Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Литейная гидравлика, являясь одним из важнейших разделов теории литейных процессов, изучает процесс течения металла в каналах литниковых систем с точки зрения закономерностей, присущих течению холодных ньютоновских жидкостей, что становится возможным с принятием вышеперечисленных допущений. В основе гидравлики, в том числе и литейной, лежит уравнение Бернулли.

Для условий установившегося течения элементарной струйки идеальной жидкости уравнение Бернулли может быть представлено в виде:

 

z +   (вдоль струйки),            (3.2)

 

где z - геометрическое положение сечения струйки над произвольно выбранной плоскостью сравнения; p - гидродинамическое давление в рассматриваемом сечении, u - скорость движения элементарного объема жидкости, r - плотность жидкости.

Уравнение Бернулли основывается на том, что сумма потенциальной энергии, кинетической энергии, энергии давления движущейся жидкости равны константе.

Будем рассматривать поток жидкости конечных размеров, ограниченный водонепроницаемыми стенками русла. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости является, по сути дела, видоизмененным уравнением Бернулли для струйки идеальной жидкости [1], в которое внесли необходимые изменения для того, чтобы оно стало  применимо для потока реальной жидкости в трубе.

Первое изменение состоит в том, что при выводе уравнения Бернулли для струйки идеальной жидкости скорости υ во всех точках поперечного сечения струйки принимались одинаковыми. Поэтому член уравнения υ² / 2g выражает действительную удельную энергию струйки.

В потоке реальной жидкости скорости в разных точках поперечного сечения различны, и в расчет вводят среднюю скорость. Подсчитанное по средней скорости значение удельной кинетической энергии потока оказывается несколько меньше ее действительной величины. Поэтому в уравнение Бернулли для потока реальной жидкости вводят поправочный коэффициент a >1 (Коэффициент Кориолиса).

Второе изменение связано с тем, что при движении реальной жидкости часть энергии расходуется на преодоление различных сопротивлений движению жидкости. Поэтому в уравнение Бернулли вводится поправочный член h_п, учитывающий потери напора на некотором участке А-В (рис.3.9).

С учетом этих поправок уравнение Бернулли для потока реальной жидкости принимает вид (3.3):

,                         (3.3)

где a - поправочный коэффициент, который определяют опытным путем. Для ламинарного режима течения жидкости в круглой трубе a = 2, а для турбулентного режима a =1,04 - 1,13; h_п - полная потеря напора. Эта величина складывается из линейных потерь h _t и потерь на местные сопротивления h _m :

          h_п = h_t+ h_m.                                                   (3.4)

Рис 3.9 Истечение в атмосферу из цилиндрической трубы (случаи идеальной и реальной жидкости). Превышение пьезометрической линии над осью трубы, как известно, выражает давление в трубе. Сплошными линиями показаны линии, Е-Е – потеря напора и Р-Р – пьезометрическое давление, относящиеся к случаю идеальной жидкости и штриховыми те же линии относящиеся к случаю реальной жидкости, .

Закон сплошности

Вторым фундаментальным законом является массовый баланс, часто называемый «Законом сплошности потока». Он гласит, что расход жидкости, протекающей в заполненном канале одинаков во всех точках канала. В соответствии с данным законом получается, что свободно падающая струя жидкости приобретает конусообразную форму.

Это, в свою очередь, приводит к требованию сконструировать форму стояка (элемента литниковой системы)  таким образом, чтобы она учитывала эту конусность. В противном случае, в стояке возможно возникновение области пониженного давления, которое приведет к возмущению потока и перемешиванию к нему воздуха и газов литейной формы.

Также в литниковой системе возможны возмущения потока в результате резкого изменения сечений каналов, их поворотов, что приводит к тем же последствиям.

                 Тип движения жидкости также является важным фактором, влияющим на процессы в форме, он характеризуется безразмерным числом Рейнольдса. Число Рейнольдса зависит от кинематической вязкости жидкости, которая определяется отношением динамической вязкости к плотности.

Экспериментальные работы показывают, что для чисел Рейнольдса равных 2000 или менее реализуется ламинарный режим течения, при числах же более 2000 - турбулентный. В большинстве практических ситуаций, встречающихся при литье металлов, имеет место турбулентный режим. При наличии турбулентного движения в металл могут примешиваться различные включения и возникать воздушные пузыри.