- •Міністерство освіти і науки україни
- •1 Рідини та їх фізико-механічні властивості
- •1.1 Рідина
- •1.2 Основні властивості краплинних рідин
- •1.2.7 Ідеальна рідина
- •1.2.8 Сили, що діють у рідині
- •2. Гідростатика
- •2.1 Гідростатичний тиск і його властивості
- •2.2 Диференціальні рівняння рівноваги рідини
- •2.3 Основне рівняння гідростатики
- •2.4 Закон Паскаля
- •2.5 Сила тиску рідини на плоску стінку. Центр тиску
- •2.6 Сила тиску рідини на криволінійні поверхні
- •3 Основи кінематики і динаміки рідини
- •3.1 Основні поняття і визначення
- •3.2 Рівняння нерозривності для усталеного руху рідини
- •3.3 Рівняння Бернуллі при усталеному русі ідеальної рідини
- •3.4 Рівняння Бернуллі для елементарної струминки і потоку в’язкої рідини
- •3.5 Гідравлічні опори і втрати енергії (напору) при русі рідини
- •3.6 Режими руху рідини. Критерій Рейнольдса
- •3.7 Визначення втрат енергії при ламінарному режимі течії рідини в трубі круглого поперечного перерізу
- •3.8 Турбулентний режим і визначення втрат енергії потоку в трубах круглого поперечного перерізу
- •3.8.1 Деякі відомості про структуру турбулентного потоку
- •3.8.2 Поняття про гідравлічно гладкі і шорсткі труби
- •3.8.3 Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя при турбулентному режимі
- •3.8.4 Місцеві гідравлічні опори
- •4 Витікання рідини через отвори і насадки при сталому напорі
- •4.1 Витікання через малі отвори в газове середовище
- •4.2 Витікання рідини через малі затоплені отвори
- •4.3 Витікання рідини через насадки
- •5 Гідравлічний удар у трубах
- •6 Гідравлічний розрахунок напірних трубопроводів
- •6.1 Класифікація трубопроводів
- •6.2 Розрахунок простих трубопроводів
- •6.2.1 Розрахункові рівняння
- •6.2.2 Характеристика трубопроводу. Потрібний напір
- •6.3 З’єднання трубопроводів
- •6.3.1 Послідовне з’єднання
- •6.3.2 Паралельне з’єднання
- •7 Водопостачання
- •7.1 Джерела водопостачання
- •7.2 Системи водопостачання
- •7.3 Водозабірні споруди
- •7.3.1 Споруди для забирання поверхневих вод
- •7.3.2 Споруди для забирання підземних вод
- •7.4 Фільтрація
- •7.4.1 Фільтрація ґрунтових вод
- •7.4.2 Приплив води до дренажних колодязів
- •7.5 Водоочисні споруди
- •7.6 Водопровідна мережа
- •7.7 Режим водоспоживання і визначення розрахункових об’єктів водоспоживання
- •7.8 Основи розрахунку водопровідної мережі та її елементів
- •8 Каналізація
- •8.1 Загальні відомості
- •8.2 Склад стічних вод
- •8.3 Методи очищення стічних вод
- •8.4 Основні відомості з розрахунку каналізаційних мереж
- •9 Гідромашини
- •9.1 Відцентрові, лопатеві гідромашини
- •9.1.1 Принцип дії лопатевого насоса
- •9.1.2 Основні технічні й експлуатаційні показники відцентрових насосів
- •9.1.3 Насосна установка та її характеристика
- •9.1.4 Робота насоса на мережу
- •9.1.5 Послідовна і паралельна робота насосів на мережу
- •9.2 Об’ємні гідромашини
- •9.2.2 Основні параметри, що оцінюють роботу об’ємних гідромашин
- •9.2.3 Поршневі насоси, силові і моментні гідроциліндри
- •9.2.3.1 Поршневі насоси
- •9.2.3.2 Силові гідроциліндри
- •9.2.3.3 Моментні гідроциліндри, або поворотні гідродвигуни
- •9.2.3.4 Шестеренні насоси і гідромотори
- •9.2.3.5 Пластинчасті насоси і гідромотори
- •9.2.3.6 Радіально – поршневі гідромашини
Міністерство освіти і науки україни
СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КОНОТОПСЬКИЙ ІНСТИТУТ
О. В. Драч
Гідравліка, гідро- та пневмоприводи
конспект ЛЕКЦІЙ
Суми
Сумський державний університет
2013
Гідравліка, гідро- та пневмоприводи : конспект лекцій / укладач О. В. Драч. – Суми : Сумський державний університет, 2013. – 128 с.
Кафедра фундаментальних та загальнонаукових дисциплін КІ СумДУ
ЗМІСТ
|
|
С. |
ВСТУП |
…………………………………………………. |
9 |
1 |
Рідини та їх фізико-механічні властивості….. |
10 |
1.1 |
Рідина………………………………………….. |
10 |
1.2 |
Основні властивості краплинних рідин…… .. |
10 |
1.2.1 |
Густина………………………………………… |
10 |
1.2.2 |
Питома вага однорідної рідини……………… |
10 |
1.2.3 |
Стисливість…………………………………… |
11 |
1.2.4 |
Пружність рідини……………………………... |
11 |
1.2.5 |
Температурне розширення…………………… |
11 |
1.2.6 |
В’язкість……………………………………….. |
12 |
1.2.7 |
Ідеальна рідина………………………………... |
13 |
1.2.8 |
Сили, що діють у рідині………………………. |
14 |
2. |
Гідростатика…………………………………… |
14 |
2.1 |
Гідростатичний тиск і його властивості…….. |
14 |
2.2 |
Диференціальні рівняння рівноваги рідини… |
16 |
2.3 |
Основне рівняння гідростатики……………… |
19 |
2.4 |
Закон Паскаля…………………………………. |
22 |
2.5 |
Сила тиску рідини на плоску стінку. Центр тиску…………………………………………… |
22 |
2.6 |
Сила тиску рідини на криволінійні поверхні... |
24 |
3 |
Основи кінематики і динаміки рідини……… |
26 |
3.1 |
Основні поняття і визначення……………….. |
26 |
3.2 |
Рівняння нерозривності для усталеного руху рідини…………………………………………. |
30 |
3.3 |
Рівняння Бернуллі при усталеному русі ідеальної рідини………………………………. |
31 |
3.4 |
Рівняння Бернуллі для елементарної стру-минки і потоку в’язкої рідини ……………….. |
34 |
3.5 |
Гідравлічні опори і втрати енергії (напору) при русі рідини……………………………….. |
36 |
3.6 |
Режими руху рідини. Критерій Рейнольдса… |
37 |
3.7 |
Визначення втрат енергії при ламінарному режимі течії рідини в трубі круглого поперечного перерізу………………………… |
39 |
3.8 |
Турбулентний режим і визначення втрат енергії потоку в трубах круглого поперечного перерізу…………………………. |
41 |
3.8.1 |
Деякі відомості про структуру турбулентного потоку………………………………………….. |
41 |
3.8.2 |
Поняття про гідравлічно - гладкі і шорсткі труби…………………………………………… |
42 |
3.8.3 |
Визначення коефіцієнта гідравлічного тертя при турбулентному режимі…………………... |
43 |
3.8.4 |
Місцеві гідравлічні опори……………………. |
44 |
4 |
Витікання рідини через отвори і насадки при сталому напорі………………………………… |
46 |
4.1 |
Витікання через малі отвори в газове середовище……………………………………. |
46 |
4.2 |
Витікання рідини через малі затоплені отвори.................................................................. |
48 |
4.3 |
Витікання рідини через насадки……………... |
48 |
5 |
Гідравлічний удар у трубах…………………... |
49 |
6 |
Гідравлічний розрахунок напірних трубопроводів………………………………… |
51 |
6.1 |
Класифікація трубопроводів………………… |
51 |
6.2 |
Розрахунок простих трубопроводів………… |
52 |
6.2.1 |
Розрахункові рівняння……………………….. |
52 |
6.2.2 |
Характеристика трубопроводу. Потрібний напір…………………………………………… |
53 |
6.3 |
З’єднання трубопроводів…………………….. |
55 |
6.3.1 |
Послідовне з’єднання………………………… |
55 |
6.3.2 |
Паралельне з’єднання………………………… |
56 |
6.3.3 |
Розгалужений трубопровід…………………… |
57 |
7 |
Водопостачання………………………………... |
58 |
7.1 |
Джерела водопостачання……………………... |
58 |
7.2 |
Системи водопостачання…………………….. |
59 |
7.3 |
Водозабірні споруди………………………….. |
61 |
7.3.1 |
Споруди для забирання поверхневих вод…… |
61 |
7.3.2 |
Споруди для забирання підземних вод……… |
63 |
7.4 |
Фільтрація……………………………………… |
70 |
7.4.1 |
Фільтрація ґрунтових вод…………………….. |
70 |
7.4.2 |
Приплив води до дренажних колодязів……... |
73 |
7.5 |
Водоочисні споруди…………………………… |
77 |
7.6 |
Водопровідна мережа…………………………. |
78 |
7.7 |
Режим водоспоживання і визначення розрахункових об’ємів водоспоживання……. |
81 |
7.8 |
Основи розрахунку водопровідної мережі і її елементів………………………………………. |
84 |
8 |
Каналізація……………………………………... |
90 |
8.1 |
Загальні відомості……………………………... |
90 |
8.2 |
Склад стічних вод…………………………….. |
92 |
8.3 |
Методи очищення стічних вод………………. |
93 |
8.4 |
Основні відомості з розрахунку каналі-заційних мереж…………………………. |
96 |
9 |
Гідромашини…………………………………... |
98 |
9.1 |
Відцентрові, лопатеві………………………… |
99 |
9.1.1 |
Принцип дії лопатевого насоса………………. |
99 |
9.1.2 |
Основні технічні і експлуатаційні показники відцентрових насосів…………………………. |
100 |
9.1.3 |
Насосна установка і її характеристика……… |
104 |
9.1.4 |
Робота насоса на мережу……………………… |
107 |
9.1.5 |
Послідовна і паралельна робота насосів на мережу………………………………………….. |
108 |
9.2 |
Об’ємні гідромашини…………………………. |
110 |
9.2.1 |
Загальні зауваження ………………………….. |
110 |
9.2.2 |
Основні параметри, що оцінюють роботу об’ємних гідромашин………………………… |
111 |
9.2.3 |
Поршневі насоси, силові і моментні гідроциліндри………………………………….. |
114 |
9.2.3. |
Поршневі насоси……………………………… |
116 |
9.2.3.2 |
Силові гідроциліндри…………………………. |
118 |
9.2.3.3 |
Моментні гідроциліндри, або поворотні гідро двигуни………………………………………… |
121 |
9.2.3.4 |
Шестеренчасті насоси і гідромотори……….. |
122 |
9.2.3.5 |
Пластинчасті насоси і гідромотори…………. |
124 |
9.2.3.6 |
Радіально – поршневі гідромашини…………. |
126 |
9.2.3.7 |
Роторні аксіально-поршневі гідромашини…... |
127 |
ВСТУП
Гідравліка – прикладна наука, що вивчає закони рівноваги і механічного руху рідини і розробляє на основі теорії і експерименту способи використання цих законів для розв’язання різних задач інженерної практики.
Слово “гідравліка” походить від сполучення двох грецьких слів – hydor (вода) і aulos (труба) – і означає течію води по трубах.
Зміст сучасної гідравліки незрівнянно ширший. Питання, що вивчаються в гідравліці, охоплюють рух води не лише у трубах, але й у відкритих руслах (каналах, річках ), у різних гідротехнічних спорудах і системах, а також рух інших рідин (нафта, масла, розчини) у трубопроводах і гідромашинах. На підставі цього сучасну гідравліку розглядають як одну з галузей механіки – механіку рідини.
Математичний апарат гідравліки спирається на такі науки, як математика, фізика, теоретична механіка. У свою чергу, вона є базовою дисципліною при вивченні курсів: «Гідроприводи», «Насосні, вентиляційні установки», «Гідромашини», «Водопостачання», «Каналізація» та інші.
Гідравліку поділяють на дві частини: гідростатику і гідродинаміку, причому остання містить у собі і кінематику рідин. Гідростатика вивчає закони рівноваги рідин та їх силову дію на тверді стінки, що обмежують об’єми рідин; гідродинаміка – закони руху рідин і їх взаємодія з твердими стінками або тілами, які знаходяться в потоці рідини.