Тема 1. Вступ. Загальні відомості про рідину

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

 

до самостійного вивчення дисципліни та контрольні завдання з курсу

“Гідравліка гідро-та пневмоприводи”

(для студентів, що навчаються за напрямками підготовки “Інженерна механіка” і “Гірнича справа).

 

 

Розглянуто на засіданні кафедри

"Електромеханіки і автоматика"

протокол № 9 від 03.03.2010р.

 

Затверджено на засіданні

учбово-видавничої ради ДонНТУ

протокол № від

 

 

Красноармейск - 2010

 

Методичні вказівки до самостійного вивчення дисципліни та контрольні завдання з дисципліни “Гідравліка гідро-та пневмоприводи”/Укладачи: Триллєр Є.А., доц..к.т.н., Надєєв Є.І., Ганза А. І. - Красноармійск, КІІ ДВНЗ ДонНТУ, 2010.

 

 

Містять інформацію щодо розділів, які вивчаються в курсі “Гідравліка гідро-та пневмоприводи” та виконання контрольних завдань, варіанти завдань, а також методика виконання. Наведено приклади рішення типових задач.

 

 

Укладачи: Триллєр Є.А., доц., к. т.н.

Надєєв Є.І., ст..викл.

Ганза А.І., ст. викл.

 

Рецензент: доц. каф. ГіОП КІІ ДВНЗ ДонНТУ, к.т.н. Нестеренко В.М.

 

 

ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………… Частина I. Програма, методичні вказівки, приклади рішення типових задач, питання і задачі для самоперевірки по i розділу курсу (гідравліка)………………………………………………………………... Тема 1. Вступ. Загальні відомості про рідину................................. Тема 2. Тиск у рідині, що знаходиться у рівновазі......................... Тема 3. Сила тиску рідини на стінки. закон Архімеда…………... Тема 4. Кінематика рідини……………………………………........ Тема 5. Диференційні рівняння руху рідини та рівняння Д. Бернуллі……………………………………………………………….. Тема 6. Гідравлічні опори. Режими руху рідини……………....... Тема 7. Рух рідини в трубах і відкритих руслах………………..... Тема 8. Витікання рідини через отвори, насадки і водозливи....... Тема 9. Силова взаємодія потоку з твердим тілом……………...... Частина II Програма, методичні вказівки і питання для самоперевірки по ii розділі курсу (гідро- і пневмопривід)……………. Тема 10. Загальні зведення про гідропривід і гідропередачі……. Тема 11. Об'ємні насоси і гідродвигуни………………………….. Тема 12. Пристрої керування, допоміжні пристрої і лінії……….. Тема 13. Об'ємний гідропривід……………………………………. Тема 14. Гідродинамічні передачі……………………………........ Тема 15. Пневматичний привід……………………………………. Тема 16. Експлуатація гідропневмоприводів…………………….. Частина ІІІ. Загальні методичні вказівки по виконанню контрольної роботи і зміст контрольної роботи…………………………………........ Контрольна робота……………………………………………………...... Додатки……………………………………………………………………. Література……………………………………………………………........

ВСТУП

 

Метою дисципліни є озброєння майбутніх інженерів знанням гідравлічних процесів та законів, навчити визначати для конкретних умов їхній режим роботи, який забезпечую роботу машин з максимальною виробністю.

Викладання дисципліни базується на матеріалах вже вивчених дисциплін МАТЕМАТИКА, ФІЗИКА, ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА.

Знання гідравліки та гідравлічних процесів необхідно при вивченні подальших дисциплін, при виконання дипломного проекту та практичної діяльності. Вивчення гірничих машин повинно проводитись на натурних зразках та моделях.

Вивчення дисципліни повинно виховувати у майбутніх фахівців здібність розв'язувати практичні завдання по підвищенню надійності та довговічності шахтного обладнання та машин зокрема дуже поширеному у гірничій промисловості гідравлічному приводі, максимальному та надійному їх використанню у конкретних умовах експлуатації.

 

 

ЧАСТИНА I

ПРОГРАМА, МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ,

ПРИКЛАДИ РІШЕННЯ ТИПОВИХ ЗАДАЧ,

ПИТАННЯ І ЗАДАЧІ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ ПО I РОЗДІЛУ КУРСУ (ГІДРАВЛІКА)

Тема 1. ВСТУП. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО РІДИНУ

Зміст курсу, методика його вивчення і зв'язок із суміжними дисциплінами. Коротка історія розвитку гідравліки і гідроприводу. Застосування і значення гідравліки і гідроприводу в комплексній механізації й автоматизації гірських робіт.

Визначення рідини. Рідини краплинні і газоподібні. Щільність, питома вага і відносна щільність рідини.

Стискальність і поверхневий натяг рідин. Кавітація. В'язкість. Закон Ньютона для рідинного тертя. Коефіцієнти й одиниці виміру в'язкості. Віскозиметри. Залежність в'язкості від температури і тиску.

Сили, що діють у рідині.

Література: [3], 5—22; [6], 5—15; [11], 5—24; [12], 6—22; [15], 8—22.

Методичні вказівки

Приступаючи до вивчення курсу гідравліки, потрібно познайомитися з визначенням рідини й усвідомити розходження між краплинними і газоподібними рідинами.

Необхідно звернути увага на те, що питома вага не є довідковою величиною, тому що він залежить не тільки від роду рідини, але і величини прискорення сили ваги в місці виміру, тому у всіх розрахункових формулах і рівняннях для характеристики рідини потрібно користатися щільністю. У довідковій літературі часто приводяться значення відносної щільності рідин , що представляє собою відношення щільності розглянутої рідини до щільності стандартної рідини (для краплинних рідин стандартної є дистильована вода з р_ст =1000 кг/ж³).

Варто повторити відомі вже з курсу фізики основні фізичні властивості рідини, звернувши особливу увагу на таку властивість реальної рідини, як в'язкість. При вивченні в'язкості розглянути закон Ньютона про силу внутрішнього тертя в рідини, коефіцієнти в'язкості (динамічний і кінематичний), способи й одиниці виміру в'язкості, а також залежність в'язкості від температури і тиску.

Розглядаючи сили, що діють у рідині, привести приклади поверхневих і масових сил, а також звернути увагу на визначення одиничної масової сили.

Приклад 1. Визначити кінематичний і динамічний коефіцієнти в'язкості трансформаторної олії, якщо в'язкість його при температурі 20°С в умовних градусах в'язкості (градусах Енглера) дорівнює 4,43°Е, а відносна щільність _М =0,887.

По формулі Уббелоде знаходимо

Визначаємо щільність трансформаторної олії:

= = 0,887 · 1000 = 887 кг/м³

Знаходимо динамічний коефіцієнт в'язкості

= 0,31 ·10^-4 · 887 = 27,5 · 10^-3 н · сек/м²

Питання і задачі для самоперевірки

1. Охарактеризуйте основні етапи в розвитку гідравліки. Укажіть найбільш важливі відкриття і дослідження російських і радянських вчених в області гідравліки.

2. Дайте визначення рідини. Яка різниця між краплинними і газоподібними рідинами?

3. Що таке щільність, питома вага і відносна щільність і які їхньої розмірності? Якою залежністю зв'язані між собою щільність і питома вага?

4. Чому рівна щільність і відносна щільність таких рідин, як вода, повітря,

ртуть? Запам'ятаєте ці величини.

5. Охарактеризуйте стискальність краплинних і газоподібних рідин. Який фізичний зміст коефіцієнтів температурного розширення й об'ємного стиску? Чому вони рівні для води?

6. У чому полягає явище кавітації?

7. Запишіть аналітичне вираження сили внутрішнього тертя, укажіть назви і розмірності вхідних у нього величин.

8. У чому відмінність кінематичного коефіцієнта в'язкості від динамічного і яка їхня розмірність?

9. Як і в яких одиницях виміряється в техниці в'язкість краплинних рідин більш в'язких, чим вода?

10. Який вплив на в'язкість краплинних і газоподібних рідин робить температура і тиск?

11. Визначити щільність повітря ' (кг/м³) при температурі t=50°С и барометричному тиску В' = 740 мм рт. ст., якщо при стандартних умовах (В = 760 мм рт. ст. і t=20°С) його щільність =1,2 кг/м³.

Відповідь: ' =1,06 кг/м³.

12. Визначити кінематичний коефіцієнт в'язкості (м²/сек), індустріальної олії марки «20» при t=30°С, якщо в'язкість цієї олії при t = 50°С складає 3°Е.

Відповідь: = 0,55-10^-4 м²/сек.