крепятся соответственно на ведущем и ведомом валах. Замыкающий кожух, как правило, крепится к фланцу насосного колеса. Лопатки рабочих колес в большинстве случаев плоские, радиальные. При вращении насосного колеса возникает силовое взаимодействие лопастей с обтекающим их потоком. При этом в потоке создается приращение момента количества движения жидкости. Из насосного колеса жидкость поступает в турбинное колесо, где момент количества движения жидкости уменьшается, за счет чего на турбинном колесе возникает вращающий момент. Так как в гидромуфте отсутствуют устройства, способные изменить момент количества движения жидкости в круге циркуляции, то увеличение момента количества движения в насосном колесе всегда равно его уменьшению в турбинном колесе. Следовательно, если не учитывать механические потери и потери трения о воздух, которые обычно малы, то в гидромуфте вращающий момент с ведущего вала на ведомый передается без изменения. Рабочий процесс в гидромуфте изложен здесь схематизировано. При его изучении следует рассмотреть треугольники скоростей на входе и выходе насосного и турбинного колес, проанализировать уравнения моментов количества движения. Следует уяснить, почему вращающий момент может передаваться только когда частота вращения ведомого вала меньше частоты вращения ведущего (передаточное отношение меньше единицы), почему КПД гидромуфты равен передаточному отношению. Оценка энергетических и эксплуатационных качеств гидромуфт может быть проведена с помощью характеристик. Различают внешние (моментные), универсальные и приведенные характеристики. Следует знать методику построения характеристик и уметь ими пользоваться при изучении работы гидромуфты в системе силовой трансмиссии. Высокие эксплуатационные качества гидромуфт (гашение крутильных колебаний и пульсаций вращающего момента, благоприятные условия запуска двигателя, ограничение передаваемого вращающего момента и пр.) определяется особенностями рабочего процесса и конструктивными особенностями гидромуфт. Двигатель в сочетании с гидромуфтой представляет собой: силовой агрегат, более полно удовлетворяющий требованиям приводной машины. Следует уяснить методику определения размеров гидромуфты (активного диаметра), методику построения выходной характеристики агрегата «двигатель-гидромуфта» и уметь пользоваться ею для анализа совместной работы гидромуфты с двигателем. В эксплуатационной практике часто возникает необходимость изменять частоту вращения ведомого вала гидромуфты, не изменяя передаваемый вращающий момент, т. е. необходимости в регулировании гидромуфты. В зависимости от конструкции и назначения гидромуфт применяются различные способы их регулирования. Студенту необходимо знать наиболее распространенные способы регулирования, их физическую сущность, достоинства и недостатки.
Литература: [1, с. 307-323]; [2, с. 339-345]; [3. с. 232-256]; [6, с. 382-390]; [8, с. 307-339]; [9, с. 252-255]. Вопросы для самопроверки 1 Поясните принцип и особенности работы гидромуфты. 2 Приведите уравнение моментов для гидромуфты и поясните его. 3 Укажите соотношения подобия (пропорциональности). Для каких целей применяются эти соотношения? 4 Каковы преимущества и недостатки применения гидромуфты в системе силового привода? 5 Поясните метод построения выходной характеристики агрегата «двигатель — гидромуфта». 6 Ответьте на 4-й вопрос, используя выходную характеристику агрегата с гидромуфтой. 7 Каково назначение регулирования гидромуфты? Какие вам известны способы регулирования гидромуфты. 6 Гидродинамические трансформаторы Устройство, классификация, рабочий процесс, основные параметры и уравнения. Потери энергии в гидротрансформаторе. Внешние характеристики. Понятие о комплексных гидротрансформаторах. Методические указания Гидротрансформатор отличается от гидромуфт тем, что в его проточной части кроме насосного и турбинного колес установлен неподвижный реактор (направляющий аппарат). Лопастное колесо реактора, отклоняя своими лопатками жидкость, изменяет момент количества движения потока. Поэтому в гидротрансформаторе вращающие моменты на ведущем и ведомом валах не равны друг другу - следовательно, гидротрансформаторы в отличие от гидромуфт являются преобразователями вращающего момента. Реактор размещается либо за турбинным колесом, либо за насосным. Как правило, имеется только одно насосное колесо. В зависимости от степени трансформации вращающего момента гидротрансформаторы могут быть с одной или несколькими ступенями турбинных колес (не более трех) и могут иметь несколько реакторов. Разнообразие конструктивных схем позволяет строить гидротрансформаторы с различными свойствами и характеристиками и подбирать их для эффективной работы в конкретных условиях силового привода. К числу основных внешних параметров гидротрансформатора относятся вращающие моменты на ведущем и ведомом валах и на реакторе, передаточное отношение, КПД, коэффициент трансформации моментов. Функциональное графическое изображение этих параметров дает характеристики гидротрансформаторов. Различают внешние (моментные), универсальные и приведенные характеристики. Форма кривых на характеристиках зависит от профилирования лопаток рабочих колес, от количества и размещения рабочих колес в проточной части. В зависимости от формы кривой вращающего момента на ведущем валу различают прозрачные и непрозрачные внешние (моментные) характеристики. Выбор гидротрансформаторов с различной прозрачностью характеристик диктуется условиями их работы: преобладанием требований надежности или экономичности силового привода. Следует разобраться в методике построения характеристик, проанализировать по характеристикам режимы работы гидротрансформаторов при различных моментах на ведомом валу, которые определяются моментом сопротивления приводной машины, рассмотреть энергетические и эксплуатационные свойства гидротрансформаторов. Гидротрансформатор обычно работает в системе силового привода. Экономичность и слаженность работы системы силового привода зависят от работы отдельных его элементов — двигателя, гидротрансформатора и приводной машины и правильного согласования их друг с другом. Основой для согласования служат моментная характеристика двигателя, приведенная характеристика гидротрансформатора и моментная характеристика приводной машины. Для согласования характеристик используются формулы подобия и уравнение момента гидродинамических передач. Следует рассмотреть методику выбора размера гидротрансформатора (активного диаметра), построения выходной характеристики агрегата «двигатель -гидротрансформатор» и уметь ими пользоваться для анализа работы гидротрансформатора в системе силового привода. В комплексных гидротрансформаторах реактор размещается на муфте свободного хода и при некоторых режимах может вращаться вместе с рабочими колесами. Следует рассмотреть назначение таких гидротрансформаторов, их характеристики и эксплуатационные свойства.
Литература: [1, с. 323-335]; [2, с. 339-345]; [3, с. 232-238; 256-259]; [6, с. 390-398]; [8, с. 340-348]; [9, с. 255-258]. Вопросы для самопроверки 1 Поясните принцип действия и особенности работы гидротрансформатора. 2 Чем отличаются прозрачные характеристики гидротрансформатора от непрозрачной? Для каких условий работы они применяются? 3 Поясните метод выбора размеров гидротрансформатора и согласование характеристик элементов силового привода. 4 Каковы конструктивная схема, моментная характеристика и назначение комплексного гидротрансформатора? 5 Какие применяются способы регулирования гидротрансформаторов?
ЧАСТЬ III ОБЪЕМНЫЕ НАСОСЫ И ГИДРОПРИВОДЫ РАЗДЕЛ А ОБЪЕМНЫЕ НАСОСЫ И ГИДРОДВИГАТЕЛИ 1 Общие положения Объемные насосы, принцип действия, общие свойства и классификация. Методические указания В объемных насосах передача механической энергии жидкости осуществляется изменением объемов их рабочих камер. Объемные насосы делятся на классы: 1) поршневые — с возвратно-поступательным движением вытеснителя (поршня или плунжера) и клапанным распределением жидкости; 2) роторные — с вращательным движением вытеснителей или замыкателей (например, поршней плунжеров, зубьев шестерен, лопаток или пластин) и с бесклапанным распределением жидкости. В отличие от лопастных насосов в объемных насосах жидкости сообщается потенциальная энергия давления при практически неизменной кинетической энергии жидкости. В этих насосах подача и напор независимы друг от друга, насосы характеризуются неравномерностью подачи и пульсацией давлений.
Литература: [1, с. 336-342]; [2, с. 272-274]; [3, с. 155-157]; [4, с. 204-214]; [6, с. 256-272]; [8, с. 81-90]; [9, с. 5-7].
1 Расскажите о принципе действия объемных насосов. 2 Приведите примеры объемных насосов и укажите элементы, присущие объемным насосам всех типов. 3 Каковы преимущества и недостатки, присущие объемным насосам всех типов? 2 Поршневые и плунжерные насосы Устройство и область применения поршневых и плунжерных насосов. Индикаторная диаграмма. Графики идеальной подачи и ее неравномерность. Диафрагменные насосы. Методические указания Поршневой насос представляет собой гидравлическую машину, в которой преобразование механической энергии двигателя в механическую энергию перемещаемой жидкости осуществляется при помощи поршня или плунжера, совершающего возвратно-поступательное движение в цилиндре. Поршневые насосы принадлежат к классу объемных насосов. Они классифицируются по кратности действия, устройству поршня, расположению цилиндров, способу соединения поршня с двигателем, по быстроходности (числу двойных ходов), по развиваемому давлению. Студент должен знать принцип действия насосов, уметь изобразить и пояснить принципиальные схемы насосов одинарного, двойного, дифференциального действия и др. Подача поршневых насосов пропорциональна их размерам (объему, вытесняемому поршнем при его движении на нагнетание), а также скорости движения поршня (числу двойных ходов — или числу оборотов в единицу времени). Напор поршневых насосов не связан сподачей и зависит от сопротивлений (геодезический напор, гидравлические сопротивления), которые он должен преодолевать. Одной из основных особенностей поршневых насосов является неравномерная подача жидкости по времени. Студент должен знать способ построения графиков мгновенной подачи и уметь вывести числовые значения коэффициента неравномерности подачи длянасосов различной кратности действия. Следует рассмотреть влияние клапанного распределения жидкости на характеристики и свойства поршневых насосов. Для улучшения равномерности подачи на всасывающем и напорном патрубках насоса устанавливаются воздушные колпаки. При рассмотрении работы воздушных колпаков необходимо понять, почему установка колпака на всасывающем патрубке позволяет увеличить высоту всасывания и число двойных ходов насоса, а установка колпака на напорном патрубке сглаживает неравномерность подачи жидкости к потребителю. Важной характеристикой работы насоса является индикаторная диаграмма, представляющая собой кривую изменения давления в камере насоса за один двойной ход поршня. Индикаторная диаграмма позволяет судить о качестве насоса, влиянии воздушных колпаков на процессы всасывания и нагнетания, дает возможность установить наличие тех или иных нарушений в работе насоса, позволяет уточнить баланс мощности и КПД в насосе.
Литература: [ 1, с. 343-354]; [2, с. 274-276]; [3, с. 157-166]; [4, с. 214-226]; [6, с. 272-289]; [8, с. 115-117]; [9, с. 8-49]. Вопросы для самопроверки 1 Приведите схемы и объясните принцип действия поршневых насосов одинарного, двойного, дифференциального действия. 2 От чего зависит и по каким формулам определяется производительность насосов различной кратности действия? Что такое объемный КПД насоса? 3 Приведите графики мгновенной подачи поршневых насосов одинарного и двойного действия; объясните метод их построения и гидравлическую сущность; укажите способы уменьшения неравномерности подачи. 4 Изобразите индикаторную диаграмму поршневого насоса и объясните ее. В чем отличие действительной индикаторной диаграммы от идеальной. 5 От чего зависит и как определяется высота всасывания поршневых насосов? Укажите способы увеличения высоты всасывания. 6 Каковы преимущества и недостатки поршневых насосов по сравнению с центробежными? 7 Как регулируется подача поршневых насосов и каковы правила их пуска?
3 Роторные насосы и гидродвигатели Классификация роторных насосов. Общие свойства и область применения. Устройство и особенности роторных насосов различных типов: а) шестеренчатых, б) винтовых, в) пластинчатых (шиберных), г) роторно-поршневых. Определение рабочих объемов. Подача и ее равномерность. Характеристики насосов. Регулирование подачи. Вращающий момент на валу гидромотора. Высокомоментные гидромоторы. Методические указания Роторными называются объемные насосы вращательного движения, содержащие статор, ротор и замыкатели, герметично соприкасающиеся со статором и ротором и разделяющие приемную камеру от нагнетательной. По конструкции роторные насосы разделяют на роторно-поршневые (радиальные и аксиальные), пластинчатые (шиберные, шестеренчатые, винтовые). Эти насосы широко используются в объемных гидравлических приводах. Роторные насосы обратимы, т. е. могут работать в качестве насосов и гидромоторов, имеют бесклапанное распределение жидкости ипотому выполняются быстроходными, имеют меньшую неравномерность подачи, чем поршневые насосы, могут быть выполнены с регулированием и реверсированием подачи (роторно-поршневые насосы и шиберные простого действия). Роторные насосы, так же как и поршневые, не могут работать с закрытой задвижкой и, как правило, снабжаются предохранительным клапаном, разгружающим насос в случае перегрузки. Студенту необходимо разобраться в принципе действия и устройстве перечисленных типов роторных насосов. Следует знать область их применения, принцип действия, кинематическую схему, уметь объяснить конструктивную схему, знать формулы для определения подачи насоса и рабочего объема и способы регулирования подачи, характеристики. Обращенные роторные насосы являются гидромоторами вращательного действия. Так же как и насосы, они могут быть регулируемыми и нерегулируемыми, реверсивными и нереверсивными. При изучении роторных гидромоторов следует усвоить принцип действия и устройство, расчетные формулы для определения вращающего момента, мощности, частоты вращения. Следует обратить внимание на способы изменения (регулирования) этих параметров в случае нерегулируемых и регулируемых гидромоторов.
Литература: [1, с. 354-403]; [2, с. 276-301]; [3, с. 166-172, 175-184]; [4, с. 257-271, 308-309]; [6, с. 289-316]; [7, с. 126-244]; [8, с. 90-114, 119-162]; [9, с. 113-137]. Вопросы для самопроверки 1Приведите конструктивные схемы и объясните принцип действия радиально - и аксиально-поршневых, пластинчатых (шиберных), шестеренчатых и винтовых насосов. 2 Напишите формулы для определения подачи роторных насосов и объясните их. Изменением каких параметров осуществляется регулирование подачи насоса? 3 Каковы достоинства и недостатки роторных насосов? 4 Укажите область применения роторных насосов. 5 На схемах роторно-поршневых гидромоторов рассмотрите кинематическую цепочку трансформации усилий на поршнях, создаваемых рабочей жидкостью, и механический момент на валу гидромотора. 6 От каких параметров зависят развиваемые на валу роторных гидромоторов вращающий момент, мощность и частота вращения? Приведите соответствующие формулы для каждого типа гидромотора и поясните их. 7 Расскажите о принципе действия и конструктивных особенностях высокомоментных гидромоторов. 4 Гидроцилиндры Силовые гидроцилиндры, их назначение и устройство. Поворотные гидроцилиндры. Методические указания Силовые гидравлические цилиндры являются гидравлическими двигателями возвратно-поступательного действия, работающими по принципу обращенных поршневых насосов. В отличие от последних силовые гидроцилиндры не имеют клапанов. Студенту необходимо рассмотреть конструктивные схемы гидроцилиндров одностороннего и двустороннего действия и телескопических, усвоить расчетные формулы для определения усилия на штоке, скорости движения поршня, потребной подачи жидкости, развиваемой мощности с учетом полного и частных КПД гидроцилиндра.
Литература: [1, с. 403-410]; [3, с. 172-175]; [4, с. 307-308]; [7, с. 318-328]; [8, с. 162-176]. Вопросы для самопроверки 1 Приведите схемы силовых гидроцилиндров одностороннего и двустороннего действия и поясните их. 2 Как определить потребную подачу для гидроцилиндров одностороннего и двустороннего действия? Как влияет объемный КПД на подачу? 3 От каких параметров гидроцилиндров зависят развиваемые мощность и усилие на штоке? Приведите соответствующие формулы и поясните их. РАЗДЕЛ Б ОБЪЕМНЫЙ ГИДРОПРИВОД 5 Основные понятия и элементы гидропривода Принцип действия объемного гидропривода. Классификация объемных гидроприводов по характеру движения выходного звена и другим признакам. Основные элементы гидропривода.
Методические указания Объемный гидропривод предназначен для передачи при помощи объемных гидромашин механической энергии двигателя к исполнительным механизмам с преобразованием скоростей и сил или моментов. Объемный гидропривод содержит объемный насос (источник гидравлической энергии), объемные гидромоторы (приемники гидравлической энергии или исполнительные механизмы), гидроаппаратуру (устройства или механизмы, предназначенные для передачи энергии, управления и регулирования). В зависимости от типа гидродвигателя (силовой гидроцилиндр или роторный гидромотор) различают гидроприводы возвратно-поступательного и вращательного движения выходного звена. Схема гидропривода может быть открытой (с аккумулирующим рабочую жидкость баком) и закрытой (бак отсутствует, давление в системе больше атмосферного). Закрытая схема не применяется при наличии гидроцилиндров.
Литература: [1, с. 411-412]; [2, с. 302-305]; [3, с. 141-155]; [4, с. 290-296; ] [6, с. 354-360]; [7, с. 8-12]; [8, с. 68-80]. Вопросы для самопроверки 1 Из каких основных частей состоит объемный гидропривод? Приведите одну из известных конструктивных схем и поясните ее. 2 Что такое открытая и закрытая схемы объемного гидропривода? Приведите схемы, объясните принцип действия и укажите преимущества и не
|