- •Введение.
- •Силы, действующие в жидкости.
- •Закон Ньютона о трении в жидкости.
- •Характеристики жидкости.
- •Расширение жидкостей.
- •Упругость газов.
- •1. Гидродинамика.
- •1.1 Определение потока жидкости.
- •1.2 Критерии подобия.
- •1.3 Законы гидродинамики.
- •1.5 Гидравлические потери.
- •1.6 Применение законов гидродинамики в технических устройствах.
- •1.6 Гидравлический удар.
- •2. Гидравлический и пневматический приводы.
- •2.2 Общие вопросы устройства и принцип действия привода.
- •2.5 Схема гидравлического привода с объемным регулированием скорости.
- •3. Основные сведения об объемных гидромашинах.
- •4. Гидропневмоаппаратура
- •4.2. Распределители.
- •4.3. Эффективность работы распределителя в системах управления.
- •В этом случае
- •4.5. Устройства управления двигателем.
- •5. Линейная модель гидравлического привода с дроссельным регулированием.
- •5.2. Уравнения движения и передаточная функция привода
- •Постоянная времени привода
- •6. Статические и динамические характеристики пневматического привода
Курс "Основы гидро - пневмоавтоматики" - изучение основных законов механики жидкости, принципы и особенности построения элементов и схем автоматики, использующих энергию жидкости.
Введение.
Жидкостью называется физическое тело, обладающее текучестью и не имеющее своей формы, но принимающее форму сосуда, в котором оно находится.
Текучестью называется способность жидкости изменять свою форму, не дробясь на отдельные части, под действием даже небольших сил.
Жидкости делятся на два класса - капельные жидкости и газы.
Капельные жидкости способны образовывать капли, имеют собственный объем, практически несжимаемы (вода, масло на минеральной основе, бензин и многие другие).
В случае объема капельной жидкости, меньшего объема сосуда, жидкость занимает только часть сосуда и имеет поверхность раздела между капельной жидкостью и газом. Эта поверхность раздела называется свободной поверхностью.
Характерной особенностью газа является способность занимать весь объем сосуда.
Силы, действующие в жидкости.
При составлении математических зависимостей состояния жидкости (покоя и движения) необходимо учитывать силы, действующие на жидкость. Это могут быть массовые и поверхностные силы.
Массовые силы - силы, пропорциональные массе жидкости. В однородной жидкости массовые силы пропорциональны объему жидкости.
Поверхностные силы - силы, величины которых пропорциональны площади поверхности, на которую эти силы действуют.
Сила может быть направлена как внутрь выбранного объема, произвольно под углом а к нормали, так и вне него. Сила раскладывается на две составляющие: по нормали N - и по касательной - .
Силу назовем нормальной силой - силой давления или растягивающей — силой растяжения.
Касательная сила - сила трения. Сила трения обуславливается деформацией объема жидкости и имеет место только в движущейся жидкости. Сила трения между слоями жидкости пропорциональна площади соприкосновения 8 и градиенту скорости
Закон Ньютона о трении в жидкости.
Напряжение этой силы (величина силы на единицу площади):
- коэффициент пропорциональности, называется динамическим коэффициентом вязкости.
Единица СИ динамической вязкости [] = [Па • с]==
В гидродинамических расчетах также используется кинематический коэффициент вязкости "":
Вязкость капельной жидкости увеличивается с увеличением давления. Вязкость большинства жидкостей существенно зависит от температуры: вязкость капельных жидкостей уменьшается с увеличением температуры, вязкость газов увеличивается.
Характеристики жидкости.
Упругость капельных жидкостей - способность воспринимать сжимающие усилия характеризуется коэффициентом объемного сжатия. Относительное изменение объема прямо пропорционально изменению давления.
(увеличение давления приводит к уменьшению объема)
- коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом объемного сжатия.
Единица СИ сжимаемой жидкости [] = =
Величина К, обратная , называетсямодулем объемной упругости.
Сжимаемость капельных жидкостей практически не зависит от давления и температуры.
Расширение жидкостей.
Капельные жидкости расширяются значительно сильнее твердых тел. Зависимость изменения объема капельных жидкостей при изменении температуры может быть определена следующим соотношением:
где - коэффициент объемного расширения, имеющий размерность К(градусы Кельвина).
Для большинства капельных жидкостей можно принять = const в большом диапазоне температур. Исключение составляет вода.
Плотность капельных жидкостей в зависимости от температуры определяется соотношением:
У бензина =1,00- 10 К, у воды = 0,18- 10К