Словарь терминов и определений по курсу «Гидравлика и

Словарь терминов и определений по курсу «Гидравлика и
гидропневмопривод»
Гидравлика – наука, изучающая законы равновесия и движения
жидкости, а также методы применения этих законов к решению различных
технических задач. Гидравлика подразделяется на гидростатику, кинематику
и гидродинамику. В гидростатике изучаются законы равновесия жидкостей.
В кинематике изучаются связи между геометрическими характеристиками
движения и временем (скорости и ускорения). В гидродинамике – законы
движения жидкостей с учетом действующих сил.
Физические свойства жидкости – свойства жидкости данные от
природы.
Жидкости – это физические тела, обладающие легкой подвижностью
частиц, текучестью и способные изменять свою форму под воздействием
внешней среды. разделяются на сжимаемые (газообразные) и
малосжимаемые (капельные).
Плотностью жидкости - это отношение массы жидкого М тела к его
объему V.
Удельный вес жидкости – это сила, с которой масса жидкого тела
притягивается в поле земного тяготения.
Вязкость. Это свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу
слоев относительно друг друга. Силы, возникающие при этом называют
силами внутреннего трения или силами вязкости. Различают динамическую
вязкость µ = τdy/dU, где τ - касательные напряжения, dy/dU – градиент
скорости и кинематическую вязкость.
В гидравлических расчетах часто используют кинематическую
вязкость, равную ν = µ/ρ. Вязкость зависит от температуры жидкости, для
капельных жидкостей с повышением температуры вязкость уменьшается, для
газов, наоборот, возрастает.
Поверхностное натяжение – свойство, обусловленное
взаимного притяжения между молекулами верхнего слоя жидкости.
силами
Давление – мера механического воздействия в какой либо точке
поверхности твёрдого тела со стороны жидкости.
Свойства гидростатического давления. Гидростатическое давление
характеризуется тремя свойствами:
Первое свойство. Гидростатическое давление всегда направлено по
внутренней нормали к поверхности, на которую оно действует.
Второе свойство. Гидростатическое давление в любой точке жидкости
действует одинаково по всем направлениям.
Третье свойство. Гидростатическое давление в любой точке жидкости
зависит только от удельного веса жидкости и координат этой точки в
пространстве.
Виды давления. В гидравлике принято различать три вида давления:
Абсолютное – это давление от точки вакуума до точки измеренного
давления, обозначается буквой Р с цифровым индексом: Р1; Ро и т.д.
Вакуумметрическое давление -это величина снижения давления от
атмосферного, обозначается Рвак; Рв; V.
Манометрическое (избыточное) давление – это величина превышения над
атмосферным давлением, обозначается Рм; М.
Закон Паскаля Изменение давления в любой точке покоящейся
жидкости в замкнутом объеме передается другим точкам жидкости этого же
объема без изменений, т.е. ∆р1 = ∆р2.
Гидродинамика – раздел гидравлики рассматривающий законы
движения жидкостей и их практическое применение. Если в кинематике
изучается движение жидкости без учета сил, вызывающих это движение, то
динамика жидкости рассматривает законы движения жидкости в зависимости
от приложенных к ней сил.
Идеальная жидкость – представляемая жидкость, лишенная сил
внутреннего трения, рассматриваемая как сплошная непрерывная среда,
сплошь заполняющая некоторое пространство без образования пустот
имеющая в рассматриваемый момент времени постоянные значения всех
физических свойств.
Потоком жидкости называют движущуюся массу жидкости,
ограниченную направляющими твердыми стенками или свободными
поверхностями.
Напорным называется поток жидкости, который не имеет свободной
поверхности, например, движение воды в трубопроводе.
Безнапорным называется поток жидкости, имеющий свободную
поверхность, т.е. он соприкасается с твердыми стенками лишь по части
своего периметра. Такие потоки встречаем при движении воды в каналах и
руслах рек.
Гидравлические струи - поток жидкости, со всех сторон окруженного
свободной поверхностью, примером может служить струйка, вытекающая из
крана, струя пожарного брандспойта.
Линия тока – это линия, проведенная через ряд точек в движущейся
жидкости так, что векторы скоростей в этих точках касательны к ней.
Живое сечение F – это поперечное сечение потока, перпендикулярное
ко всем линиям тока (далее сечение).
Трубкой тока называется совокупность линий тока, проведенных
через все точки замкнутого непересекающегося контура в живом сечении,
образующие поверхность.
Смоченный периметр – та часть периметра потока, которая
соприкасается с твердыми стенками.
Установившееся движение – такое движение, при котором в любой
точке потока жидкости скорость и давление не изменяются (например,
движение воды в канале с постоянными геометрическими параметрами).
Неустановившееся движение – при котором в любой точке потока
жидкости скорость и давление с течением времени изменяются (например,
истечение жидкости из бака).
Режимы движения жидкости: В гидравлике различают два режима
движения жидкости:
1. ламинарный ( от греческого слова «ламина» - пластина) который
характеризуется плоскопараллельным смещением слоев жидкости при
движении потока. Ламинарный режим движения жидкости наблюдается при
небольших скоростях движения жидкости и при движении вязких жидкостей
(органические и минеральные масла, нефть и др.);
2. турбулентный режим – который характеризуется беспорядочным
перемещением конечных масс жидкости, сильно перемешивающихся между
собой. Маловязкие жидкости (бензин, вода, спирт, керосин) склонны к
движению в турбулентном режиме.
Число Рейнольдса, критерий Рейнольдса – Re, величина, которая
показывает соотношение сил инерции к силам вязкости. Является условной
границей перехода от одного режима движения жидкости к другому.
Расходом жидкости называется количество жидкости протекающей в
единицу времени в данном сечении потока.
Различают
1. Q – объемный расход [м3/с, л/с];
2. ρQ – массовый расход [кг/с];
3. γQ – весовой расход [н/с].
Напор. В общем случае сумма трех видов энергий, которыми обладает
поток жидкости. В эту сумму входят:
1. пьезометрический напор (удельная потенциальная энергия
давления);
2. геометрический напор (удельная потенциальная энергия положения
жидкости в поле земного тяготения);
3. скоростной напор (кинетическая энергия).
Потери напора при движении жидкости. В современном
представлении, для практических расчетов потери удельной энергии (напора)
затрачиваемой на преодоление сопротивлений движению вязкой жидкости,
слагаются из двух видов:
1) потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений по
длине трубопровода, пропорциональных длине участков движения потока
жидкости (в дальнейшем - потерь по длине -hl);
2) потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений в
пределах коротких участков в непосредственной близости от местных
конструктивных устройств: вход, выход, сужение потока, расширение потока
(в дальнейшем будем называть их местными потерями напора hr).
Принимается, что общие потери напора в системе равны сумме потерь
напора по длине отдельных участков и всех местных потерь:
hw = Σhl + Σhr
На основании многочисленных опытов было установлено, что потери
напора в трубах пропорциональны скоростному напору (V2/2g)
Эквивалентной шероховатостью называется высота выступов
равнозернистой поверхности эталона, при которой получают такое же
значение λ, что при испытаниях на образце.
Уравнение энергии – уравнение баланса трех видов энергий
движущегося потока, рассматриваемого в двух продольных сечениях.
Насосом называется машина, служащая для увеличения суммарной
энергии потока.
Напором насоса называется энергия сообщаемая насосом единице
веса жидкости (1Н).
Гидродвигатель - это гидравлическая машина, преобразующая
энергию потока жидкости в механическую (или другие виды) энергии. К
гидродвигателям относятся турбины, гидромоторы, гидроцилиндры.
Напором гидродвигателя называется удельная энергия преобразуемая
гидродвигателем в другие виды энергии.
Гидравлическими машинами называются механические устройства
которые сообщают энергию жидкости (насосы) или получают ее от потока
жидкости (гидродвигатели).
Характеристикой центробежного насоса называют зависимость
напора, мощности и КПД в зависимости от подачи при постоянной частоте
вращения рабочего колеса.
Коэффициентом быстроходности насоса называется частота
вращения эталонного насоса, геометрически подобного рассматриваемому,
но таких размеров, при которых, работая в том же режиме с напором Н = 1м,
показывал бы производительность Q = 0,075м3/с.
Объемной гидравлической машиной называется гидромашина,
рабочий процесс которой основан на попеременном заполнении рабочих
камер. Под камерой понимается пространство внутри машины, периодически
изменяющее свой объем.
Огнестойкость жидкостей характеризуется температурой вспышки,
воспламенения и самовоспламенения. Температура вспышки – минимальная
температура выделения такого количества паров, которые могут дать
кратковременную вспышку. Температура воспламенения – такая, при
которой выделяется количество паров достаточное для поддержания горения.
Температура самовоспламенения – такая, при которой жидкость или ее пар
вспыхивают при контакте с воздухом.
Диэлектрические свойства жидкостей для многих случаев
эксплуатации являются важными с точки зрения размещения
них
электрических агрегатов (соленоидов, обмоток эл. двигателей, датчиков и
пр.) Присутствие воды в таких жидкостях опасно.
Агрессивность по отношению к уплотнениям рабочих жидкостей
должна быть минимальной. Ни одна из рабочих жидкостей не является
абсолютно инертной, жидкости вызывают усадку, набухание и размягчение
уплотнений узлов. В результате длительного контакта жидкостей с
уплотнениями происходит вымывание компонентов и замещение их
жидкостью, а также сложные физико-химические реакции.
Тонкостью фильтрации называют минимальный размер частиц
загрязнителя фильтруемой среды, улавливаемой фильтром, т.е. способность
фильтра удалять из жидкости частицы определенного размера.