Материал: Маленькие не доделаны

32) Коэффициент Дарси при турбулентном движении жидкости, экспериментальные методы его определения.

Для турбулентного течения в гидравлически шероховатых трубах коэффициент Дарси зависит как от числа Рейнольдса, так и от относительной шероховатости поверхности трубы и для реальных шероховатых труб определяется по формуле Альтшуля:

,                              (1.7.3)

где  - эквивалентная абсолютная шероховатость (искусственная шероховатость из песка, обеспечивающая сопротивление трубы, как при естественной шероховатости), для новых стальных бесшовных труб , для труб, бывших в употреблении, .

33 График Никурадзе.

График показывает зависимость гидравлического коэффициента трения от числа Re.

, где относительная шероховатость

Результаты этих испытаний представлены в виде кривых зависимости от для ряда значений .

Из графика можно сделать следующие выводы:

1. При ламинарном течении шероховатость на сопротивление не влияет.

2. Критическое число Рейнольдса от шероховатости практически не зависит;

3. В области турбулентного течения, но при небольших Re и шероховатость на сопротивление не влияет;

4. При больших Re и больших относительных шероховатостях коэффициент перестаёт зависеть от Re и становится постоянным для данной относительной шероховатости.

34) Местные сопротивления, основные их виды.

1. 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.

1. Понятие объемной гидромашины. Насосы, гидродвигатели.

Объемной называется гидромашина, рабочий процесс которой основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении ее из рабочей камеры. Под рабочей камерой объемной гидромашины понимается ограниченное пространство внутри машины, периодически изменяющее свой объем и попеременно сообщающееся с местами входа и выхода жидкости. Объемная гидромашина может иметь одну или несколько рабочих камер.

В соответствии с тем, создают гидромашины поток жидкости или используют его, их разделяют на объемные насосы и гидродвигатели.

Насос - устройство, предназначенное для перемещения Ж за счет энергии самой Ж,он преобразует мех.энергию двигателя в энергию потока Ж. В объемном насосе перемещение жидкости осуществляется путем вытеснения ее из рабочих камер вытеснителями - рабочими органами насоса, непосредственно совершающий работу вытеснения. Например поршни, плунжеры, шестерни, винты, пластины и т. д.

По характеру процесса вытеснения жидкости, объемные насосы разделяют на поршневые (плунжерные) и роторные.

В поршневом (плунжерном) насосе жидкость вытесняется из неподвижных камер в результате лишь возвратно-поступательного движения вытеснителей (поршней, плунжеров, диафрагм).

В роторном насосе жидкость вытесняется из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательно-поступательного движения вытеснителей (шестерен, винтов, пластин, поршней).

По характеру движения входного звена объемные насосы разделяют на вращательные (с вращательным движением входного звена) и прямодействующие (с возвратно-поступательным движением).

Объемный гидродвигатель это объемная гидромашина, предназначенная для преобразования энергии потока жидкости в энергию движения выходного звена.

По характеру движения выходного (ведомого) звена объемные гидродвигатели делят на три класса:

1)гидроцилиндры с возвратно-поступательным движением выходного звена; 2)гидромоторы с непрерывным вращательным движением выходного звена;

3) поворотные гидродвигатели с ограниченным углом поворота выходного звена.

Объемные гидродвигатели в основном имеют те же свойства, что и объемные насосы, но с некоторыми отличиями, обусловленными иной функцией двигателей. Объемные гидродвигатели также характеризуются цикличностью рабочего процесса и герметичностью. Жесткость характеристик объемных гидродвигателей заключается в малой зависимости скорости выходного звена от нагрузки на этом звене (усилия на штоке гидроцилиндра и момента на валу гидромотора). Независимость давления, создаваемого объемным насосом, от скорости движения рабочего органа насоса и скорости жидкости.

2.Принципиальные схемы объемных гидромашин (огм).

На рис.4.1 показана принципиальная схема преобразования возвратно-поступательного движения поршня 1 насоса в возвратно-поступательное движение поршня 2 силового гидроцилиндра. Под действием усилия F на педаль 3 давление жидкости по магистрали передается в тормозной цилиндр и приводит в движение поршни 2, которые через штоки прижимают тормозные колодки 4 к тормозному барабану. После снятия усилия возвратная пружина 5 приводит колодки в исходное состояние.

На рис.4.2 приведен пример преобразования вращательного движения ротора ротационного (пластинчатого) насоса 1 в прямолинейное движение поршня 2 силового цилиндра 4. Распределительное устройство 3 регулирует попеременную подачу жидкости в правую, либо левую полости цилиндра и обеспечивает отвод жидкости в резервуар 5.

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.

Обьемные гидромашины.

На рис.4.3 приведена схема преобразования вращательного движения ротора радиально-поршневого насоса 1 во вращательное движение гидродвигателя 2. На этой схеме гидросистема является разомкнутой, т.е. жидкость засасывается насосом из резервуара 3 и сбрасывается в тот же резервуар.

На рис.4.4 представлена схема объемного гидропривода с аксиально-поршневыми гидромашинами (насосом 1 и гидродвигателем 2) и замкнутой системой циркуляции жидкости. Крутящий момент М1 от двигателя приводит в действие насос,

В поршневом (плунжерном) насосе жидкость вытесняется из неподвижных камер в результате лишь возвратно-поступательного движения вытеснителей (поршней, плунжеров, диафрагм).

Поршень 2 совершает возвратно-поступат.движен в цилиндре 1 приводимого вдвижение кривошипно-ползунном механизмом.при движении поршня вправо в цилиндре создается разрешение, всасывающий клапан 3 открывается.При движении поршня влево в цилиндре создается давление,при этом клапан 4 открывается и жидкость под давлением подается по трубопроводу.поршневые насосы бывают однократного,двойного,многократного действия.

По конструкции вытеснителя поршневые насосы разделяют на собственно поршневые к плунжерные. Приводные механизмы поршневых насосов принято разделять на собственно кривошипные и кулачковые.

3. Классификация огм

Объемной называется гидромашина, рабочий процесс которой основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении ее из рабочей камеры. Под рабочей камерой объемной гидромашины понимается ограниченное пространство внутри машины, периодически изменяющее свой объем и попеременно сообщающееся с местами входа и выхода жидкости.

Объемная гидромашина может иметь одну или несколько рабочих камер.

В соответствии с тем, создают гидромашины поток жидкости или используют его, их разделяют на два класса:

1)объемные насосы 2) гидродвигатели.

Насос - устройство, предназначенное для перемещения ж за счет энергии самой Ж,он преобразует мех.энергию двигателя в энергию потока Ж. По принципу действия, точнее по характеру процесса вытеснения жидкости, объемные насосы разделяют на поршневые (плунжерные) и роторные.

В поршневом (плунжерном) насосе жидкость вытесняется из неподвижных камер в результате лишь возвратно-поступательного движения вытеснителей (поршней, плунжеров, диафрагм).

В роторном насосе жидкость вытесняется из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательно-поступательного движения вытеснителей (шестерен, винтов, пластин, поршней). По характеру движения входного звена объемные насосы разделяют на вращательные (с вращательным движением входного звена) и прямодействующие (с возвратно-поступательным движением входного звена).

Объемный гидродвигателъ это объемная гидромашина, предназначенная для преобразования энергии потока жидкости в энергию движения выходного звена.

По характеру движения выходного (ведомого) звена объемные гидродвигатели делят на три класса: гидроцилиндры с возвратно-поступательным движением выходного звена; гидромоторы с непрерывным вращательным движением выходного звена; поворотные гидродвигатели с ограниченным углом поворота выходного звена.

4.Виды возвратно-поступательных и роторных гидромашин

В поршневом (плунжерном) насосе жидкость вытесняется из неподвижных камер в результате лишь возвратно-поступательного движения вытеснителей (поршней, плунжеров, диафрагм).

По конструкции вытеснителя поршневые насосы разделяют на собственно поршневые и плунжерные. В поршневом насосе поршень перемещается в гладко обработанном цилиндре. Уплотнением поршня служит сальник или малый зазор со стенкой цилиндра. В плунжерном насосе гладкий плунжер перемещается в рабочей камере свободно, а уплотнение 7 размещено неподвижно в корпусе камеры. Так как точная обработка внутренних поверхностей более трудоемка, чем внешних, а доступность ремонта и замена неподвижного наружного уплотнения более просты, чем подвижного внутреннего, плунжерные насосы всегда предпочтительнее, чем поршневые. Приводные механизмы поршневых насосов принято разделять на собственно кривошипные и кулачковые

К роторным относятся объемные насосы с вращательным или вращательно-поступательным движением рабочих органов — вытеснителей. Жидкость в этих насосах вытесняется в результате вращательного (в шестеренных и винтовых насосах) или вращательного и одновременно возвратно-поступательного дви­жения вытеснителей относительно ротора (в роторно-поршневых пластинчатых насосах). Особенностью рабочего процесса таких насосов является и то, что при вращении ротора рабочие камеры переносятся из полости всасывания в полость нагнетания и обратно. Перенос рабочих камер с жидкостью делает излишними всасывающие и нагнетательные клапаны. Отсутствие всасывающих и нагнетательных клапанов в роторных насосах является основной конструктивной особенностью, которая отличает их от поршневых насосов.

По характеру движения вытеснителей роторные насосы разделяют на роторно-вращательные и роторно-поступательные;

Роторно-вращательные насосы разделяют на зубчатые и винто­вые. В зубчатых насосах ротор и вытеснитель имеют форму зубча­тых колес, а жидкость перемещается в плоскости их вращения. В винтовых насосах ротор имеет форму винта, который одновременно выполняет функцию вытеснителя, а жидкость в насосе перемещается вдоль осей вращения винтов. Основной разновидностью зубчатых насосов являются шестеренные.