- •Гидравлика
- •Введение
- •1.2. XVII — начало XVIII века
- •1.3. Середина и конец XVIII века
- •1.4. Гидравлическая школа Франции
- •1.6. Зарождение и развитие гидравлики в России
- •2. Физические свойства жидкости
- •2.1. Предмет «Гидравлика». Основные понятия. Модели жидкой среды
- •2.2. Плотность
- •2.3. Удельный вес
- •2.4. Вязкость
- •2.5. Адсорбция и кавитация
- •Гидростатика
- •3. Гидростатическое давление
- •3.1 Силы, действующие в жидкости
- •3.2 Гидростатическое давление и его свойства
- •3.3. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнения Эйлера)
- •4.2. Свободная поверхность покоящейся тяжелой жидкости (при абсолютном покое)
- •4.3. Свободная поверхность при равноускоренном прямолинейном движении жидкости в сосуде (при относительном покое)
- •4.4. Свободная поверхность жидкости, равномерно вращающейся (вместе с сосудом) относительно вертикальной оси
- •5. Основное уравнение гидростатики в простой форме
- •5.1. Закон Паскаля
- •5.2. Абсолютное и манометрическое давление
- •5.3. Пьезометрическая высота
- •5.4. Вакуумметрическая высота
- •6. Простейшие гидростатические машины
- •6.1. Гидравлический пресс
- •6.2. Мультипликатор
- •7. Приборы для измерения давления жидкости
- •7.1. Классификация приборов
- •1) По характеру измеряемой величины различают:
- •2) По принципу действия приборы различают:
- •7.2. Жидкостные приборы
- •7.2.1. Ртутный барометр
- •7.2.2. Пьезометр
- •7.2.4. Чашечный манометр
- •7.2.5. Вакуумметр
- •7.2.6. Дифференциальный манометр
- •7.2.7. Микроманометр
- •7.2.8. Преимущества и недостатки жидкостных приборов
- •7.3. Пружинные приборы
- •7.3.1. Манометр с одновитковой трубчатой пружиной
- •7.3.2. Вакуумметр с одновитковой трубчатой пружиной
- •7.3.3. Приборы с мембранной пружиной
- •7.3.4. Преимущества и недостатки пружинных приборов
- •7.4. Поршневые приборы. Грузопоршневой манометр
- •7.5. Электрические приборы
- •Гидродинамика
- •8. Основные понятия в гидродинамике
- •8.1. Задачи и методы гидродинамики
- •8.2. Виды движения жидкости
- •8.3 Понятие о струйчатом движении жидкости
- •8.4. Гидравлические элементы потока
- •8.5. Уравнение постоянства расхода (уравнение неразрывности)
- •9. Уравнение бернулли и его применение в гидравлических расчетах
- •9.1. Уравнение Бернулли
- •9.2. Потери напора
- •9.3. Применение уравнения Бернулли в технике
- •9.4. Расходомер Вентури
- •9.5. Измерительная шайба
- •9.6. Струйный насос (эжектор)
- •9.7. Трубка Пито
- •9.8. Потери напора при равномерном движении
- •10. Определение потерь напора
- •10.1. Режимы движения вязкой жидкости
- •10.2. Местные сопротивления и потери энергии в них
- •10.3. Внезапное расширение трубы
- •10.4. Постепенное расширение. Диффузоры
- •10.5. Внезапное сужение трубы
- •10.6. Постепенное сужение трубы
- •10.7. Поворот трубы
- •10.8. Другие местные сопротивления
- •10.9. Потери напора в гидравлических системах
- •11.2. Расчет простого трубопровода
- •11.3. Примеры расчета трубопроводов
- •Гидроприводы
- •12. Гидравлические машины
- •12.1. Классификация насосов
- •12.2. Основные рабочие параметры насосов
- •12.3. Центробежные насосы
- •12.4. Схема и принцип действия центробежного насоса
- •12.5. Допустимая высота всасывания. Явление кавитации
- •12.6. Шестеренчатые насосы
- •13. Гидроприводы и гидропередачи
- •13.1. Назначение, достоинства и недостатки гидропривода
- •13.2. Устройство и принцип действия гидропривода
- •13.3. Принцип расчета объемного гидропривода
- •13.4. Жидкости, применяемые в гидросистемах
- •Задача 3
- •Решение.
- •Задача 4
- •Решение.
- •Задача 5
- •Решение.
- •Задача 10
- •Решение.
- •Задача 11
- •Решение.
- •Задача 12
- •Решение.
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
- •Гидравлика
2.2. Плотность
Плотностью называют количество массы жидкости, содержащейся в единице объема. Плотность обозначается буквой и определяется из соотношения:
m / V, кг/м3,
где m - масса жидкости, заключенная в объеме V.
Для обозначения физических величин жидкости используются буквы латинского и греческого алфавитов.
Единица измерения плотности в системе СИ [ ] = кг/м3.
Плотности обычных капельных жидкостей (исключение - ртуть) близки к плотности воды и весьма слабо изменяются с изменением давления и температуры. С увеличением температуры плотность жидкости, как правило, уменьшается. Некоторым исключением из общего правила является вода в интервале температур от 0 до +4 °С, имеющая наибольшую плотность при +4 °С.
Иногда в гидравлике вводится понятие относительной плотности - безразмерного отвлеченного числа, представляющего собой отношение плотности данной жидкости к наибольшей плотности дистиллированной воды, взятой при температуре +4 °С.
Плотность жидкости определяют различными способами. В производственных условиях плотность обычно измеряют специальным прибором, называемым ареометром (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Схема ареометра:
1 - корпус (пустотелый стеклянный цилиндр);
2 - груз;
3 - шкала плотности жидкости;
4 - шкала температуры.
Ареометр представляет собой удлиненный пустотелый стеклянный цилиндр. Ареометр градуирован и имеет две шкалы: ареометрическую, показывающую удельный вес (или плотность) жидкости, и термометрическую, показывающую температуру жидкости во время опыта.
Ареометр плавает вертикально благодаря грузу, помещенному в нижней его части (обычно ртуть или дробь).
Удельный вес (плотность) жидкости может быть также определен при помощи сообщающихся сосудов (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Сообщающиеся сосуды для измерения
плотности жидкости
Прибор состоит из двух сообщающихся сосудов - вертикальных стеклянных трубок А и В, соединенных между собой изогнутым коленом С. Одна из вертикальных трубок заполняется исследуемой жидкостью, а другая - жидкостью известной плотности 1 (например, водой), причем в таких количествах, чтобы уровни жидкостей в среднем колене С находились на одной и той же отметке прибора О -О.
Высоты стояния жидкостей ( h1 и h2) обратно пропорциональны плотностям жидкостей:
1 / 2 = h2 / h1
Откуда плотность исследуемой жидкости определяется из выражения:
2 = 1* h1 / h2 , кг /м3
2.3. Удельный вес
Удельным весом (или объемным весом) жидкости называется вес единицы ее объема. Удельный вес обозначается буквой g и определяется как:
, Н / м3,
где G - вес силы тяжести при объеме V, Н.
Единица измерения удельного веса в системе СИ:
= Н/м3 .
Удельный вес g и плотность связаны между собой весьма важной зависимостью, которая широко используется при гидравлических расчетах:
,
где g - ускорение силы тяжести, м/с2.
Удельный вес жидкости не является величиной постоянной (справочной), так как он зависит от ускорения силы тяжести g , изменяющегося, как известно, от высоты над уровнем моря.
Отметим также, что поскольку в обычных условиях указанное изменение g обычно незначительно, им часто пренебрегают, принимая g=9.81 м/с2 = const, и пользуются при расчетах средним значением удельного веса соответствующим этому ускорению.
Изменение удельного веса капельных жидкостей в зависимости от температуры тождественно изменению плотности - с увеличением температуры удельный вес уменьшается (исключением является вода, имеющая наибольший удельный вес при t = 4 °С).
Аналогично понятию относительной плотности в гидравлике используется также и понятие относительного удельного веса жидкости, т.е. удельного веса по сравнению с наибольшим удельным весом воды при t = 4 °С.
Для определения удельного веса жидкости применяются те же приборы, что и для плотности.
Наиболее просто удельный вес жидкости может быть определен путем взвешивания на точных аналитических весах:
(G1 - G2) / V , Н / м3
где G1 – вес сосуда с жидкостью, Н;
G2 - вес пустого сосуда, Н;
V - объем, занимаемый жидкостью, м3.