- •Гидравлика
- •1) Понятие жидкости. Реальная и идеальная жидкости
- •2) Метод гидравлических исследований.
- •3) Силы, действующие на жидкость. Понятие давления
- •4) Основные свойства жидкостей
- •5) Гидростатическое давление и его свойства
- •6) Уравнение равновесия
- •7) Дифференциальные уравнения Эйлера и их интегрирование
- •8) Абсолютное и избыточное (манометрическое) давление. Барометры и манометры
- •9) Вакуум. Пьезометры и вакуумметры
- •10) Основное уравнение гидростатики. Потенциальная удельная энергия жидкости
- •11) Потенциальный (пьезометрический) напор.
- •12) Силы давления на плоские и кривые поверхности.
- •13) Центр давления
- •14) Понятие о движении жидкости как непрерывной деформации сплошной материальной среды.
- •15) Установившееся и неустановившееся движение жидкости. Напорное и безнапорное течение.
- •16) Линии токов жидкости и вихревые линии. Плавно и резко изменяющееся движение.
- •17) Элементарная струйка, поток жидкости, живое сечение. Гидравлический радиус, расход и средняя скорость.
- •18) Распределение массы в сплошной среде.
- •19) Уравнение неразрывности. Понятие расхода.
- •20) Распределение сил в сплошной среде. Объемные и поверхностные силы.
- •21) Уравнение Бернулли для установившегося движения жидкости.
- •22) Геометрическая и энергетическая интерпретация уравнения Бернулли.
- •23) Полный (гидродинамический) напор. Принцип Вентури. Трубка пито.
- •24) Влияние различных факторов на движение жидкости.
- •25) Понятие о подобных потоках и критериях подобия
- •26) Числа Рейнольдса, Фруда, Эйлера, Вебера
- •27) Понятие о гидравлических сопротивлениях, виды потерь напора (местные и по длине).
- •28) Общая формула для потерь напора по длине при установившемся равномерном движении жидкости. Коэффициент Дарси.
- •29) Основное уравнение равномерного движения.
- •30) Касательные напряжения. Обобщенный закон Ньютона.
- •31) Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Критическое число Рейнольдса.
- •32) Пульсации скоростей при турбулентном режиме, мгновенная и осредненная местные скорости.
- •33) Потери напоры по длине при ламинарном равномерном движении жидкости.
- •34) Распределение скоростей по живому сечению в цилиндрической трубе при ламинарном режиме. Коэффициент Дарси при ламинарном движении.
- •35) Потери напора при турбулентном равномерном движении жидкости
- •37) Полуэмпирические теории турбулентности.
- •38) Коэффициент Дарси при турбулентном движении жидкости, экспериментальные методы его определения.
- •39) График Никурадзе.
- •40) Местные сопротивления, основные их виды.
- •Обьемные гидромашины.
- •41) Понятие объемной гидромашины. Насосы, гидродвигатели. Напор насоса
- •42)Принципиальные схемы объемных гидромашин (огм).
- •43) Классификация огм
- •44)Виды возвратно-поступательных и роторных гидромашин
- •45,46) Основные признаки роторных гидромашин. Основные термины и их определения
- •47) Величины, характеризующие рабочий процесс огм: подача (расход), рабочий объем, давление, мощность, кпд, частота вращения, крутящий момент
- •48) Классификация, конструктивные схемы и принцип действия огм
- •49) Шестеренные насосы с внешним и внутренним зацеплением
- •50) Винтовые машины. Шиберные (пластинчатые) гидромашины однократного и многократного действия
- •51)Радиально-поршневые гидромашины
- •52)Аксиально-поршневые гидромашины, основные их схемы
- •ГидроПриводы.
- •53)Основные понятия и определения, принцип действия гидроприводов. Насосный, аккумуляторный. Магистральный, следящий гидропривод. Замкнутый и разомкнутый гидропривод
- •54)Гидродроссели и дросселирующее дроссели. Постоянные дроссели. Ламинарные и турбулентные гидрораспределители. Дроссельные регуляторы
- •56)Струйный гидрораспределитель и гидрораспределитель сопло-заслонка. Гидроклапаны. Типы клапанов: переливной, предохранительный, редукционный. Течения в них. Расчет гидроклапанов.
- •57)Объемное регулирование скорости выходного звена гидропривода. Дроссельное регулирование скорости выходного звена гидропривода при последовательном и параллельном включении дросселя.
- •58)Сравнение способов регулирования гидроприводов
- •59)Дроссельный способ регулирования огп с установкой дросселя на входе в гидродвигатель, на выходе из гидродвигателя и параллельно гидродвигателю
- •60)Основные параметры привода. Располагаемая и потребная характеристики гидропривода
- •61) Статические характеристики объемного гидропривода с дроссельным регулированием.
- •62) Энергетические характеристики гидропривода.
- •63,64) Методы измерения параметров объемных гидроприводов. Измерение давления, расхода, температуры рабочих сред, частоты вращения и крутящего момента.
39) График Никурадзе.
Если для гидравлически гладких труб коэффициент потерь на трение вполне определяется числом Рейнольдса, то для шероховатых труб зависит ещё и от шероховатости внутренней поверхности трубы. При этом важен не абсолютный размер бугорков шероховатости, а отношение этого размера к радиусу (или диаметру) трубы, т.е. так называемая относительная шероховатость . Одна и та же абсолютная шероховатость может совершенно не оказывать влияния на сопротивление трубы большого диаметра, но способна значительно увеличить сопротивление трубы малого диаметра. Кроме того, на сопротивление влияет характер шероховатости. Простейшим случаем будет тот, когда все бугорки шероховатости имеют один и тот же размер и одинаковую форму, т.е. при так называемой равномерно распределённой зернистой шероховатости.
Таким образом, в этом случае коэффициент зависит как от Рейнольдса, так и от отношения (или ):
(1.83)
Характер влияния этих двух параметров на сопротивление труб отчётливо виден из графика, который является результатом опытов И.И. Никурадзе.
И.И. Никурадзе испытал на сопротивление ряд труб с искусственно созданной шероховатостью на их внутренней поверхности. Шероховатость была получена путём приклейки песчинок определённого размера,. Полученного просеиванием песка через специальные сита. Тем самым была получена равномерно распределённая зернистая шероховатость. Испытания были проведены при широком диапазоне относительных шероховатостей ( ), а также чисел Re ( ).
Для труб с искусственной шероховатостью
Для труб естественной шероховатостью
Результаты этих испытаний представлены в виде кривых зависимости от для ряда значений .
Из графика можно сделать следующие выводы:
При ламинарном течении шероховатость на сопротивление не влияет.
Критическое число Рейнольдса от шероховатости практически не зависит;
В области турбулентного течения, но при небольших Re и шероховатость на сопротивление не влияет;
При больших Re и больших относительных шероховатостях коэффициент перестаёт зависеть от Re и становится постоянным для данной относительной шероховатости.
40) Местные сопротивления, основные их виды.
Простейшие местные гидравлические сопротивления можно разделить на расширения, сужения и повороты русла, каждое из которых может быть внезапным или постепенным. Более сложные случаи местного сопротивления представляют собой соединения или комбинации перечисленных простейших сопротивлений.
Рассмотрим простейшие местные сопротивления при турбулентном режиме течения в трубе.
Внезапное расширение русла. Потеря напора (энергии) при внезапном расширении русла расходуется на вихреобразование, связанное с отрывом потока от стенок, т.е. на поддержание вращательного непрерывного движения жидких масс с постоянным их обновлением.
2. Постепенное расширение русла. Постепенно расширяющаяся труба называется диффузором (рис.4.10). Течение скорости в диффузоре сопровождается ее уменьшением и увеличением давления, а следовательно, преобразованием кинетической энергии жидкости в энергию давления. В диффузоре, так же как и при внезапном расширении русла, происходит отрыв основного потока от стенки и вихреобразования. Интенсивность этих явлений возрастает с увеличением угла расширения диффузора α.
Кроме того, в диффузоре имеются и обычные потери на терние, подобные тем, которые возникают в трубах постоянного сечения. Полную потерю напора в диффузоре рассматривают как сумму двух слагаемых:
3. Внезапное сужение русла. В этом случае потеря напора обусловлена трением потока при входе в более узкую трубу и потерями на вихреобразование, которые образуются в кольцевом пространстве вокруг суженой части потока (рис.4.12).
4. Постепенное сужение русла. Данное местное сопротивление представляет собой коническую сходящуюся трубу, которая называется конфузором (рис.4.13). Течение жидкости в конфузоре сопровождается увеличением скорости и падением давления. В конфузоре имеются лишь потери на трение
5. Внезапный поворот трубы (колено). Данный вид местного сопротивления (рис.4.15) вызывает значительные потери энергии, т.к. в нем происходят отрыв потока и вихреобразования, причем потери тем больше, чем больше угол δ.
6. Постепенный поворот трубы (закругленное колено или отвод). Плавность поворота значительно уменьшает интенсивность вихреобразования, а следовательно, и сопротивление отвода по сравнению с коленом. Это уменьшение тем больше, чем больше относительный радиус кривизны отвода R / d
Все выше изложенное относится к турбулентному движению жидкости. При ламинарном движении местные сопротивления играют малую роль при определении общего сопротивления трубопровода. Кроме этого закон сопротивления при ламинарном режиме является более сложным и исследован в меньшей степени.