2673

11

7. Библиографический список

Основная литература

1.Лозовецкий В.В. Гидро- и пневмосистемы транспортно-технологических машин [Электронный ресурс]: учебное пособие/ В.В. Лозовецкий. – СПб.: Издательство «Лань», 2012. – 560 с. – ЭБС «Лань».

2.Ухин Б. В. Гидравлика [Электронный ресурс]: рек. УМО вузов РФ по образованию в качестве учеб. пособия / Б.В. Ухин. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ Ин- фра-М, 2013. - 464 с. - ЭБС "Знаниум".

Дополнительная литература

1.Кондратенко И.Ю., Новиков А.П., Гидравлика и гидропневмопривод [Текст]: метод. указания к лаб. работам для студентов по направлениям подгот. 23.03.01, 23.03.03, 35.03.02, 15.03.02. Ч.1 / И.Ю. Кондратенко, А.П. Новиков, ВГЛТУ. – Воронеж, 2015. – 60 с. – № 836.

2.Кондратенко И.Ю., Новиков А.П., Гидравлика и гидропневмопривод [Текст]: метод. указания к лаб. работам для студентов по направлениям подгот. 23.03.01, 23.03.03, 35.03.02, 15.03.02. Ч.2 / И.Ю. Кондратенко, А.П. Новиков, ВГЛТУ. – Воронеж, 2015. – 24 с. – № 837.

3.Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод [Текст] : доп. УМО по образованию в обл. трансп. машин и трансп.-технол. комплексов в качестве учеб. пособия / Т. В. Артемьева, Т. М. Лысенко, А. Н. Румянцева, С. П. Стесин; под ред. С. П. Стесина. - М. : Академия, 2005. - 336 с.

4.Кондратенко И. Ю. Гидравлика, гидропривод и гидросистемы [Текст]

:учеб. пособие / И. Ю. Кондратенко, А. П. Новиков; ВГЛТА. - Воронеж, 2006. - 152 с. - Электронная версия в ЭБС ВГЛТУ.

8.Гидропривод и гидравлические системы

8.1.Цель и задачи дисциплины «Гидропривод и гидравлические систе-

мы»

Целью изучения дисциплины «Гидропривод и гидравлические системы» является приобретение и формирование знаний по гидравлике, гидравлическим машинам, гидроприводам и гидравлическим системам; представлений об основных законах гидростатики, законах кинематики и динамики жидкости; усвоение общих принципов построения схем объемных гидроприводов и гидравлических систем, а также умение анализировать, использовать, выполнять и оценивать актуальность применения в настоящее время гидроприводов в технике.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

–ознакомиться с научными и методологическими основами гидравлики;

12

–изучить основные законы равновесия и движения жидкостей;

–уяснить основные физические свойства жидкостей и газов, назначение, конструкцию и принцип действия основной гидроаппаратуры и уметь осуществлять еѐ выбор;

–иметь представление о типовых схемах объемных гидроприводов, способах регулирования их кинематических и силовых параметров.

9.Требования к результатам освоения дисциплины

. Студент по результатам освоения дисциплины «Гидропривод и гидравлические системы» должен обладать следующими компетенциями:

а) общекультурными (ОК):

– способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-5) б) общепрофессиональными (ОПК):

– способностью использовать основные закономерности, действующие в процессе изготовления продукции требуемого качества, заданного количества при наименьших затратах общественного труда (ОПК-1);

Врезультате освоения дисциплины студент должен:

-знать: физические свойства жидкости и газов, основные законы равновесия и движения жидкости и газа в трубопроводах; методы реализации этих законов в инженерной практике с помощью ЭВМ; принципы и методы расчѐта напорных трубопроводов жидкостей и газа, принципы работы гидромашин, гидро-и пневмооборудования;

-уметь: производить выбор гидродвигателей и гидрооборудования, использовать основные приемы построения, управления и регулирования схем гидро и пневмоприводов машин лесного комплекса; использовать полученные навыки при решении конкретных практических задач, предотвращать возможные нарушения в технологических процессах, пользоваться справочным материалом;

-владеть методами определения оптимальных и рациональных технологических режимов работы оборудования; проведения стандартных испытаний по определению показателей физико-механических свойств используемого сырья; осуществления технического контроля.

10. Содержание дисциплины «Гидропривод и гидравлические системы» - по разделам:

Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ Введение. Предмет и задачи курса. Основные физические свойства жидко-

стей и газов.

Раздел 2. ГИДРОСТАТИКА Статика. Два основных свойства гидростатического давления. Общие

дифференциальные уравнения гидростатики (Эйлера). Основное уравнение

13

гидростатики. Классификация давлений. Абсолютный и относительный покой жидких сред. Приборы для измерения давления. Гидростатический и пьезометрический напоры. Закон Паскаля. Практическое применение закона Паскаля. Закон Архимеда.

Раздел 3. ГИДРОДИНАМИКА Кинематика и динамика. Основные понятия: поток, его характеристики:

линии тока, элементарная струйка, живое сечение, расход. Модель идеальной невязкой жидкости. Общая форма уравнений количества движения и момента количества движения. Уравнение неразрывности для элементарной струйки и для потока жидкости. Общее уравнение энергии в интегральной и дифференциальной форме. Закон сохранения энергии для движущейся жидкости.

Подобие гидродинамических процессов. Гидравлические сопротивления. Режимы движения вязкой жидкости. Истечение жидкости через отверстия и насадки. Гидравлический удар. Меры, применяемые для его предупреждения.

Раздел 4. ГИДРОПРИВОД И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ Определение гидропривода. Структура и функциональная схема.

Принципиальные гидравлические схемы гидроприводов поступательного и вращательного действия в условных обозначениях. Классификация гидроприводов. Достоинства и недостатки гидроприводов. Общие сведения о гидравлических системах управления.

Источники энергии гидравлических систем и двигатели. Гидравлические машины. Определение, назначение и принципы действия объемных насосов. Номинальные и рабочие параметры насосов. Типы объемных насосов, насосы с регулируемой подачей. Объемные гидродвигатели поступательного движения – гидроцилиндры поршневые и мембранные. Направляющая и регулирующая гидроаппаратура. Крановые, клапанные и золотниковые распределители. Управление золотниковыми гидрораспределителями. Клапаны давления: предохранительные, редукционные и разности давления. Типовые схемы включения и исполнения клапанов. Клапаны прямого и непрямого действия. Дроссели. Типы дросселей. Формула расхода через дроссель. Гидравлические системы: принципиальные схемы. Назначение различных гидравлических систем. Эксплуатация гидрооборудования. Вспомогательное оборудование гидропривода.

- по видам занятий:

Поскольку аудиторно лекции читаются не в полном объѐме дисциплины, на самостоятельное изучение студентам выносятся разделы, которые сообщаются студентам преподавателем.

Также самостоятельно студенты дорабатывают лабораторные работы и готовят отчѐты по каждой из них

14

Таблица 2.

11. Вопросы для самоконтроля

Тема 1. Введение. Основные физические свойства жидкостей и газов.

4.Перечислите основные свойства капельных жидкостей.

5.Понятия реальной, идеальной и неньютоновской жидкости. Приведите примеры таких жидкостей.

6.Виды вязкости. Закон вязкого трения Ньютона.

16

5. Особенности турбулентного движения жидкости. Пульсация скоростей и давлений. Касательные напряжения в турбулентном потоке.

6. Потери энергии на трение по длине трубопровода потока в круглом трубопроводе.

7. Коэффициент гидравлического трения в турбулентном потоке. Понятие шероховатости и ее влияния на коэффициент гидравлического трения

Тема 8. Истечение жидкости через отверстия и насадки.

Гидравлический удар. Гидравлический расчѐт трубопроводов.

1.Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке.

2.Истечение жидкости через насадки. Виды насадков.

3.Где применяются насадки?

4.Коэффициенты сжатия струи, скорости и расхода жидкости. 5.Явление гидравлического удара. Формула Жуковского.

6.Какими мерами можно предотвратить гидроудар?

7.Гидравлически длинные и короткие трубопроводы.

8.Простой трубопровод с последовательным соединением труб различных диаметров и длин.

Тема 9. Гидропривод. Гидравлические системы.

1.Определение гидропривода, объѐмного гидропривода. Функциональное назначение элементов гидропривода.

2.Основные элементы объемных гидроприводов .

3.Что является силовой частью гидропривода?

4.Что входит в гидравлическую систему?

5.Классификация гидропривода с замкнутой и разомкнутой циркуляцией, с дроссельным и объемным регулированием скорости.

6.Привести примеры гидравлических систем.

Тема 10. Гидравлические машины. Направляющая и регулирующая гидропневмоаппаратура.

1.Что такое гидравлическая машина? Какие они бывают?

2.Назначение и принцип действия объемных насосов.

3.Перечислите основные параметры насосов и гидромоторов, дайте им определение и приведите основные зависимости между ними.

4.Для чего предназначены направляющие и регулирующие гидроаппараты?

5.Где применяются гидрораспределители?

Тема 11. Эксплуатация гидропневмооборудования.

1. Принцип действия одностороннего и двустороннего гидроцилиндров.

17

2. Как обозначаются элементы гидравлических схем приводов по ГОСТу? 3. Как обозначаются элементы пневматических схем приводов по ГОСТу? 4. Как обозначаются вспомогательные элементы приводов по ГОСТу?

5.Для чего предназначены компрессоры?

6.Дроссельное и объѐмное регулирование.

12. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»

Для освоения дисциплины могут быть использованы следующие Ин- тернет-ресурсы:

12.1.Международный научно-образовательный сайт EqWorld. – Режим дос-

тупа свободный: http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/mechanics/fluid.htm

12.2.Гидравлические системы: принципиальные схемы – Режим доступа свободный: http://www.enerprom.ru/qa/72.html

12.3.Принцип работы гидроцилиндра. – Режим доступа свободный: http://www.youtube.com/watch?v=oZ3OZ9UetHc

12.4.Как работает гидравлическая система. – Режим доступа свободный: https://www.youtube.com/watch?v=0gQEtWcI3hI

12.5.Работа гидрораспределителя. Режим доступа свободный: http://www.youtube.com/watch?v=wlRbmVE0iqI

12.6.Гидрораспределители. Режим доступа свободный: http://www.youtube.com/watch?v=-9qd6HCKme8

12.7.Практическое применение гидродинамики. Применение гидропривода в технологических машинах. Режим доступа свободный: http://www.youtube.com/watch?v=zjXqGO-VUjo

12.8.Гидравлические цилиндры. Режим доступа свободный: http://www.youtube.com/watch?v=1Oakbuu-i4g

12.9.Гидравлические и пневматические приводы. Курс лекций. Режим дос-

тупа свободный: http://hydro133.narod.ru/spisok_lec_ogp.html

13. Библиографический список

Основная литература

1.Лозовецкий В.В. Гидро- и пневмосистемы транспортно-технологических машин [Электронный ресурс]: учебное пособие/ В.В. Лозовецкий. – СПб.: Издательство «Лань», 2012. – 560 с. – ЭБС «Лань».

2.Ухин Б. В. Гидравлика [Электронный ресурс]: рек. УМО вузов РФ по образованию в качестве учеб. пособия / Б.В. Ухин. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ Ин- фра-М, 2013. - 464 с. - ЭБС "Знаниум".

18

Дополнительная литература

1.Кондратенко И.Ю., Новиков А.П., Гидравлика и гидропневмопривод [Текст]: метод. указания к лаб. работам для студентов по направлениям подгот. 23.03.01, 23.03.03, 35.03.02, 15.03.02. Ч.1 / И.Ю. Кондратенко, А.П. Новиков, ВГЛТУ. – Воронеж, 2015. – 60 с. – № 836.

2.Кондратенко И.Ю., Новиков А.П., Гидравлика и гидропневмопривод [Текст]: метод. указания к лаб. работам для студентов по направлениям подгот. 23.03.01, 23.03.03, 35.03.02, 15.03.02. Ч.2 / И.Ю. Кондратенко, А.П. Новиков, ВГЛТУ. – Воронеж, 2015. – 24 с. – № 837.

3.Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод [Текст] : доп. УМО по образованию в обл. трансп. машин и трансп.-технол. комплексов в качестве учеб. пособия / Т. В. Артемьева, Т. М. Лысенко, А. Н. Румянцева, С. П. Стесин; под ред. С. П. Стесина. - М. : Академия, 2005. - 336 с.

4.Кондратенко И. Ю. Гидравлика, гидропривод и гидросистемы [Текст]

:учеб. пособие / И. Ю. Кондратенко, А. П. Новиков; ВГЛТА. - Воронеж, 2006. - 152 с. - Электронная версия в ЭБС ВГЛТУ.

14. Словарь основных терминов

Безнапорное движение - это движение жидкости, при котором поток имеет свободную поверхность, а давление атмосферное.

Вакуумметрическое давление, или вакуум - недостаток давления до атмосферного (дефицит давления), т. е. разность между атмосферным или барометрическим и абсолютным давлением.

Вязкость - свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) частиц жидкости. Характеристиками вязкости являются: динамический коэффициент вязкости μ и кинематический коэффициент вязкости ν.

Гидравлический диаметр Dг - размерная величина, равная учетверенному гидравлическому радиусу.

Гидравлический удар - явление резкого изменения давления в напорном трубопроводе при внезапном изменении скорости движения жидкости, связанном с быстрым закрытием или открытием задвижки, крана, клапана и т. п., быстрым остановом или пуском гидродвигателя или насоса. В указанных случаях при уменьшении или увеличении скорости движения жидкости давление перед запорным устройством соответственно резко увеличивается (положительный гидравлический удар) или уменьшается (отрицательный гидравлический удар). Это изменение давления распространяется по всей длине трубопровода с большой скоростью с, называемой скоростью распространения ударной волны.

Гидродинамический привод (передача) состоит из лопастных гидромашин

- насосного и турбинного колес, предельно сближенных друг с другом и расположенных соосно.

19

Гидропривод - совокупность устройств гидромашин и гидроаппаратов, предназначенных для передачи механической энергии и преобразования движения при помощи жидкости. По принципу действия гидромашин гидроприводы делятся на объемные и гидродинамические.

Живое сечение потока — поверхность в пределах потока жидкости, перпендикулярная в каждой своей точке к вектору соответствующей местной скорости в этой точке. При плавно изменяющемся движении жидкости живое сечение представляет плоскость, перпендикулярную к направлению движения. Живое сечение потока характеризуется площадью живого сечения w, смоченным периметром f, гидравлическим радиусом Rг и гидравлическим диаметром Dг.

Гидравлический радиус Rг - размерная величина, равная от-ношению площади живого сечения к смоченному периметру:Rг= S/χ.

Жидкость - непрерывная среда, обладающая свойством текучести, т. е. способная неогра-ниченно изменять свою форму под действием сколь угодно малых сил, но в отличие от газа мало изменяющая свою плотность при изменении давления.

Избыточное давление - разность между абсолютным давлением и атмосферным давлением.

Испарение - парообразование, происходящее лишь на поверхности капельной жидкости.

Кавитационный запас - превышение полного напора жидкости во всасывающем патрубке насоса над давлением р н.п насыщенных паров этой жидкости.

Кавитационный режим насоса - режим работы насоса в условиях кавитации, вызывающей изменение основных технических показателей.

Кипение - парообразование по всему объему жидкости. Оно происходит при определенной температуре, зависящей от давления.

Ламинарный режим движения жидкости - жидкость движется слоями без поперечного перемешивания, причем пульсации скорости и давления отсутствуют. Критерием для определения режима движения является безразмерное число Рейнольдса.

Напорное движение представляет движение жидкости в закрытом русле, при котором поток не имеет свободной поверхности, а давление отличается от атмосферного.

Насосы - машины для создания напорного потока жидкой среды. Этот поток создается в результате силового воздействия на жидкость в рабочей камере насоса. По характеру силового воздействия, а следовательно, и по виду рабочей камеры различают насосы динамические и объемные. В динамическом насосе силовое воздействие на жидкость осуществляется в проточной камере, постоянно сообщающейся со входом и выходом насоса. В объемном насосе силовое воздействие на жидкость происходит в рабочей камере, периодически изменяющей свой объем и попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.

20

Неустановившееся движение жидкости - это движение, при котором пара-

метры жидкости (давление, скорость, а иногда и плотность) в каждой точке потока зависят не только от координат, но и от времени. Таким образом, для одномерного потока p = f1(L,t) и υ=f2(L,t), где L - длина пути жидкости.

Ньютоновские жидкости - жидкости, в которых напряжения трения определяются эмпирической формулой Ньютона: τ = μ·(dυ/dn), определяющей закон вязкого трения: напряжения трения пропорциональны градиенту скорости υ в относительном движении. Здесь n – нормаль к поверхности, вдоль которой движется жидкость; коэффициент пропорциональности μ называется динамическим коэффициентом вязкости. Он измеряется в пуазах, в (Н/м2)·c (Па·с) в СИ, (кГ/м2)·с - (МКГСС).

Неньютоновскими, или аномальными, жидкостями называют жидкости,

которые не подчиняются основному закону внутреннего трения Ньютона, выраженному уравнением выше. К ним относятся: литой бетон, глинистые, цементные, известковые и коллоидные растворы, нефтепродукты и смазочные масла при температуре, близкой к температуре застывания, краски, клей, смолы, целлюлоза, бумажная масса, растворы каучука, желатин, крахмал, различные белки, жиры и другие продукты пищевой промышленности, огнеупоры, шлаки, расплавленные силикаты и т. п.

Оптимальный режим насоса - режим работы насоса при наибольшем значении к. п. д. Номинальный режим насоса - режим работы насоса, обеспечивающий заданные технические показатели.

Парообразование - свойство капельных жидкостей изменять свое агрегатное состояние на газообразное.

Равномерное движение - это установившееся движение жидкости, при котором скорости частиц в соответствующих точках живых сечений, а также средние скорости не изменяются вдоль потока. При неравномерном движении скорость частиц в соответствующих точках живых сечений и средние скорости изменяются вдоль потока.

Расход - количество жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени.

Сжимаемость — свойство жидкости изменять свой объем под действием давления.

Смоченный периметр f - длина линии, по которой живое сечение потока соприкасается с ограничивающими его стенками.

Турбулентный режим движения жидкости - слоистость нарушается, дви-

жение жидкости сопровождается перемешиванием и пульсациями скорости и давления. Критерием для определения режима движения является безразмерное число Рейнольдса.

Установившееся движение жидкости - когда характеристики (скорость,

давление и др.) движения во всех точках рассматриваемого пространства не изменяются с течением времени. Движение жидкости, при котором скорость и давление жидкости изменяются во времени, называется неустановившимся.