WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 20 |

Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный технологический университет

«Станкин»

Учебнометодическое объединение по образованию

в области автоматизированного машиностроения (УМО АМ)

Сазанов И. И.

Гидравлика Конспект лекций Допущено Учебнометодическим объединением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения (УМО АМ) в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки: бакалавров и магистров «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств»; дипломированных специалистов «Автоматизированные технологии и производства».

Москва 2004 УДК 621 Сазанов И. И.

Гидравлика. Конспект лекций. Учебное пособие. — М.: ИЦ МГТУ Станкин, 2004 — 292 с.

В учебном пособии рассмотрены основные законы и уравнения гидравлики, охватывающие разделы свойств жидкостей, гидростатики, кинематики и динамики жидкостей, гидродинамического подобия и особых случаев течения.

Изложены основные вопросы, направленные на приобретение студентами теоретических знаний и практических навыков по применению основ процессов, протекающих в жидких средах в основном с ориентацией на гидравлические приводы технологического оборудования.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениям бакалаврской подготовки 150900 "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств", 150400 "Технологические машины и оборудование" и направлению инженерной подготовки 220300 "Автоматизированные технологии и производства" а также может быть полезным при подготовке специалистов по специальностям 151001, 151002, 151003, 150201, 150206, 150802, 220301, 220402 и другим, связанным с теорией жидкости, и гидравлическими приводами различного технологического оборудования.

Рецензенты:

Навроцкий К.Л., доктор технических наук, профессор Московского автомобильнодорожный института (технического университета).

Артюшин Ю.В., руководитель отдела дидактики ООО «ФЕСТО РФ», кандидат технических наук, доцент.

©Кафедра систем приводов МГТУ «Станкин», Сазанов Игорь Иванович Гидравлика. Конспект лекций.

Учебное пособие.

Лицензия на издательскую деятельность ЛР 01741 от 11.05. Подписано в печать.2004 Формат Уч. изд. л.. Тираж экз. Заказ № Отпечатано в Издательском Центре МГТУ «СТАНКИН» 127055, Москва, Вадковский пер., д. 3 а Содержание Лекция 1. Введение Зачем гидравлика в машиностроении? Жидкость как объект изучения гидравлики Гипотеза сплошности Лекция 2. Основные физические свойства жидкостей Плотность Удельный вес Относительный удельный вес Сжимаемость жидкости Температурное расширение жидкости Растворение газов Кипение Сопротивление растяжению жидкостей Вязкость Закон жидкостного трения – закон Ньютона Анализ свойства вязкости Неньютоновские жидкости Определение вязкости жидкости Лекция 3. Эксплуатационные свойства жидкостей Изменение характеристик рабочих жидкостей Загрязнение во время поставки, хранения и заправки Загрязнение в процессе изготовления, сборки и испытания Загрязнение в процессе эксплуатации Распад жидкости под действием различных факторов Последствия загрязнения рабочей жидкости Применяемые жидкости Лекция 4. Гидростатика Силы, действующие в жидкости Массовые силы Поверхностные силы Силы поверхностного натяжения Силы давления Свойства гидростатического давления Основное уравнение гидростатики Следствия основного уравнения гидростатики Приборы для измерения давления Лекция 5. Дифференциальные уравнения равновесия покоящейся жидкости Частные случаи интегрирования уравнений Эйлера Покой жидкости под действием силы тяжести Физический смысл основного закона гидростатики Прямолинейное равноускоренное движение сосуда с жидкостью Покой при равномерном вращении сосуда с жидкостью Лекция 6. Давление жидкости на окружающие её стенки Сила давления жидкости на плоскую стенку Центр давления Сила давления жидкости на криволинейную стенку Круглая труба под действием гидростатического давления Гидростатический парадокс Основы теории плавания тел Лекция 7. Кинематика жидкости Виды движения (течения) жидкости Типы потоков жидкости Гидравлические характеристики потока жидкости Струйная модель потока Лекция 8.

Уравнения неразрывности Уравнение неразрывности для элементарной струйки жидкости Уравнение неразрывности в гидравлической форме для потока жидкости при установившемся движении Дифференциальные уравнения неразрывности движения жидкости Лекция 9. Динамика жидкостей Дифференциальные уравнения Эйлера для движения идеальной жидкости Преобразование уравнений Эйлера Исследование уравнений Эйлера Дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости (уравнения НавьеСтокса) Лекция 10. Интегрирование уравнений Эйлера Уравнение Бернулли Уравнение Бернулли для струйки идеальной жидкости Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли Энергетическая интерпретация уравнения Бернулли Уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости Лекция 11. Режимы течения жидкостей Два режима течения жидкости Физический смысл числа Рейнольдса Основные особенности турбулентного режима движения Возникновение турбулентного течения жидкости Возникновение ламинарного режима Лекция 12. Гидравлические сопротивления в потоках жидкости Сопротивление потоку жидкости Гидравлические потери по длине Ламинарное течение жидкости Лекция 13. Турбулентное течение жидкости Вязкое трение при турбулентном движении Турбулентное течение в трубах Турбулентное течение в гладких трубах Турбулентное течение в шероховатых трубах Выводы из графиков Никурадзе Лекция 14. Местные гидравлические потери Местные гидравлические сопротивления Виды местных сопротивлений Внезапное расширение. Теорема Борда Карно Внезапное сужение потока Постепенное расширение потока Постепенное сужение потока Внезапный поворот потока Плавный поворот потока Лекция 15. Критерии подобия Основы теории подобия, геометрическое и динамическое подобие Критерии подобия для потоков несжимаемой жидкости Критерий подобия Ньютона Критерий подобия Эйлера Критерий подобия Рейнольдса Критерий подобия Фруда Заключение о подобии напорных потоков Лекция 16. Истечение жидкости из отверстий и насадков Сжатие струи Истечение через малое отверстие в тонкой стенке Истечение через насадки Лекция 17. Гидравлический расчет трубопроводов Простые трубопроводы постоянного сечения Последовательное соединение трубопроводов Параллельное соединение трубопроводов Разветвлённые трубопроводы Трубопроводы с насосной подачей жидкости Лекция 18. Гидравлический удар в трубопроводах Скорость распространения гидравлической ударной волны в трубопроводе Ударное давление Протекание гидравлического удара во времени Разновидности гидроудара Лекция 19. Особые случаи ламинарного течения Ламинарное течение в зазорах Ламинарное течение в плоских зазорах Ламинарное течение в плоских зазорах с подвижной стенкой Ламинарное течение в кольцевых зазорах Ламинарное течение в трубах прямоугольного сечения Смазочный слой в подшипнике Лекция 20. Особые режимы течения жидкостей Кавитационные течения Течение с облитерацией Течение с теплообменом Течение при больших перепадах давления Список литературы Лекция 1. Введение Механика, как раздел физики, изучает законы равновесия и движения материальных тел различных видов. Она разделяется на:

механику твёрдого тела, которая изучает покой и движение тел как совокупности сильно связанных материальных точек;

механику сыпучих сред, изучающую движение песчаных грунтов, зерна и других аналогичных тел;

механику жидких сред, в которой изучают равновесие и движение жидкости.

Часть механики жидких сред, которая рассматривает движение жидкости, а также силовое взаимодействие между жидкостью и обтекаемыми ею телами или ограничивающими ее поверхностями, называется гидромеханикой.

Раздел механики, в котором изучают движение газов и жидкостей и обтекание ими тел, называют аэромеханикой.

Прикладную часть гидромеханики, для которой характерен определенный круг технических вопросов, задач и методов их решения, называют технической механикой жидкости, или гидравликой.

Обычно гидравлику определяют как науку о законах равновесия и движения жидкостей и о способах приложения этих законов к решению практических задач.

В гидравлике рассматриваются главным образом потоки жидкости, ограниченные и направленные твердыми стенками, т. е. течения в открытых и закрытых руслах (каналах). Можно сказать, таким образом, что в гидравлике изучают внутренние течения жидкостей и решают так называемую «внутреннюю» задачу в отличие от «внешней» задачи, связанной с внешним обтеканием тел сплошной средой, которое имеет место при движении твердого тела в жидкости или газе (воздухе). «Внешнюю» задачу рассматривают в собственно гидромеханике или аэрогидромеханике. Этот раздел в основном связан с потребностями авиации и судостроения.

В гидравлике при решении различных практических задач широко используются те или иные допущения и предположения, упрощающие рассматриваемый вопрос. Достаточно часто гидравлические решения основываются на результатах экспериментов, и потому в гидравлике применяется относительно много различных эмпирических и полуэмпирических формул. При этом, как правило, оцениваются только главные характеристики изучаемого явления и часто используются те или иные интегральные и осредненные величины, которые дают достаточную для технических задач характеристику рассматриваемых явлений.

По своему характеру техническая механика (гидравлика) близка к известным дисциплинам — сопротивлению материалов и строительной механике, в которых под тем же углом зрения изучаются вопросы механики твердого тела. Следует учитывать, что гидравлика, являясь общетехнической дисциплиной, может рассматриваться как «профессиональная физика жидкого тела», в которой, в частности, даются основы соответствующих гидравлических расчетов. Эти расчёты используются при проектировании инженерных гидротехнических сооружений, конструкций, а также гидросистем технологического оборудования, применяемых во многих областях техники.

Разумеется, что гидравлика разделяется на статику жидкости (гидростатику), кинематику потоков жидкости и динамику жидкости (гидродинамику).

Метод, применяемый в современной гидравлике при исследовании движения, заключается в следующем. Исследуемые явления сначала упрощают, и к ним применяют законы теоретической механики. Затем полученные результаты сравнивают с данными опытов, выясняют степень расхождения, уточняют и исправляют теоретические выводы и формулы для приспособления их к практическому использованию. Целый ряд явлений, крайне трудно поддающихся теоретическому анализу, ввиду своей сложности, исследуют экспериментальным путем, а результаты такого исследования представляют в виде эмпирических формул.

Особенно велико значение гидравлики в машиностроении, где приходится иметь дело с закрытыми потоками в трубах и давлениями, многократно превышающими атмосферное. Гидросистемы, состоящие из насосов, трубопроводов, различных гидроагрегатов, широко используют в машиностроении в качестве устройств передачи и преобразования энергии, жидкостного охлаждения, топливоподачи, смазки и др.

Можно также отметить, что имеет место и другой подход к классификации разделов механики жидких сред. В этом подходе говорят о двух разных методах исследования:

метод «технической механики жидкости» («технической гидромеханики», «гидравлики»), метод «математической механики жидкости» («математической гидромеханики»).

В математической механике жидкости широко используется относительно сложный математический аппарат. Решения, получаемые в этом случае, оказываются более строгими в математическом отношении.

Как показал опыт, методы математической механики жидкости очень часто оказываются столь сложными, что громадное большинство практических задач, следуя этим методам, решить невозможно. Этим и объясняется возникновение и развитие технической, прикладной науки — технической механики жидкости, т. е. гидравлики, которая стремится дать приближенные ответы на все те вопросы, связанные с движущейся или покоящейся жидкостью, которые ставит перед нами практика.

Можно сказать, что в технической гидромеханике (в гидравлике) приближенно решаются сложные задачи при помощи простых методов. В математической же гидромеханике относительно точно решаются только некоторые простейшие задачи при помощи сложных методов.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 20 |




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.