- •1.Информация о дисциплине
- •1.1.Предисловие
- •Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1 Содержание дисциплины «Гидравлика и гидропневмопривод» для специальности 190205.65 по гос
- •1.2.2 Содержание дисциплины «Основы гидравлики и гидропривода» для специальности 190601.65 по гос
- •1.2.3 Содержание дисциплины «Гидравлические и пневматические системы» для специальности 190601.65 по гос
- •1.2.4. Объем дисциплины и виды учебной работы «Гидравлика и гидропневмопривод» для специальности 190205.65
- •1.2.5. Объем дисциплины и виды учебной работы «Основы гидравлики и гидропривода» для специальности 190601.65
- •1.2.6. Объем дисциплины и виды учебной работы «Гидравлические и пневматические системы» для специальности 190601.65
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа (140 часов)
- •Раздел 1. Основные теоретические положения (24 часа)
- •1.1 Физико-механические свойства жидкости. Модель сплошной среды и ее гидродинамические параметры (4 часа)
- •1.2 Гидростатика. Дифференциальные уравнения гидростатики Эйлера
- •1.3. Элементы кинематики сплошной среды (4 часа)
- •Раздел 2. Гидравлическое сопротивление и диссипация энергии потока вязкой жидкости (26 часов)
- •2.1.Основные понятия и определения (2 часа)
- •2.2. Потери давления (напора) по длине потока и местные гидравлические потери (16 часов)
- •2.3. Законы гидравлического сопротивления при ламинарном движении (4 часа)
- •2.4. Законы гидравлического сопротивления при турбулентном движении (4 часа)
- •Раздел 3. Гидравлические напорные системы (26 часов)
- •3.1.Основные понятия и определения (2 часа)
- •3.2.Методика гидравлического расчета напорных систем (12 часов)
- •3.3.Гидравлический удар (6 часов)
- •3.4. Истечение жидкости через отверстия и насадки (6 часов)
- •3.5. Некоторые сведения из прикладной газовой динамики (9 часов)
- •3.6. Истечение газа из резервуара (12 часов)
- •Раздел 4. Основные сведения о гидроприводах. (18 час)
- •4.1. Общие сведения о силовом объемном гидроприводе (6 часов)
- •4.2. Общие сведения о гидравлических следящих гидроприводах (6 часов)
- •4.3. Общие сведения о пневмоприводах (6 часов)
- •Раздел 5. Основные составные части гидроприводов птм и о., автомобилей и гаражного оборудования. (18 час)
- •5.1. Объемные гидромашины (6 часов)
- •5.2. Аппаратура и оборудование гидропривода (6 часов)
- •5.3. Регулирование объемного гидропривода (6 часов)
- •5.4. Вспомогательные устройства гидроприводов (4 часа)
- •Раздел 6. Основы проектирования и расчета гидроприводов птм и о., автомобилей и гаражного оборудования (22 часа)
- •6.1. Этапы проектирования и расчета объемного гидропривода
- •(18 Часов)
- •6.2. Статический и динамический расчет следящих гидроприводов (2 часа)
- •6.3. Гидродинамические передачи (2 часа)
- •Раздел 7. Основы проектирования и расчета пневмоприводов птм и о., автомобилей и гаражного оборудования
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •Старый вариант
- •Раздел 2 Гидропневмопривод
- •2.1 Общие сведения о силовом объемном гидроприводе
- •2.2 Объемные гидромашины
- •2.2.1 Объемные насосы.
- •2.2.2 Объемные гидравлические двигатели.
- •2.3 Аппаратура и оборудование гидропривода
- •2.4 Регулирование объемного гидропривода
- •2.5 Применение объемного гидропривода в пт и смд, автомобилях и гаражном оборудовании.
- •2.6 Этапы проектирования объемного гидропривода
- •2.7 Гидродинамические передачи
- •2.2.2 Тематический план дисциплины «Гидравлика и гидропневмопривод» для студентов заочной формы обучения.
- •2.2.3 Тематический план дисциплины «Основы гидравлики и гидропривода» для студентов очной формы обучения.
- •2.2.4 Тематический план дисциплины «Основы гидравлики и гидропривода» для студентов очно-заочной формы обучения.
- •2.2.5 Тематический план дисциплины «Основы гидравлики и гидропривода» для студентов заочной формы обучения.
- •2.2.6 Тематический план дисциплины «Гидравлические и пневматические системы автомобилей и гаражного оборудования» для студентов очной формы обучения.
- •2.2.7 Тематический план дисциплины «Гидравлические и пневматические системы автомобилей и гаражного оборудования» для студентов очно-заочной формы обучения.
- •2.2.8 Тематический план дисциплины «Гидравлические и пневматические системы автомобилей и гаражного оборудования» для студентов заочной формы обучения
- •2 Гидравлика и гидропневмопривод .3 Структурно-логическая схема дисциплины “Гидравлика и гидропневмопривод”.
- •Раздел 1. Гидравлика
- •Раздел 2. Гидропневмопривод
- •2.5 Практические занятия.
- •2.5.3. Лабораторные работы по дисциплине «Основы гидравлики и гидропривода» для специальности 190601.65 очной формы обучения.
- •2.5.3. Лабораторные работы по дисциплине «Основы гидравлики и гидропривода» для специальности 190601.65 очно-заочной формы обучения.
- •2.5.3. Лабораторные работы по дисциплине «Основы гидравлики и гидропривода» для специальности 190601.65 заочной формы обучения.
- •2.5.3. Лабораторные работы по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы автомобилей и гаражного оборудования» для специальности 190601.65 очной формы обучения.
- •2.5.3. Лабораторные работы по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы автомобилей и гаражного оборудования» для специальности 190601.65 очно-заочной формы обучения.
- •2.5.3. Лабораторные работы по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы автомобилей и гаражного оборудования» для специальности 190601.65 заочной формы обучения.
- •2.6 Балльно-рейтинговая система.
- •3.Информационные ресурсы дисциплины.
- •3.1 Библиографический список.
- •3.2 Опорный конспект по дисциплине «Гидравлика и гидропневмопривод». Введение.
- •Введение в дисциплину.
- •Раздел 1. Гидравлика
- •1.1 Физико-механические свойства жидкости. Модель сплошной среды и ее гидродинамические параметры . Изучаемые вопросы:
- •Контрольные вопросы.
- •1.2 Гидростатика. Изучаемые вопросы:
- •Контрольные вопросы.
- •1.3 Основы динамики жидкости. Изучаемые вопросы:
- •Контрольные вопросы
- •1.4 Гидравлическое сопротивление и диссипация энергии потока вязкой жидкости Изучаемые вопросы:
- •Контрольные вопросы
- •1.5 Гидравлические напорные системы Изучаемые вопросы:
- •Контрольные вопросы.
- •1.6 Одномерные потоки газа (некоторые сведения из прикладной динамики) Изучаемые вопросы:
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 2. Гидропневмопривод
- •2.1 Общие сведения о силовом объемном гидроприводе Изучаемые вопросы:
- •2.2 Объемные насосы и гидродвигатели
- •Контрольные вопросы:
- •2.3. Аппаратура и оборудование гидропривода Изучаемые вопросы:
- •Контрольные вопросы.
- •2.4 Регулирование объемного гидропривода Изучаемые вопросы:
- •2.5. Применение объемного гидропривода в пт и сдм и оборудовании Изучаемые вопросы:
- •2.6. Этапы проектирования гидропривода пт и сдм. Конструкция гидропривода пт и сдм определяется типом машины, для которой он предназначен.
- •2.7. Гидродинамические передачи Изучаемые вопросы:
- •2.8. Общие сведения о пневмоприводах
- •Контрольные вопросы
- •2.9. Пневматические машины
- •Контрольные вопросы.
- •2.10 Пневматическая аппаратура.
- •Контрольные вопросы
- •2.11 Расчет пневмоприводов
- •Контрольные вопросы
- •3.3 Список основных обозначений и сокращений (глоссарий) Обозначения на основе латинского алфавита
- •Обозначения на основе греческого алфавита
- •Безразмерные комплексы
- •4.Блок контроля освоения знаний.
- •4.1 Общие указания к выполнению контрольных работ
- •4.1.1 Задания на контрольную работу 1 Задание 1
- •Методические указания к выполнению задания 1.
- •Задание 2
- •Методические указания к выполнению задания 2.
- •Задача №4.
- •Задача №5.
- •Задача №6
- •4.1.2 Задания на контрольную работу 2.
- •Задание 5.
- •Методические указания к выполнению задания 5
- •1.При определении расхода газа g по формуле (4.32) можно воспользоваться
- •4.2 4.3 Тесты текущего контроля
- •Раздел 1 Гидравлика. Тест №1
- •Раздел 2. Гидропневмопривод. Тест 2.
- •Содержание
Контрольные вопросы.
- Что изучает гидростатика?
- Что называется гидростатическим давлением?
- Приведите краткий вывод дифференциального уравнения гидростатики в векторной форме и систему дифференциальных уравнений в частных производных (уравнений Эйлера).
- Приведите решение дифференциальных уравнений гидростатики при равновесии жидкости в гравитационном поле и в поле действия сил инерции при относительном покое.
- Дайте определение манометрического и вакуумметрического давлений.
- В каких случаях равновесия жидкости и газа давление во всех точках объёма одинаково?
- Сформулируйте гидростатический закон Паскаля и приведите примеры применения этого закона на практике.
- Сформулируйте гидростатический закон Архимеда о подъёмной силе и приведите примеры применения этого закона на практике.
- Что называется потенциальной энергией жидкости и газа и чему она равна в случае равновесия жидкости в гравитационном силовом поле?
- Что понимают под плотностью потенциальной энергии?
- Чему равна потенциальная энергия в случае равновесия жидкости в гравитационном силовом поле?
- Дайте определения гидростатического напора и укажите единицы его измерения.
1.3 Основы динамики жидкости. Изучаемые вопросы:
-Определение, задачи и методы гидродинамики. Элементы кинематики сплошной среды. Классификации видов движения сплошной среды.
-Гидродинамическая модель одномерного движения и её параметры.
-Дифференциальное уравнение гидродинамики идеальной жидкости. Уравнение Бернулли для установившегося напорного движения идеальной жидкости.
-Закон сохранения массы в гидродинамике. Уравнение неразрывности в модели одномерного движения.
-Закон об изменении кинетической энергии. Гидродинамическое уравнение. Уравнение баланса (сохранения) механической энергии потока при одномерном движении. Уравнение Д. Бернулли для установившегося напорного движения реальной (вязкой) жидкости.
Гидродинамика изучает законы движения жидкости. Изучение гидродинамики начинается с изучения кинематических характеристик движущейся жидкости и с классификаций видов движения. Методически важно представлять модели движения сплошной среды жидкости, предложенными Лагранжем и Эйлером. По Лагранжу координаты движущихся частиц задаются функциями времени, а по Эйлеру – полем скоростей движущихся частиц в точках пространства, фиксированных неподвижными координатами. Вводятся в рассмотрение векторные линии и трубки тока, вихревые линии и трубки тока. Ускорение, определяемое по Лагранжу как производная от скорости по времени, (заданная по Эйлеру), состоит из двух частей: локального (местного) в виде частной производной от скорости по времени при неустановившемся движении и конвективного (переносного), обусловленного с полем скоростей. Конвективное ускорение имеет место, как при неустановившемся, так и при установившемся во времени движении. Двум видам ускорения соответствуют и две силы инерции: локальная и конвективная.
Кроме двух видов движения, связанных со временем, различают движение равномерное и неравномерное, а также ламинарное (слоистое) и турбулентное (беспорядочное), напорное и безнапорное (со свободной поверхностью).
При изучении напорного движения часто применят модель одномерного движения, имея в виду одну средне расходную скорость в поперечном сечении потока, что позволяет значительно упростить расчёт с приемлемой точностью. Поперечное сечение потока определяется площадью, смоченным периметром и гидравлическим радиусом, равным отношению площади к смоченному периметру.
Дифференциальное уравнение движения идеальной (невязкой, без трения) жидкости можно ввести двумя способами: 1) на основе закона о сохранении количества движения; 2) из уравнения сил в потоке жидкости с присоединением, согласно принципу Д`Аламбера сил инерции с противоположным знаком. Уравнение записывается в напряжениях, где напряжение силы инерции равно произведению плотности жидкости на производную от скорости по времени.
Интеграл этого уравнения в частном случае, когда потенциал объёмных сил равен произведению ускорения сил тяжести на геометрическую высоту, состоит из плотности потенциальной энергии и плотности кинетической энергии, равной произведению плотности массы на одну вторую квадрата скорости. В единицах напора это уравнение известно как уравнение Бернулли для идеальной жидкости, связывающего два контрольных сечения потока. В случае реальной (вязкой) жидкости правая часть уравнения Бернулли, относящаяся ко второму сечению, дополняется потерей напора, обусловленной трением.
Математическая формулировка закона сохранения массы представляет собой производную от массы по времени, равной нулю. Гидравлическое уравнение закона сохранения массы выводится применительно к контрольному объёму жидкого тела, выделенного двумя сечениями в потоке с одномерным движением, который условно перемещается по течению за отрезок времени dt. Определяя приращение массы в контрольном объёме, равное нулю, получают уравнение неразрывности в виде постоянства расхода в любом сечении потока с разной площадью и разной средней скоростью. Следствием из уравнения является соотношение скоростей обратно пропорциональное площади сечений.
Математическая формулировка закона сохранения количества движения представляет собой производную от количества движения по времени, равной главному вектору всех внешних сил (второй закон механики Ньютона). Гидравлическое уравнение закона сохранения количества движения выводится аналогично уравнению закону сохранения массы и представлено в векторной форме в виде произведения массового расхода (размерность кг/с) на разность векторов скоростей во втором и первом контрольном сечении потока, равного главному вектору всех внешних сил, действующих на выделенный контрольный объём жидкости (правая часть уравнения).
Старое название закона об изменении кинетической энергии – закон «живых сил», Предложенный Лейбницем в совершенной трактовке гласит: «Изменение кинетической энергии движущего тела равно сумме работ всех внешних и внутренних сил, действующих на тело. Гидравлическое уравнение этого закона представляет собой уравнение баланса (сохранения) механической энергии потока при одномерном движении, выраженному в виде плотностей потенциальной и кинетической энергии с учётом потери (давления) затраченную на работу внутренних сил трения. Плотность кинетической энергии, выраженной в единицах давления является гидродинамическим давлением. Уравнение баланса энергии, записанное в единицах напора, представляет собой уравнение Д. Бернулли для установившегося движения реальной (вязкой) жидкости (или газа при изотермическом движении).