- •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.
5) Гидростатическое давление и его свойства
В покоящейся жидкости всегда присутствует сила давления, которая называется гидростатическим давлением. Жидкость оказывает силовое воздействие на дно и стенки сосуда. Частицы жидкости, расположенные в верхних слоях водоема, испытывают меньшие силы сжатия, чем частицы жидкости, находящиеся у дна.
Рассмотрим резервуар с плоскими вертикальными стенками, наполненный жидкостью (рис.2.1, а). На дно резервуара действует сила P равная весу налитой жидкости G = γ V, т.е. P = G.
Если эту силу P разделить на площадь дна Sabcd, то мы получим среднее гидростатическое давление, действующее на дно резервуара.
Гидростатическое давление обладает свойствами.
Свойство 1. В любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует внутрь рассматриваемого объема жидкости.
Для доказательства этого утверждения вернемся к рис.2.1, а. Выделим на боковой стенке резервуара площадку Sбок (заштриховано). Гидростатическое давление действует на эту площадку в виде распределенной силы, которую можно заменить одной равнодействующей, которую обозначим P. Предположим, что равнодействующая гидростатического давления P, действующая на эту площадку, приложена в точке А и направлена к ней под углом φ (на рис. 2.1 обозначена штриховым отрезком со стрелкой). Тогда сила реакции стенки R на жидкость будет иметь ту же самую величину, но противоположное направление (сплошной отрезок со стрелкой). Указанный вектор R можно разложить на два составляющих вектора: нормальный Rn (перпендикулярный к заштрихованной площадке) и касательный Rτ к стенке.
Сила нормального давления Rn вызывает в жидкости напряжения сжатия. Этим напряжениям жидкость легко противостоит. Сила Rτ действующая на жидкость вдоль стенки, должна была бы вызвать в жидкости касательные напряжения вдоль стенки и частицы должны были бы перемещаться вниз. Но так как жидкость в резервуаре находится в состоянии покоя, то составляющая Rτ отсутствует. Отсюда можно сделать вывод первого свойства гидростатического давления.
Свойство 2. Гидростатическое давление неизменно во всех направлениях.
В жидкости, заполняющей какой-то резервуар, выделим элементарный кубик с очень малыми сторонами Δx, Δy, Δz (рис.2.1, б). На каждую из боковых поверхностей будет давить сила гидростатического давления, равная произведению соответствующего давления Px, Py , Pz на элементарные площади. Обозначим вектора давлений, действующие в положительном направлении (согласно указанным координатам) как P'x, P'y, P'z, а вектора давлений, действующие в обратном направлении соответственно P''x, P''y, P''z. Поскольку кубик находится в равновесии, то можно записать равенства
P'xΔyΔz=P''xΔyΔz
P'yΔxΔz = P''yΔxΔz
P'zΔxΔy + γΔx, Δy, Δz = P''zΔxΔy
где γ - удельный вес жидкости;
Δx, Δy, Δz - объем кубика.
Сократив полученные равенства, найдем, что
P'x = P''x; P'y = P''y; P'z + γΔz = P''z
Членом третьего уравнения γΔz, как бесконечно малым по сравнению с P'z и P''z, можно пренебречь и тогда окончательно
P'x = P''x; P'y = P''y; P'z=P''z
Вследствие того, что кубик не деформируется (не вытягивается вдоль одной из осей), надо полагать, что давления по различным осям одинаковы, т.е.
P'x = P''x = P'y = P''y = P'z=P''z
Это доказывает второй свойство гидростатического давления.
Свойство 3. Гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве.
Это положение не требует специального доказательства, так как ясно, что по мере увеличения погружения точки давление в ней будет возрастать, а по мере уменьшения погружения уменьшаться. Третье свойство гидростатического давления может быть записано в виде
P=f(x, y, z)