Домашняя работа
Глава III Основные понятия гидродинамики стр. 18-24
«Основы гидравлики и гидропривод станков»
Пр. №2, Пр. №3, Пр. №4
Практическая работа №2
«Расчет гидростатического привода»
Задание
Расчет гидростатического привода по исходным данным
Цель занятия
Научиться определять основные параметры гидростатического привода.
Теоритеческое основание
Расчет гидростатического привода.
Принцип работы гидростатических машин основан на использование закона Паскаля, согласно которого, внешнее давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, передается всем точкам жидкости и во всех направлениях одинаково.
Рассмотрим два цилиндра с поршнями соединеных трубопроводом. Приложим к первому из поршней силу 
. Внешняя сила равномерно распределяясь создает внешнее давление на поверхности жидкости и согласно закона Паскаля давление передается во все точки цилиндро 1 и 2.
Следовательно давление под поршнем 1 и под поршнем 2 будет одинково и определится по формуле:
или 
Следовательно 
. Откуда получаем:
(1)
Площади поршней находяться по формулам:
и 
(2)
Подставив значение площадей (2) в формулу (1) и проведя сокращения получаем:
(3)
Из формулы (3) видно, что усилие 
на поршне 2 пропорционально квадрату их диаметров как и рычага, но гидростатический привод компактнее, так как площади поршней уверичиваются пропорционально квадрату их диаметров, но и здесь действует золотое правило механики: «Во сколько раз выигрываешь в силе, во столько раз проигрываешь в расстоянии».
Осуществив перемещение 
поршень 1 вытолкнит объем 
который переместится под поршень 2, сместив его на величину 
. Перемещаемый объем определяется по формулам:
и 
Откуда с учетом формулы (2) получим перепещение поршня 2:
Этот принцип используется в гидропрессах, гидросистемах для подъема груза и т. д.
Исходные данные для расчетов
Определить давление в гидросистеме и массу груза лежащего на поршне 2, если для его поднятия необходимо приложить к поршню 1 силу 
кН. Диаметр поршня 1 
мм и за перемещение поршня 1 на величину 
мм поршень 2 совершает перемещение 
мм. Трением принебречь.
Практическая работа №3
«Расчет числа Рейнольдса и
определение режима движения жидкости»
Задание
Определить режим движения жидкости по исходным данным
Цель занятия
Научиться определять режим движения жидкости по числу Рейнольдса
в зависимости от изменения скорости потка жидкости,
диаметра трубопровода и расхода жидкости.
Теоритеческое основание
Различают два режима движения жидкости:
- Ламинарный (слоистый), когда отдельные слои жидкости движутся не перемешиваясь паралельно оси трубопровода.
- Тубулентный (вихревой) слои жидкости перемещиваются с образованием завихрений.
Опытами установлено, что наличие того или иного режима жидкости определяется:
- средней скоростью потока жидкости
в м/с; линейным размером сечения потока для трубопроводов. Для круглых трубопроводов – внутренним диаметром 
в м; кинематической вязкостью жидкости 
в м2/с. По этим величинам определяю число Рейнольдса 
, которое характеризует режим движения жидкости. Для круглых труб число Рейнольдса 
определяется по формуле:
(1)
Из условия постоянства потока расход жидкости определяется по формуле:
, м3/с
Выражаем скорость потка жидкости через расход получаем:
Подставив скорость потока жидкости в формулу (1) получаем:
(2)
Для определения режима движения необходимо:
- определить расчетное число
по формулам (1) и (2) сравнить расчетное число 
с критическим 
Правило: Режим течения жидкости считается ламинарным при 
и турбулентным при 
Для гладких круглых труб критическое число Рейнольдса 
Задача № 1
Определить режимы движения масла АУ вязкостью 49∙10-6 м2/с в гладкой круглой трубе диаметром 20 мм при скоростях потка жидкости 10 м/с и 4 м/с и определить критическую скорость потка жидкости.
Задача № 2
Определить режимы движения масла МГЕ-10А вязкостью 22∙10-6 м2/с при скорости потка жидкости 5 м/с в гладких круглых трубах диаметрами 10 мм и 8 мм.
Задача № 3
Определить режимы движения масла МГЕ-4А вязкостью 7∙10-6 м2/с в гладкой круглой трубе диаметром 20 мм при расходах жидкости 10 л/мин и 30 л/мин.
Практическая работа №4
«Расчет величины потерь давления в гидросистемах»
Задание
Определить величины потерь давления в гидросистемах
по исходным данным
Цель занятия
Научиться определять режим движения жидкости по числу Рейнольдса
в зависимости от изменения скорости потока жидкости,
диаметра трубопровода и расхода жидкости.
Теоритеческое основание
Потери давления в трубопроводах.
Силы трения, возникающие в жидкости при ее движении и вызывающие потери напора и давления, называются гидросопротивлением. Различают потери напора по длине 
и местные потери 
, зависящие от сужения трубопроводов и радиусов гиба.
Потери напора по длине и потери давления по длине для гладких круглых трубопроводов определяются по формуле Дорси–Вейсбаха:
(1)
(2)
где l – длина трубопровода, м;
d – диаметр трубопровода, м;
– средней скоростью потока жидкости, м/с;
– коэффицмент Дарси, зависящий от режима движения жидкости;
– уделный вес;
– плотность жидкости, кг/м3.
Режим движения жидкости существенно влияет на гидравлическое сопротивление и потери давления, поэтому для определения потери давления необходимо сначала определить режим движения жидкости, а затем потери давления.
Потери давления в гладких круглых трубопроводах при ламинарном движение.При ламинарном движении коэффицмент Дарси определяется по формуле
(3)
где 
– число Рейнольдса;
d – диаметр трубопровода, м;
– средней скоростью потока жидкости, м/с;
– кинематическая вязкость жидкости, м2/с.
Подставив в формулу (1) значение 
получаем:
(4)
Выразив скорость через расход рабочей жидкости:
(5)
И подставив в формулу (4) получаем уравнение называемым законом Пуазейля:
(6)
Потери давления по длине в зависимости от скорости движения жидкости пределим совместив формулы (2) и (4)
(7)
Потери давления по длине в зависимости от расхода жидкости определим совместив формулы (2) и (6)
(8)
При турбулентном движении коэффицмент Дарси определяется по формуле Альтшуля:
(9)
где 
– число Рейнольдса;
d – диаметр трубопровода, м;
– шероховатость поверхности, м;
При малых значениях отношения 
данным слагаемым принебригаем и получаем формулу Блазиуса в зависимости от числа Re:
(10)
При больших значениях числа Re данным слагаемым принебригаем и получаем формулу:
(11)
Потери напора и потери давления по длине при турбулетном режиме определяются по формулам (1) и (2):
(12)
(13)
Потери напора по длине от скорости движения жидкости для гладких круглых трубопроводов, отношение 
для которых стремиться к 0, определим подставив в формулу (12) значение 
из формулы (9):
(14)
Потери напора по длине от расхода жидкости для гладких круглых трубопроводов, отношение 
для которых стремиться к 0, определим подставив в формулу (14) значение 
из формулы (5):
(15)
Потери давления по длине от скорости движения жидкости для гладких круглых трубопроводов, отношение 
для которых стремиться к 0, определим совместив формулы (13) и (10)
(16)
Потери напора по длине от расхода жидкости для гладких круглых трубопроводов, отношение 
для которых стремиться к 0, определим подставив в формулу (16) значение 
из формулы (5):
(17)
Алгоритм расчета:
- определить расчетное число Re сравнить расчетное число Re с критическим ReКР и определить режим течения жидкости; Исходя из режима течения жидкости определить потери напора по формулам (4) (6) или (14) (15); Исходя из режима течения жидкости определить потери давления по формулам (7) (8) или (16) (17);
Задача № 1
Определисть потери давления в магистрали гидросистемы до нагрева и после, если общая длина магистрали 10 м, диаметр магистрали 10 мм, скорость движения жидкости 7,5 м/с, вязкость жидкости 0,5 Ст, плотность жидкости 900 кг/м3. В связи с нагревом рабочей жидкости вязкость жидкости снижается до 0,15 Ст.
Задача № 2
По гладкому трубопроводу диаметром 20 мм и длиной 3 м перемещается жидкость с вязкостью 20 мм2/с. Определить потери напора и давления по длине, если расход жидкости Q = 15 л/мин.
