- •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.
60)Основные параметры привода. Располагаемая и потребная характеристики гидропривода
Основные параметры: диаметр цилиндра D, мм номинальный расход Q*, л/мин, максимальное (теоретическое) толкающее усилие, кН, ход поршня, мм, утечки ΔQЦ при заданном давлении.
Жидкость по трубопроводу движется благодаря тому, что ее энергия в начале трубопровода больше, чем в конце. Этот перепад уровней энергии может создаваться несколькими способами: работой насоса, разностью уровней жидкости, давлением газа. Рассмотрим простой трубопровод постоянного сечения
Рис. 6.1. Схема простого трубопровода
Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2. Поскольку скорость в обоих сечениях одинакова и α1 = α2, то скоростной напор можно не учитывать. При этом получим
Пьезометрическую высоту, стоящую в левой части уравнения, назовем потребным напором Нпотр. Если же эта пьезометрическая высота задана, то ее называют располагаемым напором Нрасп. Такой напор складывается из геометрической высоты Hпотр, на которую поднимается жидкость, пьезометрической высоты в конце трубопровода и суммы всех потерь напора в трубопроводе. Назовем сумму первых двух слагаемых статическим напором, который представим как некоторую эквивалентную геометрическую высоту
а последнее слагаемое Σh - как степенную функцию расхода
Σh = KQm
Hпотр = Hст + KQm
где K - величина, называемая сопротивлением трубопровода;Q - расход жидкости;m - показатель степени, который имеет разные значения в зависимости от режима течения. Для ламинарного течения при замене местных сопротивлений эквивалентными длинами сопротивление трубопровода равно
, где lрасч = l + lэкв. Численные значения эквивалентных длин lэкв для различных местных сопротивлений обычно находят опытным путем. Для турбулентного течения, используя формулу Вейсбаха-Дарси, и выражая в ней скорость через расход, получаем
По этим формулам можно построить кривую потребного напора в зависимости от расхода. Чем больше расход Q, который необходимо обеспечить в трубопроводе, тем больше требуется потребный напор Нпотр. При ламинарном течении эта кривая изображается прямой линией (рис.6.2, а), при турбулентном - параболой с показателем степени равном двум (рис.6.2, б).
Рис.6.2. Зависимости потребных напоров от расхода жидкости в трубопроводе
Крутизна кривых потребного напора зависит от сопротивления трубопровода K и возрастает с увеличением длины трубопровода и уменьшением диаметра, а также с увеличением местных гидравлических сопротивлений. Иногда вместо кривых потребного напора удобнее пользоваться характеристиками трубопровода. Характеристикой трубопровода называется зависимость суммарной потери напора (или давления) в трубопроводе от расхода: Σh = f(q)
61) Статические характеристики объемного гидропривода с дроссельным регулированием.
Потеря давления на преодоление гидравлических сопротивлений по длине каждого участка трубопровода определяется по формуле
где ρ- плотность рабочей жидкости, кг/м3;λ- коэффициент гидравлического трения; l - длина трубопровода, м.Если на пути движения рабочей жидкости встречаются местные сопротивления, то потеря давления в местных сопротивлениях определяется по формуле Вейсбаха
где ζ- коэффициент местных сопротивлений.
При ламинарном режиме для определения коэффициента гидравлического трения λ при Re<2300 применяем формулу
а при турбулентном режиме течения жидкости в диапазоне Re = 2 300…100 000 коэффициент λ определяется по полуэмпирической формуле Блазиуса
Если
где ΔЭ - эквивалентная шероховатость труб, то коэффициент гидравлического трения определяется по формуле А.Д. Альтшуля
Потери давления в гидроаппаратуре ΔPга принимают по ее технической характеристике после выбора гидроаппаратуры. После этого суммируют потери давления
ΔP=ΔPдл+ΔPм+ΔP га
При выполнении гидравлического расчета производят проверку бескавитационной работы насоса. Вакуум у входа в насос определяют по формуле
где hs - расстояние от оси насоса до уровня рабочей жидкости в баке; hтр - потери напора на преодоление всех гидравлических сопротивлений во всасывающей гидролинии; υ - скорость движения жидкости во всасывающей гидролинии; α - коэффициент Кориолиса.
Рекомендуемый вакуум Pв у входа в насос должен быть не более 0,04 МПа. Если Pв > 0,04 МПа, то нужно увеличить диаметр всасывающего трубопровода или расположить бак выше оси насоса. При этом считается, что рабочая жидкость находится в баке с атмосферным давлением Pатм = 0,1 МПа.
Определение толщины стенок является проверочным расчетом на прочность жестких труб, подобранных по ГОСТу. Толщину стенки трубы определяют по формуле
где P - максимальное статическое давление;σв - допускаемое напряжение на разрыв материала труб, принимаемое равным 30…35% от временного сопротивления; n - коэффициент запаса, n = 3…6