WinNavigator

Frigate

Norton Commander

WinNC

Dos Navigator

Servant Salamander

Turbo Browser

Winamp, Skins, Plugins

Необходимые Утилиты

Текстовые редакторы

Юмор

File managers and best utilites

Курсовая работа: Гидропривод, гидрораспределители и гидроусилители. Гидростатические машины реферат

Гидростатические машины

Количество просмотров публикации Гидростатические машины - 1144

Работа гидростатических машин базируется на основном законе гидростатики (законе Паскаля): сила давления, передаваемая на стенки сосуда, пропорциональна площади стенки.

Возьмем два сообщающихся сосуда площадью сечения ω1 и ω2 (рис. 2.15), закрытых поршнями, причем ω1 < ω2 . Пусть к поршню малого сосуда приложена сила Р1которая создает под поршнем давление р0 = Р1/ω1. По закону Паскаля это давление передается во все точки жидкости. Следовательно, на поршень ω2 будет действовать сила давления

(2.66)

Сила давления Р2во столько раз больше силы давления P1, во сколько раз площадь ω2 больше площади ω1,. На этом принципе основана работа многих гидравлических устройств. Рассмотрим некоторые из них.

Рис. 2.15. Сообщающиеся сосуды

Гидравлический пресс(рис. 2.19) состоит из двух цилиндров разных диаметров, соединенных между собой трубопроводом. Цилиндры заполнены жидкостью.

Рис. 2.16. Схема гидравлического пресса

В малом цилиндре находится поршень (ʼʼнырялоʼʼ) диаметром d с рычагом, имеющим неподвижную опору. Плечи рычага b и (а – b). В большом цилиндре давление жидкости передается на поршень диаметром D. В случае если к рычагу приложена сила F , то силу давления Р1передаваемую на ныряло и создающую в жидкости дополнительное давление, можно определить из уравнения

P1b = Fa, откуда (2.67)

. (2.68)

Сила давления, действующего на поршень большого цилиндра,

, (2.69)

где ω2 — площадь большого поршня ( , ω1 — площадь ныряла .

Отсюда

. (2.70)

Из уравнения (2.70) следует, что с помощью подбора диаметров большого поршня и ныряла, а также плеч рычага можно получить сколь угодно большую силу Рвпри значительно меньшей силе F. Но усилие прессования Рпрбудет несколько меньше силы Рвиз-за утечек жидкости и потерь на трение. Эти потери учитываются коэффициентом полезного действия пресса η, который на практике составляет 0,75...0,85. В современных прессах получают усилия прессования более 250000 кН.

Мультипликатор— устройство для повышения давления жидкости — состоит из двух связанных друг с другом цилиндров (рис. 2.20). В цилиндре низкого давления находится поршень большого диаметра D, который соединен с плунжером малого диаметра d, входящим в цилиндр высокого давления.

Получаемое давление рвбудет в D2/d2 раз больше подводимого давления рн (на практике в 40…60 раз). Мультипликаторы, главным образом гидравлические, имеют ограниченное применение в современных гидравлических прессах (для увеличения усилия прессования), в пневмогидравлических усилителях (в многоточечных зажимных устройствах металлорежущих станков).

Рис. 2.17. Схема гидравлического мультипликатора: 1 — плунжер малого диаметра; 2 — поршень большого диаметра; 3 — рабочая жидкость

Гидравлический аккумуляторслужит для выравнивания давления и расхода жидкости или газа в гидравлических установках. Различают аккумуляторы поршневые и беспоршневые. Гидравлические аккумуляторы используют в системах с резко переменным расходом жидкости или газа. В периоды уменьшения потребления аккумулятор накапливает жидкость (газ), поступающую от насосов (или компрессоров), и отдает ее в моменты наибольших расходов.

Поршневой аккумулятор (рис. 2.18, а)имеет резервуар, как правило, цилиндрической формы, внутри которого свободно перемещается поршень. В резервуар подается жидкость под давлением, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ удерживается постоянным благодаря внешнему воздействию на поршень груза либо воздуха из подключенной пневмосети. В беспоршневых аккумуляторах (рис. 2.18, б) давление поддерживается постоянным за счёт давления в пневмосети, непосредственно соединенной с резервуаром аккумулятора, причем давление воздуха равно давлению жидкости.

Рис. 2.18. Гидравлические аккумуляторы: а — поршневой; б — беспоршневой; 1 — резервуар; 2 — поршень; 3 — грузы; 4 — баллоны со сжатым воздухом

Разновидностью гидравлических аккумуляторов является пневматический аккумулятор для уменьшения колебаний давления сжатого воздуха в пневматической сети (применяют в крупных пневматических сетях, на ветроэлектростанциях и т. п.). Он представляет собой резервуар, включенный в воздуховод и снабженный предохранительным клапаном. Клапан регулирует на заданное предельное давление.

Домкрат— механизм для подъема тяжелых штучных грузов при выполнении ремонтных, монтажных или погрузочно-разгрузочных работ. Гидравлические домкраты бывают периодического действия с ручным приводом и непрерывного действия с механическим приводом.

В домкрате периодического действия (рис. 19) подъем поршня 1, являющегося опорой для груза, осуществляется рабочей жидкостью, подаваемой в нижнюю полость стакана 2 поршневым насосом, приводимым в действие вручную рукояткой 4 и снабженным всасывающим и нагнетательным клапанами. Опускание груза происходит при перепускании рабочей жидкости из стакана в резервуар насоса.

Рис. 2.19. Гидравлический домкрат периодического действия: 1 — поршень с подставкой для груза; 2 — стакан; 3 — клапанная коробка; 4 — рукоятка

В домкратах непрерывного действия рабочая жидкость подается в надпоршневое пространство, благодаря чему вверх перемещается не поршень, а стакан вместе с грузом, резервуаром и насосом. Стакан и поршень связаны между собой возвратными пружинами. В случае если при крайнем верхнем положении цилиндра под него подвести опоры и открыть спускной вентиль, то под действием усилия пружин поршень поднимется вверх и вытеснит жидкость в резервуар. Размещено на реф.рфПод поршень вновь подводят опоры, и цикл работы повторяется без перестановки домкрата.

referatwork.ru

3.7. Гидростатические машины и механизмы

Свойство гидростатического давления, создаваемого в одной точке покоящейся жидкости, передаваться одинаково всем остальным точкам (закон Паскаля) широко используется при конструировании различных гидравлических установок.

В частности, на этом законе основана работа гидравлических прессов, аккумуляторов, повысителей давления (мультипликаторов), гидравлических подъемников, тормозных систем и других устройств. В задачу нашего курса не входит изучение всего многообразия применяющихся гидравлических устройств. Поэтому рассмотрим лишь отдельные примеры гидростатических механизмов.

Рис.3.21

Гидравлический пресс состоит из двух цилиндров (рис.3.21) с поршнями, площади которых равны ω1 и ω2. Если на поршень малого цилиндра действует сила Р1, то внутри жидкости создается давление . Это давление согласно закону Паскаля передается всем точкам жидкости, в том числе и поршню с сечением ω2. Сила Р2 = р ω2 или

Таким образом, за счет увеличения площади поршня большого цилиндра по сравнению с малым получается выигрыш в силе. В работе получается проигрыш, т.к. еще затрачивается работа на преодоление сил трения. Гидравлический пресс – это своего рода «гидравлический» рычаг по аналогии с механическим. к.п.д. пресса находится в пределах ŋ=0,80…0,85. Давление рабочей жидкости в приводах прессов достигает 1000…1200 ат.

Гидравлический аккумулятор – устройство, служащее для накопления потенциальной энергии жидкости. Основным его назначением является аккумулирование гидравлической энергии в периоды пауз в ее потреблении (прессами или различного рода подъемниками), которая потом используется при включении их в работу.

Применение гидроаккумуляторов дает возможность ограничивать мощность насосов величиной средней мощности потребителей гидравлической энергии или же, в системах с эпизодическим действием, обеспечить перерывы в работе насосов.

Особое преимущество аккумуляторы имеют в гидросистемах с эпизодическими большими пиками расхода, которые в некоторых случаях во много раз превышают средний расход жидкости в системе. энергия, накопленная в аккумуляторе, может быть отдана в очень короткое время, поэтому аккумулятор может кратковременно развить большую мощность.

Аккумуляторы применяют также в машинах, в которых необходимо обеспечить компенсацию утечек при длительной выдержке изделия под давлением. К подобным случаям относятся формовка и вулканизация изделий из каучука, прессование деталей из пластмасс и пр.

Кроме того, аккумулятор служит аварийным источником энергии, компенсатором утечек, гасителем гидравлических ударов.

В практике машиностроения применяют в основном газовые (пневматические), грузовые и пружинные аккумуляторы (рис.3.22).

Рис.3.22

Максимальное давление, которое получают в машиностроении с помощью насосов, обычно не превышает 700 ат. Для получения более высоких давлений обычно применяют повысители давления (мультипликаторы), что особенно целесообразно в тех случаях, когда необходимо развить большие давления при малых расходах жидкости.

В прессах распространены мультипликаторы, повышающие давление насоса от 210…350 до 1100 ат. К.п.д. подобных мультипликаторов находится в пределах 0,94…0,96.

Коэффициент усиления мультипликатором, под которым понимают отношение выходного давления к входному, находится в пределах 1000:1. Так, существуют парогидравлические мультипликаторы, которые повышают давление от 7 до 6000 ат.

Наиболее распространенная схема мультипликатора представлена на рис.3.23.

Рис.3.23

Давление p1 подводится в цилиндр 1, внутрь которого входит подвижный полый цилиндр 2 весом G и диаметром D. Цилиндр скользит по неподвижному плунжеру 3 диаметром d, канал которого отводит жидкость под повышенным давлением p2.

studfiles.net

Гидростатические машины | Бесплатные курсовые, рефераты и дипломные работы

(2.66)

…

Рис. 2.15. Сообщающиеся сосуды

Рис. 2.16. Схема гидравлического пресса

В малом цилиндре находится поршень («ныряло») диаметром d с рычагом, имеющим неподвижную опору. Плечи рычага b и (а – b). В большом цилиндре давление жидкости передается на поршень диаметром D. Если к рычагу приложена сила F , то силу давления Р1передаваемую на ныряло и создающую в жидкости дополнительное давление, можно определить из уравнения

P1b = Fa, откуда (2.67)

. (2.68)

Сила давления, действующего на поршень большого цилиндра,

, (2.69)

где ω2 — площадь большого поршня ( , ω1 — площадь ныряла .

Отсюда

. (2.70)

Из уравнения (2.70) следует, что с помощью подбора диаметров большого поршня и ныряла, а также плеч рычага можно получить сколь угодно большую силу Рвпри значительно меньшей силе F. Но усилие прессования Рпрбудет несколько меньше силы Рвиз-за утечек жидкости и потерь на трение. Эти потери учитываются коэффициентом полезного действия пресса η, который на практике составляет 0,75…0,85. В современных прессах получают усилия прессования более 250000 кН.

Поршневой аккумулятор (рис. 2.18, а)имеет резервуар, как правило, цилиндрической формы, внутри которого свободно перемещается поршень. В резервуар подается жидкость под давлением, которое удерживается постоянным благодаря внешнему воздействию на поршень груза либо воздуха из подключенной пневмосети. В беспоршневых аккумуляторах (рис. 2.18, б) давление поддерживается постоянным за счет давления в пневмосети, непосредственно соединенной с резервуаром аккумулятора, причем давление воздуха равно давлению жидкости.

Домкрат— механизм для подъема тяжелых штучных грузов при выполнении ремонтных, монтажных или погрузочно-разгрузочных работ. Гидравлические домкраты могут быть периодического действия с ручным приводом и непрерывного действия с механическим приводом.

В домкратах непрерывного действия рабочая жидкость подается в надпоршневое пространство, в результате чего вверх перемещается не поршень, а стакан вместе с грузом, резервуаром и насосом. Стакан и поршень связаны между собой возвратными пружинами. Если при крайнем верхнем положении цилиндра под него подвести опоры и открыть спускной вентиль, то под действием усилия пружин поршень поднимется вверх и вытеснит жидкость в резервуар. Под поршень вновь подводят опоры, и цикл работы повторяется без перестановки домкрата.

refac.ru

Реферат Основные понятия и законы гидростатики

Реферат Основные понятия и законы гидростатикискачать (283.3 kb.)Доступные файлы (1):

???????? ??????? ? ?????? ????????????.doc

Министерство образования Российской Федерации

Пермский государственный технический университет

Строительный факультет

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Процессы и аппараты в технологии строительных материалов»

НА ТЕМУ: «Основные понятия и законы гидростатики»

Выполнил:

Проверил:

Пермь 2010

Оглавление

1. Определение жидкости	1
2. Основные свойства жидкости	1
3. Приборы для измерения давления	3
4. Понятие гидростатики	5
5. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера	5
6. Основное уравнение гидростатики	7
7. Принцип сообщающихся сосудов	10
8. Пневматическое измерение количества жидкости в резервуарах	13
9. Гидростатические машины	13
10. Давление жидкости на дно и стенки сосуда	14
11. Список используемой литературы	16

Определение жидкости. Жидкость - физическое тело, обладающее свойством текучести, т.е. способностью неограниченно изменять свою форму под действием даже весьма малых сил, но в отличие от газов практически не изменяющее свой объем при изменении давления.

В обычном состоянии жидкость оказывает малое сопротивление разрыву и большое сопротивление сжатию (имеет малую сжимаемость). Вместе с тем жидкость оказывает значительное сопротивление относительному движению соседних слоев (обладает вязкостью). В понятие «жидкость» включают как жидкости обычные, называемые капельными, так и газы, когда их можно считать как сплошную малосжимаемую легкоподвижную среду.

В гидравлике рассматривают только капельные жидкости. К ним относятся вода, нефть, керосин, бензин, ртуть и др. Газообразные жидкости - воздух и другие газы - в обычном состоянии капель не образуют. Основной особенностью капельных жидкостей является то, что в большинстве случаев их рассматривают как несжимаемые.

Основные свойства жидкости. Рассмотрим основные физические свойства жидкости: плотность, удельный вес, температурное расширение и вязкость.

1. Плотность - отношение массы жидкости к занимаемому объему :

Единица плотности в системе СИ - . Плотность воды при температуре .

Удельный вес ()- это вес единицы объема, т.е.

где - вес жидкости в объеме V.

Для воды при имеем .

Между удельным весом и плотностью можно найти связь, если учесть что G=mg:

3. Температурное расширение. Характеризируется температурным коэффициентом объемного расширения, представляющим собой относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на :

где

изменение температуры, .

4. Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) ее слоев. Это свойство проявляется в том, что в жидкости при ее движении между слоями возникают касательные напряжения. При течении вязкой жидкости вдоль твердой стенки происходит торможение потока, обусловленное вязкостью. Скорость U уменьшается по мере уменьшения расстояния y от стенки.

где коэффициент динамической вязкости жидкости; -приращение скорости, соответствующее приращению координаты .

Градиент скорости характеризует интенсивность сдвига жидкости в данной точке, коэффициент - вязкость капельных жидкостей и имеет размерность Нс/м2 (Па∙с).

На практике наиболее часто используется коэффициент кинематической вязкости

Он измеряется в . Для воды при .

Приборы для измерения давления. Для измерения давления используют жидкостные (барометр, пьезометр, вакуумметр, дифманометр), механические (манометр, вакуумметр) и электрические приборы. Рассмотрим принцип действия основных из них.

1. Барометр состоит из открытой чашки, заполненной ртутью, и стеклянной трубки, верхний конец которой запаян, а нижний опущен в чашку под уровень ртути. В верхней части трубки воздуха нет, поэтому в ней действует давление насыщенных паров ртути. Значение атмосферного давления определяют по формуле

где - плотность ртути; - высота подъема жидкости в трубке.2. Пьезометр - это прибор для измерения небольших давлений в жидкости при помощи высоты столба этой жидкости. Он состоит из вертикальной стеклянной трубки, верхний конец которой открыт и сообщается с атмосферой, а нижний присоединен к сосуду, в котором измеряют давление.

По основному уравнению гидростатики

3. Вакуумметр - это U-образная стеклянная трубка, в колене которой имеется жидкость, тяжелее от той, которая находится в сосуде. Один конец трубки соединен с сосудом, а второй открыт. Давление на свободной поверхности жидкости, если трубка присоединена выше этой поверхности, вычисляют по формуле

4. Пружинный манометр состоит из корпуса 5, штуцера 6, манометрической (пружинной) трубки 4, передающего механизма 3, стрелки 2 и шкалы 1. Жидкость под давлением попадает в штуцер, а затем в трубку. Под действием давления трубка разгибается и перемещается ее свободный конец, связанный со стрелкой прибора.

Гидростатика. В гидростатике изучается равновесие жидкостей, находящихся в общем случае, в состоянии относительного покоя, при котором в движущейся жидкости ее частицы не перемещаются друг относительно друга. При этом силы внутреннего трения отсутствуют, что позволяет считать жидкость идеальной.

В состоянии относительного покоя форма объема жидкости не изменяется, и она, подобно твердому телу, перемещается как единое целое. Так, жидкость находится в относительном покое в перемещающемся сосуде (например, в цистерне), внутри вращающегося с постоянной угловой скоростью барабана центрифуги и т.д. В подобных случаях покой рассматривают относительно стенок движущегося сосуда.

Жидкость в неподвижном сосуде находится в абсолютном покое (относительно поверхности земли), который в таком понимании является частным случаем относительного покоя.

Независимо от вида покоя на жидкость действуют силы тяжести и давления. В случае относительного покоя следует учитывать также силу инерции переносного (вместе с сосудом) движения жидкости.

Соотношение между силами, действующими на жидкость, которая находиться в состоянии покоя, определяющее условия равновесия жидкости, выражается дифференциальными уравнениями равновесия Эйлера.

В объеме жидкости, находящейся в покое, выделим элементарный параллелепипед объемом с ребрами , и , расположенными параллельно осям координат и . Сила тяжести, действующая на параллелепипед, выражается произведением его массы на ускорение свободного падения , т.е. равна . Сила гидростатического давления на любую из граней параллелепипеда равна произведению гидростатического давления на площадь этой грани. Будем считать, что давление является функцией всех трех координат: .

Согласно основному принципу статики, сумма проекций на оси координат всех сил, действующих на элементарный объем, находящийся в равновесии, равна нулю. В противном случае происходило бы перемещение жидкости.

Рассмотрим сумму проекций на ось . Сила тяжести направлена вниз, параллельно оси . Поэтому при выбранном положительном направлении оси сила тяжести будет проектироваться на эту ось со знаком минус:

Сила гидростатического давления действует на нижнюю грань параллелепипеда по нормали к ней, и ее проекция на ось равна . Если изменение гидростатического давления в данной точке в направлении оси равно , то по всей длине ребра оно составит . Тогда гидростатическое давление на противоположную (верхнюю) грань равно

() и проекция силы гидростатического давления на ось

Проекция равнодействующей силы давления на ось

Сумма проекций сил на ось равна нулю, т.е.

или, учитывая, что объем параллелепипеда (величина, заведомо не равная нулю), получим

Проекции сил тяжести на оси и равны нулю. Поэтому сумма проекций сил на ось

откуда после раскрытия скобок и сокращения находим

или

Соответственно для оси

или

Таким образом, условия равновесия элементарного параллелепипеда выражаются системой уравнений:

Данные уравнения представляют собой дифференциальные уравнения равновесия Эйлера.

Основное уравнение гидростатики. Из дифференциальных уравнений равновесия Эйлера следует, что давление в покоящейся жидкости изменяется только по вертикали (вдоль оси ), оставаясь одинаковым во всех точках любой горизонтальной плоскости, так как изменения давлений вдоль осей и равны нулю. В связи с тем, что в этой системе уравнений частные производные и равны нулю, частная производная может быть заменена на и, следовательно

Отсюда

Разделив левую и правую части последнего выражения на и переменив знаки, представим это уравнение в виде

Для несжимаемой однородной жидкости плотность постоянна и, следовательно

или

откуда после интегрирования получим

const

Для двух произвольных горизонтальных плоскостей 1 и 2 последнее уравнение выражают в форме

Это и есть основное уравнение гидростатики.

В данном уравнении и - высоты расположения двух точек внутри покоящейся однородной капельной жидкости над произвольно выбранной горизонтальной плоскостью отсчета (плоскостью сравнения), а и - гидростатические давления в этих точках.

Рассмотрим, например, две частицы жидкости, из которых одна расположена в точке 1 внутри объема жидкости – на высоте от произвольно выбранной плоскости сравнения 0-0, а другая находится в точке 2 на поверхности жидкости – на высоте от той же плоскости. Пусть и - давления в точках 1 и 2 соответственно. При этих обозначениях, согласно основному уравнению гидростатики

или

Член в уравнении гидростатики, представляющий собой высоту расположения данной точки над произвольно выбранной плоскостью сравнения, называется нивелирной высотой. Она, как и другой член этого уравнения , выражается в единицах длины

Величину называют напором давления, или пьезометрическим напором.

Следовательно, согласно основному уравнению гидростатики, для каждой точки покоящейся жидкости сумма нивелирной высоты и пьезометрического напора есть величина постоянная.

Члены основного уравнения гидростатики имеют определенный энергетический смысл. Так, выражение члена до сокращения характеризует удельную энергию, т. е. энергию, приходящую на единицу веса жидкости . Аналогичный энергетический смысл получает и нивелирная высота, если ее выражение умножить и затем разделить на единицу веса жидкости.

Таким образом, нивелирная высота , называемая также геометрическим (высотным) напором, характеризует удельную потенциальную энергию положения данной точки над выбранной плоскостью сравнения, а пьезометрический напор – удельную потенциальную энергию давления в этой точке. Сумма указанных энергий, называемая полным гидростатическим напором, или статическим напором, равна общей потенциальной энергии, приходящейся на единицу веса жидкости.

Следовательно, основное уравнение гидростатики представляет собой частный случай закона сохранения энергии: удельная потенциальная энергия во всех точках покоящейся жидкости есть величина постоянная.

Уравнение можно записать в форме

или

Последнее уравнение является выражением закона Паскаля, согласно которому давление, создаваемое в любой точке покоящейся несжимаемой жидкости, предается одинаково всем точкам его объема. Действительно, в соответствии с этим уравнением, при любом изменении давления в точке давление во всякой другой точке жидкости изменится настолько же.

Принцип сообщающихся сосудов и его использование. Пусть два открытых сообщающихся сосуда заполнены жидкостью плотностью . Выберем произвольную плоскость сравнения 0-0 и некоторую точку А внутри жидкости, лежащую в этой плоскости. Если считать точку А принадлежащей левому сосуду, то давление в данной точке

Если же считать точку А принадлежащей правому сосуду, то давление в ней

(, так как плоскость 0-0 проходит через точку А).

при равновесии для каждой точки давление одинаково в любом направлении (в противном случае происходило бы перемещение жидкости).

Следовательно,

или

Аналогичный вывод может быть сделан для двух закрытых сообщающихся сосудов, в которых давления над свободной поверхностью жидкости одинаковы.

Таким образом, в открытых или закрытых находящихся под одинаковым давлением сообщающихся сосудах, заполненных однородной жидкостью, уровни ее располагаются на одной высоте независимо от формы и поперечного сечения сосудов. Этот принцип используется, в частности, для измерения уровня жидкости в закрытых аппаратах с помощью водомерных стекол.

Если сообщающиеся сосуды заполнены двумя несмешивающимися жидкостями, имеющими плотности (левый сосуд) и (правый сосуд), то при проведении плоскости сравнения 0-0 через границу раздела жидкостей аналогично предыдущему получим

или

Отсюда следует, что в сообщающихся сосудах высоты уровней разнородных жидкостей над поверхностью их раздела обратно пропорциональны плотностям этих жидкостей.

Если сосуды заполнены одной жидкостью плотностью , но давления над уровнем жидкости в них неодинаковы и равны (левый сосуд) и (правый сосуд), то

откуда разность уровней жидкости в сосудах

Полученное уравнение применяют при измерениях давлений или разностей давлений между различными точками с помощью дифференциальных U-образных манометров.

Условия равновесия жидкостей в сообщающихся сосудах используют также для определения высоты гидравлического затвора в различных аппаратах. Так, в непрерывно действующих сепараторах смесь жидкостей различной плотности (эмульсия) непрерывно поступает в аппарат 1 по центральной трубе 2 и расслаивается в нем, причем более легкая жидкость плотностью удаляется сверху через штуцер 3, а более тяжелая имеющая плотность , - снизу через U-образный затвор 4. Если принять, что уровень границы раздела фаз поддерживается на границе цилиндрической и конической частей аппарата и провести через эту границу плоскость сравнения 0-0, то необходимая высота гидравлического затвора составит

При этом допускается, что давление над жидкостью внутри аппарата и на выходе из затвора одинаково.

Пневматическое измерение количества жидкости в резервуарах. Для контроля над объемом жидкости в каком-либо резервуаре 1, например подземном, в него помещают трубу 2, нижний конец которого доходит почти до конца резервуара. Давление над жидкостью в резервуаре равно . По трубе 2 подают сжатый воздух или другой газ, постепенно повышая его давление, замеряемое манометром 3. Когда воздух преодолеет сопротивление столба жидкости в резервуаре и начнет барботировать сквозь жидкость, давление , фиксируемое манометром, перестанет возрастать и будет равно

откуда уровень жидкости в резервуаре

По величине и известной площади поперечного сечения резервуара определяют объем находящейся в нем жидкости.

Гидростатические машины. На использовании основного уравнения гидростатики основана работа гидростатических машин, например гидравлических прессов, применяемых в химической промышленности для прессования и брикетирования различных материалов. Если приложить относительно небольшое усилие к поршню 1, движущемуся в цилиндре меньшего диаметра , и создать давление на поршень, то согласно закону паскаля, такое же давление будет приходиться на поршень 2 в цилиндре большего диаметра . При этом сила давления на поршень 1 составит

а сила давления на поршень 2

В результате поршень в цилиндре большего диаметра передает силу давления, во столько раз большую, чем сила, приложенная к поршню в цилиндре меньшего диаметра, во сколько поперечное сечение цилиндра 2 больше, чем цилиндра 1. Таким способом с помощью сравнительно небольших усилий осуществляют прессование материала 3, помещенного между поршнем 2 и неподвижной плитой 4.

Давление жидкости на дно и стенки сосуда. Если жидкость помещена в сосуд любой формы, то гидростатическое давление во всех его точках горизонтального дна сосуда одинаково, давление же на его боковые стенки возрастает с увеличением глубины погружения.

Гидростатическое давление на уровне дна сосуда, как и для любой точки внутри жидкости, определяется уравнением , но для всех точек дна величина представляет собой высоту жидкости в сосуде. Обозначив последнюю через , получим

таким образом, сила давления на горизонтальное дно сосуда не зависит от формы сосуда и объема жидкости в нем. При данной плотности жидкости эта сила определяется лишь высотой столба жидкости и площадью дна сосуда:

или

Гидростатическое давление жидкости на вертикальную стенку сосуда изменяется по высоте. Соответственно сила давления на стенку также различна по высоте сосуда. Поэтому

где - расстояние от верхнего уровня жидкости до центра тяжести смоченной площади стенки.

В данном уравнении выражение в скобках представляет собой гидростатическое давление в центре тяжести смоченной площади стенки. Поэтому сила давления на вертикальную стенку равна произведению ее смоченной площади на гидростатическое давление в центре тяжести смоченной площади стенки.

Точка приложения равнодействующей сил давления на стенку называется центром давления. Эта точка расположена всегда ниже центра тяжести смоченной площади. Если давление передается жидкостью в одинаковой степени каждому элементу стенки, независимо от глубины его погружения, и, следовательно, равнодействующая сила этого давления приложена в центре тяжести стенки, то давление столба жидкости на стенку тем больше, чем глубже расположен соответствующий ее элемент. В результате, в частности, для вертикальной прямоугольной стенки центр давления расположен на расстоянии от верхнего уровня жидкости.Список используемой литературы

Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / Москва, 2004г.
Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / 1982г.
Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии / Москва, 1962г.

nashaucheba.ru

Курсовая работа - Гидропривод, гидрораспределители и гидроусилители

1. Жидкость — сплошная среда обладающая способностью легко изменять свою форму под воздействием незначительных сил.

Свойства:

1)Текучесть – способность жидкости деформироваться под действием незначительных сил.

2)Плотность.

3)Удельный вес.

4)Сжимаемость.

5)Температурное сопротивление.

6)Сопротивление растягивающим усилием.

7)Силы поверхностного натяжения.

8)Вязкость сопротивление сдвигу слоёв.

9) Парообразование – изменение агрегатного состояния.

10)Растворение.

2.Гидростатическое давление –в любой точки жидкости возникает давление, под действием поверхностных и объёмных сил.

Гидростатическое давление – действие в жидкости, возникающее в результате действия сжимающих сил.

Свойства:

1) Всегда направлено по нормали к поверхности.

2) В любой точке жидкости гидростатическое давление во всех направлениях одинаково.

3) Является функцией оси координат.

Виды:

1) Атмосферное — давление окружающей среды.

2) Избыточное – давление превышающее атмосферное.

3) Абсолютное – сумма атмосферного и избыточного.

4) Вакуметрическое – давление меньше атмосферного.

Основное уравнение гидростатики:

P = P0 + ρgh = P0 + hγ

Давление в любой точке покоящейся жидкости равно внешнему давлению сложенному с весом столба жидкости высотой от свободной поверхности до заданной точки и площадь основания =1.

Закон Паскаля – давление, приложенное к жидкости передаётся во все точки этой жидкости.

Гидростатические машины- принцип действия основан на законе Паскаля.(гидропресс, мультипликатор – поступательный гидропреобразователь).

Сила давления жидкости на плоскую стенку :

Pc=Po+ (ро)gh

P=Pc S=(Po+(ро)gh)S

Давление жидкости на плоскую поверхность, равно произведению произведению площади этой поверхности на гидростатическое уравнение этой поверхности.

Сила давления жидкости на цилиндрические поверхности:

P=кореньPг в квадрате+Pв в квадрате

Pв=PoSг+ (ро)ghS

Гидростатический парадокс — явление, при котором вес налитой в сосуд жидкости может отличаться от силы давления на дно.

Закон Архимеда – на любое тело погруженное в жидкость действует Архимедовая сила направленная вверх и равная жидкости оббьем которой равен объёму погруженному в жидкость.

Виды движения жидкости:

Неустановившееся движение – такое, при котором в любой точке потока скорость движения и давление с течением времени изменяются.

Установившееся движение – такое, при котором в любой точке потока скорость движения и давление с течением времени не изменяются.

Равномерное движение характеризуется тем, что скорости, форма и площадь сечения потока не изменяются по длине потока.

Неравномерное движение отличается изменением скоростей, глубин, площадей сечений потока по длине потока.

Напорное – движение, при котором нет свободной поверхности и поток со всех сторон ограничен стенками.

Безнапорное – движение, при котором меняется свободная поверхность.

Расходом жидкости обычно называют количество жидкости, проходящее через определенное сечение канала (трубопровода) в единицу времени.

Уравнение неразрывности – количество жидкости вдоль всей траектории пути, величина постоянная, это уравнение справедливо:

1) Жидкость капельная.

2) Жидкость движения без разрывов.

3) Количество частиц вдоль всей траектории пути не изменяется.

Уравнение Бернулли.

Идеальна жидкость, в которой отсутствуют силы трения, силами сцепления натяжения пренебрегают.

Для идеальной жидкости сумма потенциальной и кинематической энергии для любого сечения величина постоянная

Режимы движения жидкости:

1) Ламинарный- жидкость движется без перемешивания нет пульсации скоростей и давления.

2) Турбулентный – происходит перемешивание жидкости есть пульсация скорости и давления.

3) Критический – переход ламинарного режима в турбулентный и наоборот.

Кавитация – процесс закипания жидкости или выделения из неё пузырьков воздуха или газа в местах сужения трубопровода.

Потери давления в трубопроводе:

1) Местные – потери вызванные изменением скорости из-за изменения площади сечения, при расширении, сужении трубопровода, или изменении потока жидкости.

2) Потери по длине – потери вызванные силами трения между соями жидкости и между жидкостью и стеками трубопровода.

Гидравлический удар – колебательный процесс резкого повышения или понижения давления в местах внезапного перекрытия трубопровода, процесс может привести к разрыву трубопровода, поэтому трубопроводы перекрываются плавно.

Расход:

Q=V/t=v*s

Рабочие жидкости, применяемые в гидроприводе:

1) Нефтяные жидкости – смазывание системы, пожаро и взрывоопасные, малый диапазон температур.

2) Синтетические – не горючи малая зависимость вязкости от температуры, плохие смазывающие свойства.

3) Водо-полимерные – водный раствор полимеров, не горючи, не токсичны, плохие смазывающие свойства, плохая коррозионная стойкость.

4) Эмульсионные – нетоксичны, пожаростойкие, плохие смазывающие свойства, малый диапазон температур.

Под роторными гидромашинами понимают объёмные роторные насосы и гидромоторы. В роторных гидромашинах подвижные рабочие элементы, образующие рабочие камеры, совершают вращательное или вращательное и возвратно-поступательное движение. Роторные гидромашины имеют три основных рабочих элемента: ротор, статор и замыкатель. Они бывают регулиремые и нерегулируемые, с постоянным и реверсивным потоком, одно двух и многократного действия. Основные параметры: рабочий объём, номинальный рабочий объём, номинальное давление, перепад давления, действительная подача, полная мощность.

В зависимости от характера движения выходного звена гидродвигатели делят на гидродвигатели поступательного движения (линейные), вращательного движения (ротационные) и поворотные. В гидродвигателях поступательного движения, к которым относят гидроцилиндры различных конструкций, выходное звено — шток или плунжер — может перемещаться возвратно-поступательно в пределах максимального хода, длина которого определяется конструкцией гидроцилиндра. Гидродвигатели вращательного движения называют гидромоторами. Выходное звено — вал гидромотора — может вращаться в обе стороны. В поворотных гидродвигателях выходное звено —вал гидродвигателя — может поворачиваться в пределах некоторого угла (обычно менее 360°). По типу применяемого гидродвигателя гидропривод также называют гидроприводом поступательного, вращательного или поворотного движения.

Шестерённым называется роторный насос с рабочими звеньями в виде шестерён, обеспечивающих геометрическое замыкание рабочих камер и передающих вращающий момент. Шестерённые насосы применяются в гидроприводах как самостоятельные источники питания невысокого давления или как вспомогательные насосы для подпитки гидросистем. Состоит из ведущей шестерни и ведомой, корпус является статором, ведущая шестерня ротором, а ведомая замыкателем.

Изготавливают пластинчатые гидромашины однократного действия и двукратного действия. Известны также гидромашины многократного действия[2]. В машинах однократного действия за один оборот вала гидромашины процесс всасывания и нагнетания осуществляется один раз, в машинах двукратного действия — два раза.

Пластинчатые насосы могут использоваться в режиме гидромотора только в том случае, если в пространстве под пластинами расположены пружины, осуществляющие прижим пластин к корпусу статора. При отсутствии таких пружин насос не является обратимым.

Принцип работы насоса однократного действия состоит в следующем. При сообщении вращающего момента валу насоса ротор гидромашины приходит во вращение. Под действием центробежной силы (или под действием силы упругости пружин, находящихся под пластинами) пластины прижимаются к корпусу статора, в результате чего образуется две полости, герметично отделённых друг от друга. Объём одной из полостей постепенно увеличивается (в эту полость происходит всасывание), а одновременно с этим объём другой полости постепенно уменьшается (из этой полости осуществляется нагнетание рабочей жидкости).

Радиально-поршневой насос – поршневой насос, у которого рабочие камеры образованы рабочими поверхностями поршней и цилиндров, а оси поршней расположены перпендикулярно к оси блока цилиндров или составляют с ней угол более 45(градусов). При вращении ротора, поршни совершают сложное движение – они вращаются вместе с ротором и движутся возвратно-поступательно в своих цилиндрах так, что постоянно контактируют с нпаправляющей статора. Поршни прижимаются к статору центробежными силами, давлением жидкости и иногда пружинами.

Аксиально-поршневой насос – поршневой насос, у которого рабочие камеры образованы рабочими поверхностями цилиндров и поршней, а оси поршнейпараллельны оси блока цилиндровили составляют сней угол не более 45 (градусов). При вращении вала насоса крутящий момент передаётся блоку цилиндров. При этом из-за наличия угла наклона диска поршни совершают сложное движение, они вращаются вместе с блоком цилиндров и одновременно совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах блока, при котором происходят рабочие процессы всасывания и нагнетания.

Гидроцилиндр – объёмный гидродвигатель с ограниченным возвратно-поступательным движением выходного звена. Бывают поршневые, плунжерные, телескопические, мембранные и сильфонные. Поршневые цилиндры разделяют на одностороннего и двухсторонненго действия, с односторонним и двухсторонним штоком, с подвижным штоком и подвижным корпусом.

Поворотные гидродвигатели – двигатель с ограниченным углом поворота выходного звена. Могут быть пластинчатым ( корпус – ротор, пластина), поворотно-поршневой ( зубчатое колесо, рейка с поршнями).

Гидроаппараты – устройство для управления гидроприводом.

Гидроаппараты:

Направляющие – аппараты для пука, остановки и изменения напрвления потока жидкости путём полного открытия или закрытия рабочих окон.

Гидрозамок – пропускает жидкость в одном направлении, в обоих направлениях при наличии внешнего воздействия.

Регулятор расхода – поддерживает заданное значение расхода, независимо от перепада давления в подводимом и не подводимом потоке жидкости.

Регулирующие – предназначены для пуска, остановки, изменения направления потока рабочей жидкости, а также управления расходом путём частичного перекрытия окон.

Синхронизатор – для поддержания расхода рабочей жидкости в одной или нескольких линиях.

Регулятор давления состоит из блока, куда входит клапан и дроссель.

Настраиваемые и регулируемые.

Золотниковые, крановые, клапаны.

Назначение гидрораспределителей

Гидрораспределитель предназначен для изменения направления или пуска и остановки потока рабочей жидкости в гидравлических системах станков, прессов и других стационарных машин.

Гидрораспределители служат для изменения распределения потока жидкости к силовым элементам гидропривода в направлении от насосной станции, а также от силовых элементов к сливной магистрали. Такими силовыми элементами гидрораспределителей служат гидростойки, гидродомкраты и вспомогательные гидроцилиндры. Бывают золотниковые, крановые, клапанные, направляющие, дроселирующие.

Гидродросель – это регулирующий гидроаппарат, предназначенный для управления расходом, путём создания сопротивления.

Клапаны:

1. Обратный – направляющий ГА предназначенный для пропускания жидкости в одном направлении и запирании обратно.

2. Давления – регулирующие гидроаппараты предназначены для управления рабочей жидкости.

Клапаны давления бывают:

1) Прямого и непрямого действия.

2) Напорные, редукционные, разности давлений и соотношения давлений.

Напорные клапаны бывают:

Предохранительный – регулирующий гидроаппарат предназначенный для поддержания постоянного давления в трубопроводе, это клапан кратковременного действия.

Перелевной – регулирующий ГА предназначенный для поддержания постоянного давления в трубопроводе. Клапан длительного времени работы.

Редукционный – регулирующий гидроаппарат для поддержания подводимого давления.

Дросельное регулирование ГП.

ГП с дроссельным управлением – такой ГП в котором параметры движения выходного звена регулируются с помощью регулируемого дросселя, дросселирующего распределителя ЭГУ.

1. Дросельное регулирование с регулируемым дросселем.

1) Дросель на входе.

2) Дроссель на выходе .

3) Параллельная установка дросселя.

2. Дрсельное регулирование с дросилирующим распределителем.

Объёмное ( машинное) регулирование ГП.

ГП с объёмным регулированием, такой ГП в котором параметры движения выходного звена осуществляются с помощью регулируемого насоса, регулируемого мотора или одновременно регулируемыми обоими.

С регулируемым насосом – замкнутый поток жидкости, для подпитки сети берётся насос небольшой мощности и подпитка осуществляется всегда в сливную линию.

Усилители мощности – совокупность гидроппаратов, предназначенных для преобразования и усиления сигнала в поток рабочей жидкости.

Гидроусилители с электрическим управлением называют электрогидроусилителем. Бывают

1. Одно, двух, и много коскадные.

2. Золотниковыве, струйные.

3. Обратные и без обратной связи.

4. Обратная связь электрическая и механическая.

Принцип работы золотникового ЭГУ

К золотникам присоединяются якоря с электромагнитами, в нейтральном положении золотники перекрывают отверстие и жидкость к двигателю не поступает. При подаче сигнала на один из магнитов якорь сдвигает золотники открывая отверстие таки образом, что жидкость поступает в одну из камер ГЦ, из другой происходит слив. Затем сигнал подаётся на другой электромагнит, и второй якорь сдвигает золотники в противоположную сторону, при этом жидкость поступает в другую камеру гидроцилиндра.

Струйный ЭГУ.

При нейтральном положении трубка, которая заканчивается насадком, вся жидкость поступающая насосом идёт на слив. Для смещения струйной трубки с двух сторон установлены электромагниты с якорями, при подаче сигнала на один из магнитов струйная трубка смещается так, что жидкость поступает в одно из отверстий сопловой головки, затем в одну из камер гидроцилиндра С другой камеры ГЦ жидкость идёт на слив, затем сигнал подаётся на другой электромагнит, и струйная трубка смещается в противоположную сторону, жидкость при этом поступает в другую камеру ГЦ.

ЭГУ с соплами и заслонкой.

Вся жидкость от насоса поступает к распределителю и двум соплам. При нейтральном положении золотников отверстия распределителя перекрыты так, что жидкость КГЦ не поступает, поэтому вся подача жидкости от насоса идёт на слив через сопла. При этом заслонка находится также в нейтральном положении, при подаче сигнала на электромагнитный пускатель ЭМП, заслонка полностью или частично перекрывает одно из сопел, при этом нарушается равенство давлений происходит смещение золотников и жидкость поступает в одну из камер ГЦ. Затем перекрывается второе сопло и золотники сдвигаются так, что жидкость поступает в другую камеру ГЦ.

Состоит из ведущей шестерни и ведомой, корпус является статором, ведущая шестерня ротором, а ведомая замыкателем.

Гидролинии – устройства для прохождения жидкости и передачи давления от одного механизма к другому.

По назначению ГЛ бывают:

1. Всасывающие – от бака до насоса.

2. Напорная – от насоса до двигателя.

3. Сливная от двигателя до бака.

4. Дренажная отвод утечек.

5. Линии управления.

По конструкции гидролинии бывают:

1. Трубопроводы ( жёсткие линии) – изготавливаются из металлов.

2. Рукава (гибкие) – применяются при наличии осевых смещений.

3. Монтажные плиты – представляют собой плиты с отверстиями и каналами внутри, каналы выполняют функцию трубопровода, отверстия крепят приспособления.

4. Трубопроводные соединения.

Уплотнительные устройства применяют для предовращения утечек и защиты ГП от загрязнений.

3 группы уплотнительных устройств:

1. Уплотнение для неподвижных соединений ( прокладки).

2. Уплотнительные устройства для подвижных соединений с вращательным моментом.

3. Уплотнение с вращательно поступательным движением к ним относят кольца, манжеты.

В качестве уплотнений используют:

1. Кольца.

2. Манжеты.

3. Металлические кольца.

4. В том случае если нет возможности поставить уплотнение, зазор сопрягаемых поверхностей делают минимальным.

5. Резьбовые соединения чаще всего герметизируют маслостойкими мастиками.

Гидроёмкости – устройство для хранения жидкости с последующим использованием.

1. Гидробак – устройство для хранения жидкости с последующим использованием.

2. Гидроаккамулятор – устройство для хранения рабочей жидкости под давлением с последующим её использованием.

3. Они могут быть:

1) Грузовой.

2) Пружинный.

Кондиционеры рабочей жидкости – это устройства для поддержания качественных показателей жидкости ( фильтры, теплообменники, сепараторы и сапуны).

Фильтр – устройство для очистки жидкости методом фильтрования.

По конструкции фильтры имеются 3 видов:

1) Щелевой – образован металлическими пластинами, фильтр грубой очистки.

2) Сетчатый – образован металлической или текстильной сеткой, фильтр грубой очистки.

3) Пористый – изготавливается из бумаги.

Теплообменник – устройство для регенерации тепла.

Сепаратор – устройство, предназначенное для очищения жидкости от твёрдых частиц.

Сапун – фильтр для очищения воздуха, поступающего в бак.

www.ronl.ru

Гидростатические машины и механизмы

Поиск Лекций

Из основного уравнения гидростатики следует, что изменение давления в любой точке покоящейся жидкости передается остальным ее точкам без изменения. В этом состоит суть закона Паскаля. Этот закон широко применяется при конструировании различных гидравлических устройств, действие которых основано на передаче давления внутри жидкости. На его принципе работают гидравлические прессы, гидравлические подъемники, гидравлические аккумуляторы, гидравлические мультипликаторы (повысители давления), гидравлические тормоза и другие устройства.

Гидравлические прессы

Рассмотрим работу гидравлического пресса (рис.1), который состоит из двух цилиндров с площадями поршней w1 и w2, соединенных трубой.

Рис.1

Если к поршню площадью w1 приложить силу Р1, то внутри жидкости возникнет давление , которое, передаваясь на поршень площадью w2, создаст силу :

. (1)

Таким образом, за счет увеличения площади поршня большого цилиндра по сравнению с малым получается выигрыш в силе. Из-за трения поршней о стенки цилиндров и веса самих поршней сила Р2 будет несколько меньше полученной по формуле (1).

Гидравлические аккумуляторы

Гидравлический аккумулятор – устройство, служащее для накапливания рабочей жидкости, находящейся под избыточным давлением, получающее и отдающее рабочую жидкость только попеременно.

По способу накопления потенциальной энергии аккумуляторы разделяют на грузовые и с упругим элементом (рис.2).

Рис.2

Грузовые аккумуляторы применяют в гидравлических прессах. В мобильных машинах их не применяют в виду громоздкости и вследствие того, что груз, обладая инерционной массой, при вертикальных колебаниях создает пульсацию давления.

В мобильных машинах применяют гидроаккумуляторы с упругим элементом. В качестве упругого элемента чаще всего используют инертные газы (в большинстве случае азот), резину или пружины.

Гидравлические мультипликаторы

Гидравлические мультипликаторы применяют в тех случаях, когда необходимо повысить давление, создаваемое насосом. Это достигается простым техническим решением (рис.3).

Рис.3

Если в камере А создается гидростатическое давление Р1, то гидростатическое давление Р2 в камере В должно удовлетворять условиям ,

откуда .

Задача 41

На рисунке показана принципиальная схема гидравлического пресса, которая одновременно может служить схемой гидравлического домкрата. Для случая домкрата тело 1 - поднимаемый груз, для случая пресса - это неподвижная опора; тело 2 при этом представляет собой прессуемый материал.

С помощь ручного насоса 3, снабженного всасывающим 5 и напорным 4 клапанами, создается давление в цилиндре 6, которое действует на поршень 7 и вызывает усилие Р вдоль поршня. Определить это усилие при следующих данных: R=2ОО H; а/в=1/9; D/d = 10

Рисунок к задаче 41

Задача 42

Определить величину давления Р, получаемого в гидравлическом аккумуляторе с диаметром поршня Д=200 мм. Масса поршня и коромысла М=2200 кг, масса грузов М2=300 кг, высота уплотнительной манжеты h=30 мм. Коэффициент трения материала манжеты о сталь f = 0,12.

Рисунок к задаче 42

Задача 43

Гидравлический мультипликатор служит для повышения давления Р1 подводимое в цилиндр I, внутри которого ходит подвижный полый цилиндр II весом G и диаметром D. Последний скользит по неподвижному плунжеру d, канал которого отводит жидкость под повышенным давлением Р2. Определить давление Р2 при следующих данных: G=294 Н; D=125 мм; d= 50 мм; Р1=9,8 МПа. Силами трения пренебречь.

Рисунок к задаче 43

Задача 44

Определить диаметр D1 гидравлического цилиндра, необходимый для подъема задвижки при избыточном давлении жидкости P =1 МПа, если диаметр трубопровода D2=1 м и вес подвижных частей устройства G=2000 H. При расчете коэффициент трения задвижки в направляющих поверхностях принять f=0,3, силу трения в цилиндре считать равной 5% от веса подвижных частей. Давление за задвижкой равно атмосферному.

Рисунок к задаче 44

Задача 45

Гидравлический аккумулятор с диаметром плунжера d = 300 мм обслуживает периодически действующий гидравлический пресс с рабочим давлением 35 атм. Определить вес движущихся частей аккумулятора G, необходимый ход плунжера 5 и мощность N непрерывно работающего питательного насоса, если пресс работает в течение 1 мин с 4-минутным перерывом, потребляя во время работы 0,7 л/с воды.

Рисунок к задаче 45

Задача 46

Определить давление p1 жидкости, которую необходимо подвести к гидроцилиндру, чтобы преодолеть усилие, направленное вдоль штока: F=l кН. Диаметр: цилиндра D=50 мм, штока d=25 мм. Давление в бачке Ро = 50 кПа, высота Но=5 м. Силу трения не учитывать. Плотность жидкости =1000 кг/м .

Рисунок к задаче 46

Задача 47

Газгольдер диаметром D = 5,6 м заполнен газом, находящимся под давлением Pизб=200 мм вод. ст. Определить необходимый вес груза Gгр и разность уровней воды h, если масса колокола газгольдера М=6,5 т.

Рисунок к задаче 47

Задача 48

В пружинном гидроаккумуляторе энергия накапливается за счет сжатия пружины при перемещении гидроцилиндра вправо относительно неподвижного поршня под давлением р жидкости, поступающей через отверстие в штоке. Диаметр поршня d = 40 мм, жесткость пружины с = 40 Н/мм, сила предварительного сжатия ее 2000 Н, перемещение гидроцилиндра при зарядке гидроаккумулятора Dх = 100 м. Определить давление в начале и конце зарядки гидроаккумулятора. Силами трения пренебречь.

Рисунок к задаче 48

Задача 49

Гидроцилиндр предназначен для возвратно-поступательного перемещения рабочего органа, присоединенного к штоку. Защита его от перегрузки обеспечивается шариковым предохранительным клапаном. Какое давление р нужно создать в бесштоковой полости гидроцилиндра, чтобы преодолеть рабочее усилие на штоке F1 = 20 кН, если диаметр цилиндра D = 80 мм, штока d = 40 мм, давление в штоковой полости (противодавление сливной линии) р1 = 0,05 МПа? На какое усилие Fn нужно предварительно сжать пружину, чтобы шариковый клапан открывался при усилии на штоке 1,3 F1, если диаметр входного отверстия (седла клапана) d1 = 10 мм? Силами трения пренебречь.

Рисунок к задаче 49

Задача 50

Определить силу трения Т между валом и манжетой уплотнения гидравлического подпятника при высоте манжеты h = 100 мм, нагрузке на вал Q = 30 кН и диаметре вала d = 300 мм. Коэффициент терния материала манжеты о сталь f = 0,15.

Рисунок к задаче 50

poisk-ru.ru

Гидравлика и гидравлические машины - страница 3

Коэффициент объёмного сжатия

. Коэффициент объёмного сжатия сжимаемого жидкости характеризуется коэффициентом объемного сжатия, представляющая собой отношение изменения объема жидкости к первоначальному объему при изменении давления на 1 Па

вода = [Па-1]

нефть= [Па-1]

ртуть= [Па-1] Ввиду малой величины, жидкость практически не сжимаемая, исключение в тех случаях, когда требуется точное значение, например при научных разработках, а также при гидравлических испытаниях.. Вязкость жидкости.

Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление относительному сдвигу частиц жидкости.

Вязкость характеризуется следующими коэффициентами:

1.- Кинематический коэффициент вязкости

(стокс)2. Динамический коэффициент вязкости

3. - Градус вязкости условной- время истечения 200 мл. Рассматриваемой жидкости и калиброванного отверстия вискозиметра в секунду.

Зная градус вязкости условной, можно определить по формуле:

Вязкость зависит от рода жидкости, температуры и давления.

Вязкость жидкости применяется по справочнику.ГИДРОСТАТИКАГидростатическое давление и его свойства.Гидростатическим давлением называется давление жидкости на единицу площади.

Свойства гидростатического давления:

1. Гидростатическое давление действует нормально к площадке, воспринимающей его и направлена внутрь жидкости.

Рх=0 Px

P Py

2.Гидростатическое давление жидкости не зависит от ориентации площадки, на которую оно действует, т.е. гидростатическое давление действует одинаково по всем направлениям.3. Гидростатическое давление жидкости зависит от глубины погружения.Основное уравнение гидростатики. Давление жидкости на глубину h равно сумме давления на свободную поверхность жидкости и веса столба жидкости с площадью равной единице.P=F= PоF+ F (: F) - основное уравнение гидростатики.