- •Мета та завдання навчальної дисципліни
- •1 Предмет гідравліки.
- •2 Історія розвитку гідравліки.
- •3 Застосування гідравліки, перспективи та перспективи її розвитку.
- •Питання для самоконтролю:
- •3 В’язкість. Рідинне тертя.
- •4 Поверхневий натяг.
- •5 Розчинність газу в рідині.
- •6 Особливі властивості води.
- •7 Неньютонівські рідини.
- •Питання для самоперевірки:
- •1. Властивості тиску в нерухомій рідині.
- •2. Диференційне рівняння Ейлера рівноваги рідини.
- •3. Інтегрування рівняння Ейлера.
- •4. Основне рівняння гідростатики.
- •5. Прилади для вимірювання тиску.
- •Питання для самостійної роботи:
- •1. Закон Архімеда. Умова плавання тіл.
- •Основні поняття з теорії плавання.
- •Відносний спокій рідини
- •Питання для самоперевірки:
- •1. Основні поняття про лінію току, трубку, струминку.
- •2. Номінальний перетин, витрати. Потік рідини. Середня швидкість потоку.
- •3 Диференційне рівняння руху нев’язкої рідини.
- •Питання для самоперевірки:
- •1 Рівняння Бернуллі для сталого руху ідеальної рідини.
- •Геометричний та енергетичний зміст рівняння Бернуллі.
- •Трубка Піто і вставка Вентурі.
- •Поняття про втрати тиску. Види гідравлічних втрат.
- •Ламінарний та турбулентний рухи рідини.
- •2 Число Рейнольдса.
- •3 Втрати напору на тертя по довжині труби.
- •4 Розподіл місцевих напружень та швидкостей по перетину круглої трубки.
- •5 Формула Пуазейля.
- •Початкова ділянка ламінарного потоку.
- •1 Влив твердих границь на турбулентний потік.
- •2 Втрати напору по довжині.
- •3 Турбулентна течія в не круглих трубах.
- •2.2 Раптове звуження русла
2.2 Раптове звуження русла
При раптовому звуженні втрати напору меншу ніж у попередньому випадку і коефіцієнт втрат залежить ще й від форми кромок (гострі, закруглені, занурення труби в бак, тощо).
Рисунок 9.2- Схема раптового звуження.
2.3 Поступове звуження (розширення) русла.
Рисунок 9.3 – Дифузор а) та кунфузор б)
В
дифузорах та конфузорах відбувається
переформування структури потоку. Для
дифузору втрати напору складаються з
втрат напору на тертя і місцевих втрат
(вихроутворення):
Де
(9.11)
-
ступінь
розширення дифузору.
(9.12)
Для конфузора втрати напору менші ніж в дифузорі і складаються лише з втрат на тертя; (9.13)
2.4 Поворот русла.
Поворот русла виконується як коліно без закруглення а) і закруглене коліно б) (рисунок 9.4).
Рисунок 9.4 - Повороти русел.
Для випадку а):
При
;
при
;
при
2.5 Інші місцеві гідроопори.
Рисунок 9.5 – Діафрагма.
Рисунок 9.6 – Дросельний затвор Рисунок 9.10 – Корковий кран
Рисунок 9.11 - Вентиль.
3. Місцеві втрата напору при малих числах Рейнольдса
Вказані раніше залежності справедливі для розвиненого турбулентного потоку. При малих значеннях Рейнольдса вплив в'язкості враховуються за формулою Альшуля через В:
(9.14)
де
,-
коефіцієнт місцевого опору, В — константа
гідро опору.
Якщо місцеві гідро опори розташовані один від одного, то дійсні втрати напору відрізняються від сумарних. Цр пов’язано з неповною стабілізацією швидкостей. Відстань з якої починає позначатися взаємовплив гідро опорів визначається за рекомендацією Альшуля:
(9.15)
Якщо відстань
менша
то
визначають:
(9.16)
Де К-дослідний коефіцієнт.
Взагалі втрати напору визначаються:
(9.17)
4 Кавітація в місцевих гідро опорах
Кавітація — ( з латинської ‘пустота”) утворення в рідині порожнин, заповнених газом, паром чи їх сумішшю. Простіше — утворення кавітаційних бульбашок.
Гід час протікання потову рідини через звуження трубопроводу виникає збільшення швидкості руху і зниження тиску. Якщо абсолютний тиск при цьому нижче тиску насиченого пару, то в даній області інтенсивно утворюються бульбашки з паром.
У подальшому розширенні трубопроводу швидкість зменшується, а тиск збільшується. Таким чином відбувається зворотний процес — руйнування бульбашок У момент руйнування бульбашок частинки рідини швидко прямують до її центра і утворюється ударна хвиля, що спричинює шум, ерозію трубопроводів, вібрацію і т.п.
Критичне число кавітації:
(9.18)
де Н – повний
напір;
При
виникає кавітація.
Рисунок 9.12 – Схема виникнення кавітації.
Описана кавітація називається гідродинамічною. Якщо кавітація виникає внаслідок проходження акустичної хвилі великої інтенсивності — це акустична кавітація.
Інколи явище кавітації застосовують у виробництві:
ультразвукове очищення поверхонь деталей;
емульгування рідин;
прискорення хімічних реакцій.
Питання для самоперевірки:
Причини втрати напору в місцевих гідравлічних опорах.
Види гідро опорів.
Як визначити втрати напору при раптовому розширені русла?
Взаємовплив гідро опорів, близько розташованих по довжині потоку.
Причини виникнення кавітації в в місцевих гідравлічних опорах.
Література:
Большаков В.А. Попов В.Н. Гидравлика. Общий курс: Учебник для вузов.-К.: Выща шк. Головное изд-во 1989.-215с.
Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. - 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982.- 423 с.
Мандрус В.І., Лещій Н.П., Звягін В.М. Машинобудівна гідравліка. Задачі та приклади розрахунків. - Львів: Світ, 1995. - 264 с.
Процеси і апарати харчових виробництв: Підручник / За ред. проф. І.Ф. Манежика. – К.: НУХТ, 2003. – 400 с.: іл.
4. Гідроприводи та гідропневмоавтоматика: Підручник/ В.О. Федорець, М.Н. Педченко, В.Б. Струтинський та інш. За ред. В.О. Федорця.-К. : Вища шк. 1995.- 463 с.
5. Свешников В.К. Усов А.А. Станочные гидроприводы: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. - 512 с.
6. Процеси і апарати харчових виробництв: Підручник / За ред. проф. І.Ф. Манежика. – К.: НУХТ, 2003. – 400 с.: іл.
