- •1. Гидропривод как фактор автоматизации станков и станочных комплексов
- •2. Рабочие жидкости гидросистем
- •2.1. Требования к рабочим жидкостям
- •2.2 Эксплуатационные характеристики жидкостей
- •2.3. Физические характеристики жидкостей
- •2.3.4. Кинематическая вязкость
- •2.3.7. Зависимость вязкости от температуры
- •2.3.8. Зависимость вязкости от давления
- •2.3.9. Вязкость смесей минеральных масел
- •2.3.10. Механическая и химическая стойкость (стабильность)
- •2.3.11. Теплостойкость жидкостей
- •2.3.12. Растворение в жидкостях газов
- •2.3.13. Механическая смесь воздуха с жидкостью
- •2.3.14. Образование пены
- •2.3.15. Влияние нерастворенного воздуха на работу
- •2.3.16. Сжимаемость жидкостей
- •2.3.19. Принципы выбора рабочих жидкостей гидросистем
- •3. Основы кинематики жидкостей
- •3.1. Силы, действующие в жидкостях
- •3.2. Одномерное движение жидкостей
- •3.3. Элементы тока жидкости
- • (Живое сечение) – поверхность в пределах потока жидкости, проведенная перпендикулярно направлению струек.
- •3.4. Методы описания движения жидкости
- •4. Законы и уравнения гидростатики
- •4.1. Основное уравнение гидростатики Жидкость находится в равновесии, т.Е. Действующие силы равны нулю.
- •4.2. Закон Паскаля. Гидравлический пресс
- •4.3. Уравнение неразрывности (сплошности) жидкости
- •4.4. Уравнение Бернулли
- •4.5. Уравнение Вентури
- •4.6. Число Рейнольдса
- •4.7. Уравнение энергии жидкости
- •4.8. Удельная энергия жидкости
- •5. Гидравлика трубопроводов
- •5.1. Расчет сечения трубопровода
- •5.2. Режимы течения жидкости
- •5.3. Расчет потерь напора при движении жидкости
- •5.3.1. Ламинарный режим течения
- •5.3.2. Турбулентный режим течения
- •5.4. Местные гидравлические потери
- •5.4.1. Потери в золотниковых распределителях
- •5.4.2. Вход в трубу
- •5.4.3. Внезапное сужение трубопровода
- •5.4.4. Внезапное расширение трубопровода
- •5.4.5. Сложение потерь
- •6. Кавитация жидкости
- •6.1. Способы борьбы с кавитацией
- •6.2. Практическое использование эффекта кавитации
- •7. Гидравлический удар в гидроузлах
- •7.1. Скорость ударной волны
- •7.2. Гидравлический удар в отводах
- •7.4. Гидравлический удар в насосах
- •7.5. Гидравлический удар в сливных магистралях
- •7.7. Компенсаторы гидравлического удара
- •7.8. Клапанные гасители гидравлического удара
- •8. Гидродинамическое давление струи жидкости на стенку
- •8.1. Тепловой баланс гидросистемы
- •8.2. Охлаждающие устройства
- •9. Фильтрация рабочей жидкости
- •9.1. Методы фильтрации
- •9.2. Тонкость фильтрации
- •9.3. Типы щелевых фильтров и фильтрующие материалы
- •9.4. Схемы фильтрации
- •9.5. Место для установки фильтра
- •9.6. Критерии для оценки качества фильтрации
- •9.6.1. Коэффициент пропускания
- •9.6.2. Коэффициент отфильтровывания
- •10. Понятие о подобии потоков жидкости
- •10.1. Критерии подобия
- •10.2. Закон подобия для теплопередачи
- •11. Гидроприводы мрс и омд
- •11.1. Следящий гидропривод мрс
- •11.2. Погрешность воспроизведения, нечувствительность
- •11.3. Структурная схема следящего гидропривода
- •11.4. Гидропривод импульсных молотов и пресс - молотов
- •12. Основные положения теории
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Физические свойства воздуха
- •12.3. Основные понятия термо- и газодинамики и принципы работы пневмоприводов
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
5.3.2. Турбулентный режим течения
Потеря напора при турбулентном режиме течения жидкости рассчитывается по выражению, причем коэффициент сопротивления λ для гидравлической гладкой трубы вычисляется для условий 2300 < Rе < 8000 по полуэмпирической формуле Блазиуса
Гидравлически гладкой трубой принято считать такую трубу, в которой выступы шероховатости скрыты в толще ламинарного граничного слоя жидкости у стенок.
Ввиду того, что с увеличением числа Рейнольдса толщина ламинарного пограничного слоя уменьшается, выступы шероховатостей трубы могут оголиться, в результате труба перестанет быть гидравлически гладкой. В соответствии с этим на величину коэффициента λ при турбулентном потоке может оказывать в этом случае влияние величины шероховатости поверхности стенок трубопровода.
Для значения Rе < 100 000 толщина этого пограничного слоя в трубе круглого сечения может быть определена по следующей эмпирической зависимости:
где d — внутренний диаметр трубы,
Принято считать трубу гладкой, относительная шероховатость внутренней поверхности которой, равная отношению средней высоты выступов (величина абсолютной шероховатости k к внутреннему диаметру трубы d, составляет
Ниже приведены величины Rе, при которых трубы перестают быть гидравлически гладкими:
ε …………...........0,01 0,005 0,002 0,001 0,0005
10-3 Re …………...5,2 11,5 32,75 72,3 160
Практически можно считать, что абсолютная шероховатость k цельнотянутых труб из меди, латуни, алюминия и свинца равна 0,01—0,015 мм, стальных цельнотянутых труб 0,04—0,08 мм новых чугунных труб 0,2—0,3 мм. Следовательно, цельнотянутые трубы из стали, латуни в меди можно принимать гидравлически гладкими на всем диапазоне чисел Рейнольдса, встречающихся в рассматриваемых гидросистемах.
При числах Рейнольдса ~ 80 тыс. и выше коэффициент сопротивления λ, становится независимым от числа Рейнольдса и является функцией лишь относительной шероховатости, в связи с чем потеря напора будет пропорциональной квадрату скорости потока жидкости. В частности для применяемых в гидравлических системах машин цельнотянутых стальных труб диаметром d > 6 мм коэффициент сопротивления при 2300, < Rе < 80 000 можно принять равным в среднем λ = 0,025.
При этом допущении формула для расчета гидравлических потерь в прямом отрезке такой трубы примет вид
Для стальных труб диаметром 4 мм расчетное значение
λ = 0,03; для труб диаметром 2 мм λ = 0,04.
При течении жидкости в изогнутых коленах (закруглениях труб) возникают дополнительные потери, обусловленные при ламинарном потоке нарушением параболического характера скоростного поля, и в общем случае – потери, обусловленные изменением направления (поворотом) движущейся жидкости. Однако при ламинарном потоке коэффициент сопротивления для трубы с углом изгиба α ≥ 900 и при отношении среднего радиуса R изогнутого участка трубы к внешнему диаметр D сечения трубы R/D ≥ 4 практически равен коэффициенту сопротивления в прямолинейной трубе. Для труб с изгибом, выполненным под углом α < 900, с отношением < 4, коэффициент сопротивления составляет .