Физические свойства жидкостей
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

КОНСПЕКТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Гидравлика и гидравлические машины»

 

для специальности № 1006

 

Теплоснабжение и теплотехническое оборудование

 

 

                                                                 

Краснотурьинск

2005г.

 

Одобрена:                                                          Составлен в соответствии

цикловой комиссией                                        с Государственными требованиями                                                                                                       

теплотехнических дисциплин                          к минимуму содержания и уровню   

                                                                              подготовки выпускника по                   

                                                                              специальности 1006

      
                                                                              

                                                                               Заместитель директора по

Председатель                                                  учебной работе:

цикловой комиссии                

_________________Иванченко В.А.                 _______________Ажимов В.И.

 

<< ------ >> ---------- 2005г                              <<_____>>__________ 2005г

 

Протокол №

 

 

Автор: Иванченко В.А.                                        Преподаватель

                                                                                Краснотурьинского

                                                                             индустриального колледжа

 

Рецензенты:                                                                                                                                                                                                                  Уразов Р. М.                                                             Заместитель начальника ПТО БТЭЦ 

 

Преподаватель Краснотурьинского       индустриального колледжа  
Петрова О.Г.                                                              

 

 

 

 

Содержание

                                        Раздел 1. Основы гидравлики

 1 Физические свойства жидкостей………………………………………………… 4

 2 Гидростатика. Гидростатическое давление и его свойства…………………… 6

 3 Основное уравнение гидростатики……………………………………………… 6

 4 Определение давления жидкости в открытом и закрытом сосуде…………… 6

 5 Давление жидкости на плоские стенки. Гидравлический парадокс…………… 7

 6 Гидравлический пресс…………………………………………………………… 7

 7 Приборы для измерения давления…………………………………………………8

 8 Гидродинамика. Основные понятия……………………………………………….9

 9 Расход и средняя скорость……………………………………………………… 10

10 Уравнение неразрывности…………………………………………………………11

11 Уравнение Бернулли……………………………………………………………….11

12 Графики уравнения Бернулли…………………………………………………… 12

13 Приборы для измерения и скорости жидкости………………………………… 12

14 Число Рейнольдса………………………………………………………………….14

15 Шероховатость стенок трубопроводов………………………………………… 14

16 Определение потерь напора по длине…………………………………………….15

17 Местные сопротивления………………………………………………………… 15

18 Определение суммарных потерь напора………………………………………….16

19 Назначение и классификация трубопроводов……………………………………16

20 Трубопроводы, работающие под вакуумом…………………………………… 17

21 Гидравлический удар………………………………………………………………18

22 Истечение жидкости из отверстия и насадок…………………………………….19

 

Раздел 2. Гидравлические машины

1 Общие понятия о гидравлических машинах………………………………………22

Поршневые гидравлические машины

2 Принципиальная схема поршневых насосов……………………………………………………………………………… 22

3 Классификация поршневых насосов…………………………………………… 23

4 Производительность поршневых насосов………………………………………………………………..……………… 23

5 Графики подачи поршневых насосов…………………………………………… 24

6 Воздушные колпаки……………………………………………………………… 25

7 Индикаторная диаграмма………………………………………………………… 25

8 Мощность насосов………………………………………………………………… 26

9 Эксплуатация поршневых насосов……………………………………………… 26

Лопастные гидравлические машины

10 Центробежные насосы. Принцип действия…………………………………… 28.

11 Классификация центробежных насосов…………………………………………28

12 Насосы ТЭС……………………………………………………………………… 30

13 Основное уравнение центробежного насоса…………………………………… 31

14 Влияние формы лопаток на развиваемый напор……………………………… 32

15 Давление насоса, определяемое по показаниям приборов…………………… 33

16 Закон пропорциональности……………………………………………………….34

17 Закон подобия…………………………………………………………………… 34

18 Осевое усилие и способы его уменьшения………………………………………35

19 Кавитация. Высота установки насоса……………………………………………36

20 Характеристика центробежного насоса………………………………………… 37

21 Параллельная и последовательная работа насосов…………………………….38

22 Напор насоса, определяемый при проектировании…………………………… 39

23 Основные неполадки в работе насоса и их устранение……………………… 39

25 Правила техники безопасности при обслуживании центробежных насосов….41

25 Источники информации………………………………………………………… 43

Гидравлика – инженерная дисциплина, занимающаяся изучением законов покоя и движение жидкости, ее взаимодействия с твердыми телами.

 Гидравлика подразделяется на две части – гидростатику и гидродинамику. Гидростатика изучает законы покоящейся жидкости, гидродинамика – законы движущейся жидкости.

 

Физические свойства жидкостей

 

Жидкостями называют физические тела, легко изменяющие свою форму под действием сил самой незначительной величины. В отличие от твердых тел они характеризуются весьма большой подвижностью частиц. Жидкости обладают способностью принимать форму сосуда, в который они налиты. Различают капельные жидкости и газы. Первые представляют собой жидкости, встречающиеся в природе и применяемые в технике: вода, бензин, нефть и пр. Все капельные жидкости трудно поддаются сжатию. При изменении давления температуры их объем под влиянием указанных факторов в значительной степени. В гидравлике обычно изучают капельные жидкости.    

 

Плотность жидкости

. Плотностью однородной жидкости называется количество массы, содержащийся в единице ее объема.

,

 Плотность жидкости зависит от рода жидкости и температуры.

Вода р =1000

Ртуть р = 13560

Нефть р =680-900

t p

Плотность можно определить при помощи прибора ареомеметра

.

Удельный объём жидкости

. . Удельный объём – объем жидкости, занимаемый единицей ее массы. Удельный объем есть величина, обратная плотности.

V=

 

ГИДРОСТАТИКА

Гидравлический парадокс.

R=PCF

Сила давления определяется, как произведение давления в центре тяжести на всю площадь.

Рассмотрим сосуды различной конфигурации, но при одинаковых следующих условиях.

= const

 

     
 


                 

                                        F

         F                                               ρ

H                             ρ

 

 

 

 


=

 

 

Вывод: Сила давления на дно сосуда не зависит от его конфигурации.

 

 



Гидравлический пресс

Гидравлический пресс применяют для больших сжимающих усилий, например, для деформации металлов и обработки давлений (прессование, ковка, штамповка), при испытании различных материалов на прочность.

 

 

 Приборы для измерения давления

1.Пьезометр - простейший прибор жидкостного типа.

Измеряет давление в жидкости высотой столба той жидкости.

Пьезометр представляет собой стеклянную трубку, открытую с одного конца, а вторым концом присоединенную к сосуду, в котором измеряется давление.

 

 

         
   

 


                                                  h

                                A

 

2. Жидкостной манометр, в котором давление уравновешивается жидкостью.

Представляет собой U-образную стеклянную трубку, частично заполненную жидкостью.

 

     

 

 


                          P                            h1

 


                                        h

 

 

 


3.Дефферециальный манометр, присоединенный к двум сосудам. А и В. Для давления на уровне поверхности измеряющийся жидкости плотностью  в левом колене (точка С) имеем

 

                                                                              B      P b

                 A         P a

     


                       h a                                                                                     h 1

         
 


4.Пружинный манометр состоит из полой тонкостенной изогнутой латунной трубки, один конец заполнен и соединен с помощью тяги с зубчатым механизмом, второй открытый конец сообщается с сосудом, в котором замеряется давление. Через этот конец в трубку поступает жидкость.

 

5.Мембранный манометр, в котором жидкость воздействует на тонкую металлическую пластинку-мембрану. Возникающая при этом деформация мембраны передается через систему рычагов стрелкой, указывающей величину давления.

 

 







ГИДРОДИНАМИКА

 

Основные понятия

  1. Установившимся называется движение, при котором скорость и давление в каждой данной точке пространства, заполненного движущей жидкостью, остаются все время постоянными.

2. Неустановившемся – движение жидкости поля скоростей и поле давлений будут непрерывно изменяться.

 

1.                                                  2.

     
 


                                                                        Н1

      Н=const                                                     

         
 


                                                                              Н2

Выделим в жидкости элементарную площадку и через все точки на ее контуре проведем линии тока, совокупность которых образует некоторую объём, который называется т рубкой тока

3. Потоком жидкости называется совокупность элементарных струек.

4. Элементарная струйка - часть жидкости, находящаяся в трубке тока.

Трубка тока остается неизменной при установившимся движении , а при неустановившемся установившемся трубка тока изменяется.

 



Смоченный периметр

Часть периметра, по которому жидкость соприкасается с твердыми стенками, называется смоченным периметром.

P=2(h+b)

A=2h+b

 

 


                            h  

 

                          

                                                     b

 

6. Напорные и безнапорные трубопроводы

 Напорным называется движением, при котором жидкость со всех сторон ограничена твердыми стенками.

Безнапорным называется движением, при котором часть жидкости ограничена твердыми стенками, а часть воздухом или газом.

 


Площадь живого сечения

Живым называют перпендикулярное сечение потока.

 

Гидравлический радиус

Гидравлическим радиусом называют отношение площади живого сечения к смоченному периметру.

Для круглой трубы

 

, где r – радиус трубопровода

Расход и средняя скорость.

Расходом называется количество жидкости, протекающей через поперечное сечение потока за единицу времени.

 

Различают объемный и весовой (массовый) расход.

 

 

Уравнение неразрывности

Так как жидкость практически не сжимается, то можно записать: q a=q b

Q1=Q2

W1F1=W2F2

Wср F=const

Произведение скорости на площадь сечения для данного потока есть величина постоянная.

 

Уравнение Бернулли.

Уравнение Бернулли устанавливает зависимость между скоростью, давлением и высотой расположением жидкости, если рассмотреть жидкость двух сечений, то

Данное уравнение справедливо для идеальной жидкости.

 

Идеальной жидкостью называется жидкость, лишенная свойств вязкости.

где: Z - геодезический напор, [M];

      –пьезометрический напор, [M];

      -скоростной (динамический) напор, [M];

        -полный напор, [M].

- характеризует потенциальную энергию жидкости;

- характеризует кинетическую энергию жидкости;

   - характеризует полную энергию жидкости.

 

  Для реальной жидкости уравнение Бернулли имеет следующий вид:

 

 

где: - это потеря напора между сечением 1-2.

   

Потеря напора зависит от геометрических размеров - длины и диаметра трубопроводов; шероховатости внутренней поверхности, материала и срока службы; вязкости и скорости жидкости.

Графики уравнения Бернулли.

Для идеальной жидкости.

 

                                                                                                                                                            

                                                                           H2   

Z1                                                                                                                              Z2

 

 


Для реальной жидкости.

 

 

                                                                                                                                                              

                                                                           H2   

Z1                                                                                                                              Z2

 

 

 




Приборы для измерения

Расхода и скорости жидкости

1) Расходометр Вентури: состоит из цилиндрических труб А и В диаметром d1 соединенных с трубопроводом, сужающегося и расширяющегося участка C и D, между которыми находится цилиндрическая труба диаметром d2 (d1>d2). В сечениях 1-1 и 2-2 цилиндрических участков установлены Пьезометр a и b, разность уровней жидкости.


2) Расходомер с диафрагмой : в расширенной части манометра в измеряющей жидкости плавает поплавок, с помощью рычажного устройства передающей информацию о своем положение стрелки, которая фиксируется на шкале и, градуированной в единицах расхода. Здесь увеличение скорости потока происходит при его подходе через отверстия в пластине, называемой диафрагмой. При резком изменении возникают зоны вихрей, потери напора возрастают, и коэффициент расхода уменьшается.

3) Трубка Пито: применяется для измерения скоростей для безнапорных потоков.

 

 

                                             h

           
 
 
 

 




Режимы движения жидкости.

Различают два режима: ламинарный и турбулентный.

При ламинарном движении не происходит перемешивание слоев жидкости, это наблюдается при малой скорости движения или при движении вязких жидкостей.

Турбулентное движение происходит при значительных скоростях движения жидкостей и находит наибольшее применение, так как при малых скоростях требуются большие диаметры трубопроводов.

 

 



Число Рейнольдса

 

Число Рейнольдса ( Re ) – это критерий, по которому определяют режим движения жидкости.

- величина безразмерная

 

Re кр. =2300

 

       Re<2300 – ламинарное движение

       Re>2300 – турбулентное движение

 

Местные сопротивления.

На трубопроводах устанавливаются различные устройства (вентиля, задвижки) в котором происходит дополнительная потеря напора.

 

     

 

 


Сопротивление может характеризоваться различными способами:

 

1. Коэффициентом местного сопротивления. Величина безразмерная,

принимается по справочникам зависимости рода сопротивления (иногда диаметром).

, м

2. Местное сопротивление характеризуется эквивалентной длиной

, м

 

   Эквивалентной длиной называются участок прямого трубопровода того же, диаметра, что и местное сопротивление, потери напора на котором равны потерям напора в местном сопротивлении.

Например.

- для задвижки d=57мм, l= 0.65м , т.е потеря напора на прямом трубопроводе 0,65м = потери напора задвижки.

К экв.=0,5мм принимается по справочникам в зависимости от рода сопротивления наружного диаметра трубопровода и эквивалентной шероховатости.

 


Гидравлический удар

Под гидравлическим ударом понимают резкое повышение давления в трубопроводах при внезапной остановке движущейся в них жидкости. Он происходит, например, при быстром закрытии различных запорных приспособлений, устанавливаемых на трубопроводах (задвижках, кранах), внезапной остановке насосов, перекачивании жидкости и др. Особенно опасен гидравлический удар в длинных трубопроводах, где с большими скоростями движутся значительные массы жидкости. В таких случаях, если не принять предупредительных мер, гидравлический удар может привести к повреждению мест соединения отдельных труб (стыки, фланцы), разрыву стенок трубопровода и поломке насосов.

 

Повышение давление при гидравлическом ударе определяется по формулам:

                ΔP = p·с·w;

 

       

где: p - плотность жидкости;

  c - скорость распространения волны;

W-скорость движения жидкости;

  k- модуль упругости жидкости;

  d- внутренний диаметр;

  - толщина стенки трубы;

  E- модуль упругости материала трубы.

 

 

    Для предотвращения гидравлического удара на трубопроводах устанавливают медленно закрывающиеся задвижки и предохранительные клапаны, срабатывающие при повышении давления сверх допустимого. Применяют также различного рода компенсаторы (воздушные колпаки). При повышении давления упругая среда (воздух) сжимается и гидравлический удар гасится.

 

 

ВОЗДУШНЫЕ КОЛПАКИ

Воздушные колпаки предназначены для вырабатывания подачи жидкости поршневого насоса.

На основе теоретических и практических данных рекомендуется принимать следующие объёмы воздушных колпаков в долях от рабочего объёма цилиндра FS.

На напорной стороне для насосов простого действия Vв=22FS

                                                      двойного действия Vв=9FS

                                                      строенных Vв=0,5FS. 

                                                              сдвоенных двойного действия Vв=2FS

На всасывающей стороне для всех видов насосов от 5 до 10FS.

При нагнетательном ходе поршня часть жидкости поступает в нагнетательную трубу, а часть в воздушный колпак на линии нагнетания. Давление воздуха в колпаке при этом увеличивается.

При всасывающем ходе поршня нагнетательный клапан закрывается и жидкость поступает в трубу из воздушного колпака за счёт собственного веса и давления сжатого воздуха.

Так как при повышенном давлении в колпаке происходит частичное растворение воздуха, необходимо периодически выпускать воздух через специальные вентили.

При всасывающем ход поршня жидкость поступает из воздушного колпака на линии всасывания. При этом сокращается время наполнения цилиндра; давление в воздушном колпаке падает.

При нагнетательном ходе поршня всасывающий клапан закрывается и происходит заполнение воздушного клапана на всасывании за счёт разности давления в водоёме и воздушном колпаке.

Так как при пониженном давлении происходит выделение воздуха из воды, то необходимо периодически выпускать воздух из воздушного клапана на всасывании. На всасывающем колпаке установлен вакуумметр.

 

ИНДИКАТОРНАЯ ДИАГРАММА

Индикаторная диаграмма – это графическое изображение изменения давления в полости цилиндра поршневой машины в зависимости от положения поршня.

                 Р

 

                                                      3

                              4

 

 

 


                                                      2

               В       1

                                                                                           S

 

т.1 – открытие всасывающего клапана

1-2 – всасывающий ход поршня

т.2 – закрытие всасывающего клапана

2-3 – нагнетательный ход поршня до открытия нагнетательного клапана

т.3 – открытие нагнетательного клапана

3-4 – нагнетание жидкости

т.4 – закрытие нагнетательного клапана

4-1 – всасывающий ход поршня до открытия всасывающего клапана

 

С помощью индикаторной диаграммы можно определить неполадки поршневых машин.

     

 


дефектные диаграммы

 



МОЩНОСТЬ НАСОСОВ

Nпол.=QP=Q gH       

 

Nпол=         [кВт]                           

                                               

Nзатр= [кВт]

где: Q – подача жидкости, ;

     ρ – плотность жидкости,  ;

    g – ускорение свободного падения, ;

  

    Н – напор насоса ,м

           к.п.д. насоса (принимаемый 0,7 – 0,8).

 

 

Принцип действия.

 

Наиболее распространены центробежные насосы ввиду простоты конструкции и удобства эксплуатации. Главными частями центробежных насосов является колесо12 с изогнутыми лопатками, посаженное на валу, и неподвижный корпус 11 спиральной формы, изолирующий колесо от внешней среды. Корпус насоса имеет патрубки 13 и 6 для присоединения его к всасывающему 4 и нагнетательному трубопроводу 8. между всасывающим и колесом во избежании циркуляции жидкости внутри насоса устраивается лабиринтное уплотнение.

Центробежный насос в отличие от поршневого не может быть пущен в работу без предварительной заливки, так как возникающая при вращении рабочего колеса центробежная сила из-за небольшой плотности воздуха (по сравнению с плотностью жидкости) недостаточна для создания требуемого разрежения. Поэтому перед пуском всасывающий трубопровод и корпус насоса должны быть предварительно залиты жидкостью. Приемный клапан 2 служить для того, чтобы эта жидкость не уходила в резервуар 3, а приемная сетка 1 предохраняет насос от загрязнения

При вращении рабочего колеса жидкость, залитая в насос перед его пуском, увлекается лопатками, под действием центробежной силы движется от центра колеса к периферии вдоль лопасти, ток и подается через спиральную камеру в нагнетательную трубу. Поэтому на “входе” в колесо в том месте, где всасывающая труба примыкает к корпусу, создается разрежение, под действием которого вода из водаема всасывается в насос. Таким образом, устанавливается непрерывное движение жидкости из водаема 3 через всасывающую трубу 4, насос 11, задвижку 9, обратный клапан 7 в нагнетательную трубу 8. на насосе устанавливают вакуумметр 5 и манометр 10.

 

НАСОСЫ ТЭС

Насосы ТЭС – это центробежные насосы низкого, среднего и высокого давлений; одноступенчатые насосы с односторонним и двусторонним входом; многоступенчатые насосы для чистой воды, масла, мазута и т. д.

Насосы ТЭС можно разделить на группы:

1.основные, т.е. насосы, тесно связаны с работой основного эксплутационного оборудования ТЭС и являющиеся поэтому особо ответственными элементами:

-питательные;

-циркуляционные;

-конденсатные;

-вакуумные;

-сетевые;

-маслонасосы систем связки и регулирования турбины и генератора;

-мазутные и др. топливные насосы;

-насосы охлаждения трансформаторов;

-основные насосы химической водоочистки;

-багерные насосы.

2.насосы вспомогательных циклов работы:

-испарительной установки;

-подачи жидкого топлива к бакам хранения и рециркуляции;

-прмливневой и фекальной канализации;

-масляного хозяйства;

-дренажные насосы различного назначения;

-вспомогательные насосы химической водоочистки;

-технического водоснабжения.

К наиболее ответственным насосам относятся питательные, конденсатные, циркуляционные.

К насосному оборудованию предъявляются требования по надёжности, простоте в обслуживании и ремонте и продолжительности эксплуатации. Насосы ТЭС и АЭС должны быть:

1. удовлетворять требованиям надёжности и долговечности в работе;

2. быть экономичными в эксплуатации;

3. быть удобными в монтаже и демонтаже;

4. иметь минимальную массу и габариты;

5. обладать минимальным количеством деталей и обеспечивать их взаимозаменяемость;

6. допускать в широком диапазоне изменение характеристик;

7. работать с меньшим подпором;

8. обеспечивать надёжную параллельную работу насосных агрегатов;

9. обеспечивать минимальное эксплутационное обслуживание.

 

 

ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ

ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Жидкость в рабочем колесе центробежного насоса совершает сложное движение.

W – скорость относительного движения вдоль рабочей лопатки за счёт центробежных сил

u – окружная скорость

с – абсолютная скорость движения жидкости

u = ωR =                                                                                              

 Теоретический напор определяется по формуле:

 

    Ннт=  -   уравнение Л. Эйлера (1754 г.)

Исходя из условий безударного входа жидкости в колесо во избежание больших потерь напора, жидкость обычно подают в колесо в радиальном направлении, т.е. 1=900 .

1=900, cos900=0

      Ннт= 8÷15

Действительный напор меньше теоретического по следующим причинам:

1. часть напора расходуется на преодоление гидравлического сопротивления внутри насоса;

2. не все частицы жидкости, взятые по ширине канала между двумя соседними лопатками, движутся с одинаковыми скоростями; следовательно, треугольники скоростей на входе с колеса для различных струек неодинаковы.

Потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений учитываются гидравлическим к.п.д.

ηт=0,8÷0,95

Понижение напора по второй причине учитываются коэффициентом κ.

κ<1(~0,98÷0,99)

Ннд=  

 

ЗАКОН ПРОПОРЦИОНАЛЬНОСТИ

Соотношение, описывающее зависимость расхода напора и мощности от числа оборотов называется законом пропорциональности.

n1 – ν1, W1, u1

n2 – ν2, W2, u2

n2>n1

u = ωR =   

Q = Fω

Подача насоса изменяется пропорционально радиальной составляющей скорости на выходе.

Q = Fν2nη0

Объёмный к.п.д. (η0) остаётся практически неизменным при изменении числа оборотов в пределах 50%.

 

Из этой формулы видно, что u2, ν2 каждый из которых зависит от числа оборотов

 где κ2 и ηг при изменении числа оборотов в пределах 50% остаются неизменными, поэтому формула принимает виды:

ЗАКОН ПОДОБИЯ

При конструировании и эксплуатации центробежных насосов пользуются законами их подобия и в первую очередь подобием рабочих колёс этих насосов. Различают геометрическое и кинематическое подобие рабочих колёс.

Геометрическое подобие означает пропорциональность соответствующих размеров их проточной части (d, ширины лопаток, радиусов кривизны лопаток и т.д.)

Кинематическое подобие предопределяет одинаковое направление векторов скорости в сходственных точках потока.

Если геометрическое подобие колеса d2 и d1 вращаются с одинаковым числом оборотов, то получают следующие зависимости.

Подача пропорциональна площади выходного сечения рабочего колеса и радиальной составляющей скорости на выходе. Если рабочие колёса подобны, то площадь выходного сечения пропорциональна d2, а скорость на выходе пропорциональна d, поэтому:

Коэффициент быстроходности – число оборотов в одну минуту рабочего колеса, которая геометрически подобна рассматриваемому колесу и при подачи жидкости Q = 75 л/сек обеспечивает напор Н = 1м.

ns = 3,65  , где n – число оборотов в 1 мин.
  Q [м3/с]

Примечание: для насосов с двухсторонним подводом жидкости на рабочее колесо в формулу подставляется Q/2.

 

ns=50 – 80 насосы тихоходные;

ns= 80 – 150   насосы нормальной быстроходности;

ns= 150 – 300 насосы быстроходные.

При увеличении быстроходности уменьшается величина отношения диаметра рабочего колес к диаметру входа на рабочее колесо с3-2,5 (тихоходные) до 1,8 – 1,4 (быстроходные).

   ns ↑ -  Q↑ H↓

    ns↓ - Q↓ H↑

КАВИТАЦИЯ

ВЫСОТА ОСТАНОВКИ НАСОСА

Обычно при работе насоса на его всасывающей стороне создаётся повышенное давление. Если это разряжение такого, что давление на входных кромках рабочих колёс ниже давления паров перекачиваемой жидкости при данной температуре, то наступает парообразование жидкости в полости рабочего колеса. Возникающее при этом явление (эрозия, коррозия, вибрация, шум, падение напора) называют кавитацией.

Поэтому необходимо чтобы давление на всасывании было больше давления паров жидкости при данной температуре.

Явление кавитации сильно действует на чугун и углеродистую сталь. Наиболее устойчивые в этом отношении нержавеющая сталь и бронза. В последнее время для предохранения от явления кавитации наиболее подверженные детали кавитации покрывают защитными твёрдыми сплавами.

Для предупреждения явления кавитации необходима правильная высота установки насоса, которую можно определить из следующей формулы:      

Нвак.г.в.п.н .+

Для каждого насоса в характеристике указывается линия Нвак.доп., поэтому Нвак. Нвак.доп..

 

Характеристика трубопровода

 

Для построения характеристики трубопровода необходимо определить следующие величины:

Н г – геометрическая высота подъёма жидкости

Н гг.в.г.н.

Ннг+h пот.г+SQ2 – учитывая квадратичную зависимость потерь                     

            напора от скорости (расхода) жидкости

h пот=h пот.вс.+h пот.нагн.

 

 

 

  

1 – характеристика трубопровода при открытой задвижке;

2 – характеристика трубопровода при прикрытой задвижке;

3 - характеристика насоса.

 

Действительная подача жидкости определяется точкой пересечения характеристики трубопровода и характеристики насоса.

 

 

Источники информации

 

1. Андреевская А.В. «Задачник по гидравлике» М.:Энергия 1970

2. БрюхановОН., КоробкоВИ.,Мелик-АракелянАТ. Основы гидравлики и аэродинамики М. ИНФРА-М 2004

3. Жабо В.В.; Уваров В. В. «Гидравлика и насосы». М.: Энергоатомиздат 1984 г.

4. Лобачёв П.В «Насосы и насосные станции». М.:Стройиздат 1978 г.

5. Альтшуль А.Д. «Примеры расчетов по гидравлике». М.:Стройиздат 1976 г.

6. Рабинович Е.З.; Евгеньев А.Е. «Гидравлика». М.: Недра 1987 г.

7. Семидуберский М.С. «Насосы, компрессоры, вентиляторы». М.: «Высшая школа» 1974 г.

8. Черкасский В.М. «Насосы, вентиляторы, компрессоры ». М.: 1984г.  

 

 

КОНСПЕКТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Гидравлика и гидравлические машины»

 

для специальности № 1006

 

Теплоснабжение и теплотехническое оборудование

 

 

                                                                 

Краснотурьинск

2005г.

 

Одобрена:                                                          Составлен в соответствии

цикловой комиссией                                        с Государственными требованиями                                                                                                       

теплотехнических дисциплин                          к минимуму содержания и уровню   

                                                                              подготовки выпускника по                   

                                                                              специальности 1006

      
                                                                              

                                                                               Заместитель директора по

Председатель                                                  учебной работе:

цикловой комиссии                

_________________Иванченко В.А.                 _______________Ажимов В.И.

 

<< ------ >> ---------- 2005г                              <<_____>>__________ 2005г

 

Протокол №

 

 

Автор: Иванченко В.А.                                        Преподаватель

                                                                                Краснотурьинского

                                                                             индустриального колледжа

 

Рецензенты:                                                                                                                                                                                                                  Уразов Р. М.                                                             Заместитель начальника ПТО БТЭЦ 

 

Преподаватель Краснотурьинского       индустриального колледжа  
Петрова О.Г.                                                              

 

 

 

 

Содержание

                                        Раздел 1. Основы гидравлики

 1 Физические свойства жидкостей………………………………………………… 4

 2 Гидростатика. Гидростатическое давление и его свойства…………………… 6

 3 Основное уравнение гидростатики……………………………………………… 6

 4 Определение давления жидкости в открытом и закрытом сосуде…………… 6

 5 Давление жидкости на плоские стенки. Гидравлический парадокс…………… 7

 6 Гидравлический пресс…………………………………………………………… 7

 7 Приборы для измерения давления…………………………………………………8

 8 Гидродинамика. Основные понятия……………………………………………….9

 9 Расход и средняя скорость……………………………………………………… 10

10 Уравнение неразрывности…………………………………………………………11

11 Уравнение Бернулли……………………………………………………………….11

12 Графики уравнения Бернулли…………………………………………………… 12

13 Приборы для измерения и скорости жидкости………………………………… 12

14 Число Рейнольдса………………………………………………………………….14

15 Шероховатость стенок трубопроводов………………………………………… 14

16 Определение потерь напора по длине…………………………………………….15

17 Местные сопротивления………………………………………………………… 15

18 Определение суммарных потерь напора………………………………………….16

19 Назначение и классификация трубопроводов……………………………………16

20 Трубопроводы, работающие под вакуумом…………………………………… 17

21 Гидравлический удар………………………………………………………………18

22 Истечение жидкости из отверстия и насадок…………………………………….19

 

Раздел 2. Гидравлические машины

1 Общие понятия о гидравлических машинах………………………………………22

Поршневые гидравлические машины

2 Принципиальная схема поршневых насосов……………………………………………………………………………… 22

3 Классификация поршневых насосов…………………………………………… 23

4 Производительность поршневых насосов………………………………………………………………..……………… 23

5 Графики подачи поршневых насосов…………………………………………… 24

6 Воздушные колпаки……………………………………………………………… 25

7 Индикаторная диаграмма………………………………………………………… 25

8 Мощность насосов………………………………………………………………… 26

9 Эксплуатация поршневых насосов……………………………………………… 26

Лопастные гидравлические машины

10 Центробежные насосы. Принцип действия…………………………………… 28.

11 Классификация центробежных насосов…………………………………………28

12 Насосы ТЭС……………………………………………………………………… 30

13 Основное уравнение центробежного насоса…………………………………… 31

14 Влияние формы лопаток на развиваемый напор……………………………… 32

15 Давление насоса, определяемое по показаниям приборов…………………… 33

16 Закон пропорциональности……………………………………………………….34

17 Закон подобия…………………………………………………………………… 34

18 Осевое усилие и способы его уменьшения………………………………………35

19 Кавитация. Высота установки насоса……………………………………………36

20 Характеристика центробежного насоса………………………………………… 37

21 Параллельная и последовательная работа насосов…………………………….38

22 Напор насоса, определяемый при проектировании…………………………… 39

23 Основные неполадки в работе насоса и их устранение……………………… 39

25 Правила техники безопасности при обслуживании центробежных насосов….41

25 Источники информации………………………………………………………… 43

Гидравлика – инженерная дисциплина, занимающаяся изучением законов покоя и движение жидкости, ее взаимодействия с твердыми телами.

 Гидравлика подразделяется на две части – гидростатику и гидродинамику. Гидростатика изучает законы покоящейся жидкости, гидродинамика – законы движущейся жидкости.

 

Физические свойства жидкостей

 

Жидкостями называют физические тела, легко изменяющие свою форму под действием сил самой незначительной величины. В отличие от твердых тел они характеризуются весьма большой подвижностью частиц. Жидкости обладают способностью принимать форму сосуда, в который они налиты. Различают капельные жидкости и газы. Первые представляют собой жидкости, встречающиеся в природе и применяемые в технике: вода, бензин, нефть и пр. Все капельные жидкости трудно поддаются сжатию. При изменении давления температуры их объем под влиянием указанных факторов в значительной степени. В гидравлике обычно изучают капельные жидкости.    

 

Плотность жидкости

. Плотностью однородной жидкости называется количество массы, содержащийся в единице ее объема.

,

 Плотность жидкости зависит от рода жидкости и температуры.

Вода р =1000

Ртуть р = 13560

Нефть р =680-900

t p

Плотность можно определить при помощи прибора ареомеметра

.

Удельный объём жидкости

. . Удельный объём – объем жидкости, занимаемый единицей ее массы. Удельный объем есть величина, обратная плотности.

V=

 

Дата: 2019-12-22, просмотров: 321.