Контрольные вопросы

- Как определяется работа и мощность потока жидкости (газа)?

- Что означает термин диссипация механической энергии потока?

- Дайте определение термина «гидравлическое сопротивление» и поясните его энергетическую оценку.

- Укажите два вида гидравлического сопротивления и в чём они характеризуются.

- Назовите два характерных режима движения жидкости (газа). Поясните физический смысл числа Рейнольдса.

- Что означает термин «вязкое», «инерционное» и «инерционно-вязкое» гидравлическое сопротивление?

- Приведите вывод основного уравнения равномерного движения.

- Приведите структуру формулы потери давления (напора) по длине потока в трубе круглого сечения.

- Какие факторы влияют на величину коэффициента гидравлического трения?

- Приведите описание ламинарного движения и формулу коэффициента гидравлического трения в трубе круглого сечения.

- Дайте характеристику общего случая турбулентного движения, понятие теории пристеночной турбулентности Л. Прандтля.

- Что представляют из себя законы гидравлического сопротивления при турбулентном движении?

- Как выглядит обобщённый расчётный график зависимости коэффициента гидравлического трения в трубах с технологической шероховатостью?

- Дайте определение местного гидравлического сопротивления и приведите его расчётную формулу (формулу Вейсбаха – Дарси).

- Как определяются потери давления в аппаратах управления гидро - и пневмоприводами с учётом их паспортных данных?

1.5 Гидравлические напорные системы Изучаемые вопросы:

-Гидравлические напорные системы: определение, элементная база систем, основная гидравлическая характеристика.

-Напорные трубопроводы. Задачи гидравлического расчёта при установившемся движении.

-Неустановившееся движение незжимаемой жидкости в трубопроводах. Инерционное давление.

-Неустановившееся движение с учётом сжимаемости жидкости – гидравлический удар в напорных трубопроводах.

-Расчёт пропускной способности отверстий.

Технические системы,в состав которых входит жидкость, Называется гидравлическими. Гидравлические системы с напорным движением жидкости называются напорными системами. К напорным гидравлическим системам относятся системы энергосиловые (гидроприводы, системы гидроавтоматики), Трансиорбирующие (системы водоснабжения, охлаждения и химических производств, системы во всех видах транспорта и многие другие).

В зависимости от назначения гидровлических систем в их состав могут входить гидравлические машины, различные аппараты, управляющие и контрольно и контрольно-регулирующая аппаратура. Обязательным элементом гидравлических напорных систем являются трубопроводы.

Основная гидравлическая характеристика системы — Это ее пропускная способность (связь пропускаемого расхода с давлением, или напором). Энергосиловые характеристики можно характеризовать мощностью.

Трубопроводы, в которых движение жидкости напорное принято называть напорными трубопроводами. В системах гидроприводах они называются гидролиниями. Различают простые трубопроводы с последовательным и параллельным соединением труб и сложные, разветвлённые и образующие сеть. При расчёте трубопроводов в качестве синтеза определяют оптимальный с точки зрения пропускной способности диаметр труб, а при анализе установленного трубопровода определяют расход при известном давлении (перехода давления) и требуемое давление для обеспечения пропуска заданного расхода. Подробно о расчёте трубопроводов смотри с [10].

При неустановившемся напорном движении жидкости в трубопроводах без учёта сжимаемости, под действием локальных сил инерции вдоль потока создаётся инерциальное давление, величина которого пропорциональна величине и знаку ускорения движения, длине потока плотности жидкости. При этом по длине ускоряющегося потока общее давление в трубопроводе снижается, при торможении – увеличивается.

В случае резкого изменения во времени скорости, т.е. при значительных ускорениях создаётся значительный скачёк инерционного давления, при котором происходит изменение плотности жидкости и упругая деформация стенки трубы. Такое явление называется гидравлическим ударом. При резком торможении потока скачек ударного давления в несколько раз превышает гидромеханическое давление в установившемся движении. В трубопроводе возникает волновой процесс. Расчёт гидравлического удара производится по формулам, полученным русским учёным Н.Е. Жуковским. Различают прямой гидравлический удар при мгновенном торможении и непрямой (ослабленный) гидроудар, у которого фаза волнового процесса превышает время мелкого перекрытия потока. Подробно гидравлический удар описан в [2].

Пропускной способностью обычных отверстий в стенках сосудов , резервуарах и проходных отверстиях в гидравлических аппаратах называется зависимость пропускаемого расхода жидкости или газа через отверстие от перепада давления, равного разности давлений перед отверстием и за отверстием. Формула этой зависимости выводится из рассмотрения процесса истечения из простого отверстия с использованием уравнения Бернулли и уравнения неразрывности.

В аппаратах с регулируемой площадью проходного отверстия зависимость пропускной способности становится нелинейной, в которой расход зависит от перепада давления и от площади проходного отверстия. В формулу пропускной способности входит гидравлический коэффициент расхода (опытная величина), зависящий от характера очертания пограничной поверхности отверстия, значение которого меньше единицы.