- •Введение
- •1. Лабораторный практикум
- •1.1. Лабораторная работа №1. Исследование вязкости жидкости
- •1.1.1. Теоретические основы
- •1.1.2. Методика проведения эксперимента
- •1.1.3. Порядок выполнения работы
- •1.1.4. Содержание отчета и его форма
- •1.2. Лабораторная работа №2. Исследование гидростатического давления Цель работы – изучение свойств гидростатического давления в замкнутой области.
- •1.2.1. Теоретические основы
- •1.2.2. Методика проведения эксперимента
- •1.2.3. Порядок выполнения работы
- •1.2.4. Содержание отчета и его форма
- •1.3. Лабораторная работа №3. Относительный покой жидкости
- •1.3.1. Теоретические основы
- •1.3.2. Математическая обработка наблюдений
- •1.3.3. Методика выполнения эксперимента
- •1.3.4. Порядок выполнения работы
- •1.3.5. Содержание отчета и его форма
- •1.4. Лабораторная работа №4. Изучение режимов течения жидкости
- •1.4.1. Теоретические основы
- •1.4.2. Методика выполнения эксперимента
- •1.4.3. Порядок выполнения работы
- •1.4.4. Содержание отчета и его форма
- •1.5. Лабораторная работа №5. Определение коэффициента вязкости жидкости методом пуазейля
- •1.5.1. Теоретические основы
- •1.5.2. Порядок выполнения работы
- •1.5.3. Содержание отчета и его форма
- •1.6. Лабораторная работа №6. Определение зависимости потерь на трение в трубе от режима течения жидкости
- •1.6.1. Теоретические основы
- •Течении
- •1.6.2. Порядок выполнения работы
- •1.6.3. Содержание отчета и его форма
- •1.7.2. Методика выполнения эксперимента
- •1.7.3. Порядок выполнения работы
- •1.7.4. Содержание отчета и его форма
- •1.8.2. Методика выполнения эксперимента
- •1.8.3. Порядок выполнения работы
- •1.8.4. Содержание отчета и его форма
- •1.9.2. Методика выполнения эксперимента
- •1.9.3. Порядок выполнения работы
- •1.9.4. Содержание отчета и его форма
- •1.10. Лабораторная работа №10. Определение коэффициента местных сопротивлений
- •1.10.1. Теоретические основы
- •1.10.2. Методика выполнения эксперимента
- •1.10.3. Порядок выполнения работы
- •1.10.4. Содержание отчета и его форма
- •1.11. Лабораторная работа №11. Тарирование расходной шайбы
- •1.11.1. Теоретические основы
- •1.11.2. Методика выполнения эксперимента
- •1.11.3. Порядок выполнения работы
- •1.11.4. Содержание отчета и его форма
- •1.12. Тестовые вопросы и задания
- •2. Контрольные работы
- •2.1. Динамика рабочих сред в регулирующих устройствах гидравлических и пневматических систем
- •2.1.1. Пример решения задачи
- •2.1.2. Задача № 1 для самостоятельного решения
- •2.1.3. Задача № 2 для самостоятельного решения
- •2.2. Ламинарное движение жидкости в специальных технических системах
- •2.2.1. Примеры решения типовых задач
- •При одновременном учете влияния давления и температуры
- •2.2.2. Задача № 3 для самостоятельного решения
- •2.2.3. Задача № 4 для самостоятельного решения
- •2.3. Гидропневматические приводы технических систем
- •2.3.1. Пример решения задачи
- •2.3.2. Задача № 5 для самостоятельного решения
- •2.3.3. Задача № 6 для самостоятельного решения
- •3. Курсовая работа
- •3.1. Тематика и содержание курсовой работы
- •3.2. Общие правила оформления курсовой работы
- •3.3. Методика гидравлического расчета сложных трубопроводных систем
- •3.4.2 Гидравлический расчет приводов главного движения протяжных станков
- •3.5.1. Структура и принцип действия гидравлического привода протяжного станка 7534
- •3.5.3. Расчет гидродинамических параметров протяжного станка при выполнении операции протягивания (рабочего хода)
- •3.5.4. Расчет гидродинамических параметров протяжного станка при выполнении операции холостого хода протяжки
- •3.5.5. Расчет гидродинамических параметров протяжного станка при выполнении операции отвода протяжки из рабочей зоны
- •3.5.6. Расчет теплообменника
- •Заключение
- •Библиографический список
- •12. Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам: учеб. Пособие/ под ред. Б.Б. Некрасова.- м.:Высш. Шк., 1989. - 245 с.
- •13. Бутаев д.А. И др. Сборник задач по машиностроительной гидравлике: учеб. Пособие/под ред. И.И. Куколевского и л.Г. Подвивза.- м.: Машиностроение, 1981. - 484 с.
- •20. Киселев п.Г. И др. Справочник по гидравлическим расчетам: учебное пособие. - м.: Энергия, 1972. – 312 с.
- •Оглавление
- •Гоувпо «Воронежский государственный технический университет»
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
2. Контрольные работы
Целью выполнения контрольных работ является выработка навыков применения теоретических знаний к решению конкретных гидравлических задач технического характера. Качественное освоение курса «Гидравлика» возможно только на основе систематического решения задач – процесса, который развивает самостоятельное инженерное мышление.
Объектами большинства задач выбраны разнообразные гидравлические устройства, широко применяемые в современной технике и технологии. Задачи, предлагаемые для решения, разбиты на три раздела: задачи по динамике рабочих сред в регулирующих устройствах и элементах систем гидроприводов; задачи по ламинарному движению жидкости в специальных технических системах (электрохимические и комбинированные системы изготовления деталей) и задачи по гидроприводу технических систем.
Каждый раздел содержит краткие сведения из теории, касающейся материала данного раздела, необходимые методические указания и примеры решения типовых задач, а также варианты заданий для самостоятельного решения.
2.1. Динамика рабочих сред в регулирующих устройствах гидравлических и пневматических систем
В цепях управления и в станциях питания гидро- и пневмосистем для регулирования потоков рабочих сред, т.е. поддержания или изменения в определенных пределах давлений и расходов, используются различные по принципу действия и конструктивному исполнению дроссельные устройства, к которым относятся золотниковые распределители, сопла-заслонки и клапаны. Золотниковые распределители могут иметь различное число регулируемых дросселей, создаваемых в виде щелей кромками буртов золотника и кромками окон во втулке. Другим видом дроссельных устройств являются сопла-заслонки, в которых дросселем с регулируемым проходным сечением служит сопло, прикрываемое заслонкой. При этом цепь управления сопла-заслонки обязательно содержит хотя бы один нерегулируемый дроссель. Клапаны применяются в гидро- и пневмосистемах как в качестве автоматически действующих регулирующих устройств (предохранительные клапаны, переливные клапаны, редукционные клапаны), так и в качестве распределительных устройств, выполняющих те же функции, что и золотниковые распределители.
Все виды дроссельных устройств с регулируемыми и нерегулируемыми проходными сечениями представляют собой местные гидравлические сопротивления, установившийся расход среды через которые определяется по известным из гидравлики формулам. Если рабочей средой служит жидкость, то
(2.1)
где - объемный расход жидкости, протекающей через дроссель;
- коэффициент расхода;
- площадь проходного сечения дроссельного устройства;
- перепад давления на дроссельном устройстве;
- плотность жидкости.
Коэффициент расхода , входящий в формулу (2.1), в общем случае, зависит от формы проточной части дроссельного устройства и является функцией числа Рейнольдса, определяемого соотношением
Re = 4RV/, (2.2)
где R - гидравлический радиус, равный отношению площади поперечного сечения щели к ее смоченному периметру ;
- коэффициент кинематической вязкости жидкости;
V - скорость жидкости, которая при определении числа Рейнольдса может быть принята .
При известной зависимости для коэффициента расхода формула (2.1) позволяет рассчитать статические характеристики золотникового распределителя, сопла-заслонки или клапана. Статической характеристикой перечисленных здесь устройств называется зависимость, связывающая между собой различные установившиеся значения либо двух, либо трех следующих величин: расхода рабочей среды, перепада давления, перемещения подвижного элемента устройства.
Если в качестве рабочей среды в дроссельных регулирующих устройствах используется воздух или какой-либо другой газ, то в случае адиабатного течения совершенного газа объемный расход после дросселя вычисляют по формуле
(2.3)
где - коэффициент расхода, значения которого лежат обычно между 0,8 и 1,0;
- площадь проходного сечения дросселя;
и - давление и температура газа до дросселя;
- давление газа после дросселя;
R - газовая постоянная;
- функция, график которой показан на рис. 19;
k - показатель адиабаты;
.
Элементы (золотники, затворы клапанов, заслонки) дроссельных регулируемых устройств могут быть нагружены силами трения, силами давления и силами, приложенными со стороны других устройств.
Рис. 19. График функции
Силы трения подразделяют на силы сухого и жидкостного трения. Силы сухого трения возникают из-за неравномерного распределения давления в зазорах, действия составляющих от усилий пружин или каких-либо устройств, управляющих подвижным элементом. Наличие малых зазоров может способствовать возникновению сил трения покоя из-за облитерации (заращивания) зазоров. При создании регулирующих устройств силы сухого трения предельно уменьшают за счет высокой точности изготовления деталей, применения различных способов специальной обработки поверхностей пар трения, выполнения канавок, выравнивающих давления в зазорах, принудительным вращением пар трения или созданием вибраций и т.п. Силы жидкостного трения характеризуются касательными напряжениями, возникающими в рабочей среде на поверхностях элементов регулирующих устройств и могут быть определены с помощью закона вязкого трения Ньютона.
Силы давления рабочей среды направлены по нормалям к поверхностям элементов регулирующих устройств. Эти силы подразделяются на гидростатические и гидродинамические. Первые из них вызываются действием давления на неподвижные элементы при покоящейся или движущейся с пренебрежимо малыми скоростями рабочей среды, вторые обусловлены действием давления при движении рабочей среды или при движении элемента в этой среде. Для геометрических параметров реальных регулирующих устройств величина гидродинамических сил близка к величине гидростатической силы. Так, например, для устройства типа сопло-заслонка с острыми кромками сопла величина гидродинамической силы, воздействующей на заслонку, будет составлять , где - гидростатическая сила. Кроме того, для повышения устойчивости к автоколебаниям элементов регулирующих устройств, применяют различные способы уменьшения гидродинамических сил, например, компенсации, при котором золотнику и втулке придают форму, обеспечивающую встречное направление действия гидродинамических сил на золотник при обтекании двух его буртов рабочей средой. Поэтому при решении задач в качестве основных сил при составлении уравнений равновесия подвижных элементов устройств рекомендуется использовать только гидростатические силы.
Методика решения задач данного раздела сводится к совместному анализу уравнений (2.1) или (2.3) с уравнениями равновесия подвижных элементов различных типов регулирующих устройств.