Жидкость (стр. 6 )

При обратном движении поршня в камере насоса генерируется избыточное давление; клапан всасывания перекрывается, а подачи – наоборот, открывает жидкости доступ в нагнетательный трубопровод. При этом жидкость будет поступать в напорный коллектор прерывисто, в зависимости от частоты движения поршня.

Для того, чтобы увеличить КПД поршневых насосов и стабилизировать давление в напорном трубопроводе, применяют насосы двухстороннего действия и имеющие несколько цилиндров агрегаты. Насосы двухстороннего действия, в отличие от описанных выше, имеют поделенный пополам цилиндр, каждая часть которого имеет свой напорный и всасывающий патрубки, оснащенные клапанами. При движении поршня, в разных частях цилиндра создается либо избыточное, либо всасывающее давление, под действием которого открывается та или иная пара клапанов.

В качестве дополнительного прибора, обеспечивающего равномерную подачу поршневых насосов, применяются также воздушные колпаки, представляющие собой емкость, заполненную до некоторого уровня воздухом. При выбросе жидкости из камеры насоса, воздух, благодаря своей упругости, гасит часть давления, а при обратном цикле – воздух расширяется, и подача жидкости в напорный трубопровод или резервуар продолжается.

К недостаткам поршневых насосов следует отнести сложность изготовления, и как следствие, их высокую стоимость. К тому же, такие насосы требуют дополнительных уплотнительных приспособлений между стенками рабочей камеры и поршня, которые в результате воздействия сил трения подвержены износу.

П. н. описанной конструкции не применимы для перекачки сред, содержащих абразивные частицы. Зачастую такие насосы требуют дополнительной системы охлаждения. Последовательное соединение поршневых насосов с возвратно поступательным движением поршня не применяется, т. к. высокое давление на входе неприемлемо. Неоспоримыми достоинствами п. н. является возможность генерирования больших напорных значений при малых габаритах, взаимозаменяемость деталей, возможность регулировки давления в напорном трубопроводе путем изменения частоты движения или хода поршней.

Такие насосы широко применяются в химической и пищевой промышленности, в системах водоснабжения и в быту.

22. Уравнение неразрывности потока Уравнение неразрывности представляет собой закон сохранения массы вещества применительно к жидкостям. При соблюдении этого уравнения жидкость движется сплошным потоком без разрывов и пустот. Уравнение неразрывности может быть представлено в дифференциальной форме  для частицы жидкости и элементарной струйки, а также в конечных величинах для потока жидкости. Для потока жидкости: рассмотрим какую-либо трубку тока. Выберем два ее сечения S1 и S2, перпендикулярные направлению скорости За время Дt через сечение S проходит объем жидкости SvДt; следовательно, за 1 с через S1 пройдет объем жидкости S1н1, где н1 - скорость течения жидкости в месте сечения S1. Через сечение S1 за 1 с пройдет объем жидкости S2н2, где н2 - скорость течения жидкости в месте сечения S2. Мы предположили, что скорость жидкости в сечении постоянна. Если жидкость несжимаема (с=const), то через сечение S2 пройдет такой же объем жидкости, как и через сечение S1, т. е.  S1н1=S2н2 (1) Следовательно, произведение скорости течения несжимаемой жидкости на поперечное сечение трубки тока есть величина постоянная для данной трубки тока. Соотношение (1) называется уравнением неразрывности для несжимаемой жидкости. Из уравнения неразрывности или сплошности следует, что чем  больше площадь сечения, тем меньше скорость и наоборот.

23. Устройство и принцип работы объемных Гдвигателей прямолинейного движения - гидроцилиндров (ГЦ). Где применяются ГЦ? Гидроцилиндр - объемный гидравлический двигатель, где поршень, определяемый как ведомое звено, совершает возвратно-поступательное движение вызываемое гидростатическим напором жидкости. Этот механизм позволяет получить прямолинейное движение без каких бы то ни было кинематических преобразований. Гидроцилиндры подразделяются на поршневые, плунжерные мембранные и сильфонные. Гидроцилиндры являются объемными гидромашинами и предназначены для преобразования энергии потока рабочей жидкости механическую энергию выходного звена. Гидроцилиндры работают при высоких давлениях (до 32 МПа), их изготовляют одностороннего и двухстороннего действия, с односторонним и двухсторонним штоком и телескопические. Основой конструкции является гильза 2, представляющая собой трубу с тщательно обработанной внутренней поверхностью. Внутри гильзы перемещается поршень 6, имеющий резиновые манжетные уплотнения 5, которые предотвращают перетекание жидкости из полостей цилиндра, разделенных поршнем. Усилие от поршня передает шток 3, имеющий полированную поверхность. Для его направления служит грундбукса 8. С двух сторон гильзы укреплены крышки с отверстиями для подвода и отвода рабочей жидкости. Уплотнение между штоком и крышкой состоит из двух манжет, одна из которых предотвращает утечки жидкости из цилиндра, а другая служит грязесъемником 1. Проушина 7 служит для подвижного закрепления гидроцилиндра. На нарезанную часть штока крепится проушина или деталь, соединяющая гидроцилиндр с подвижным механизмом. Ход поршня ограничивается крышками цилиндра. В некоторых случая она достигает 0,5 м/с. Жесткий удар поршня о крышку в гидроцилиндрах строительных машин предотвращают демпферы (тормозные устройства). Принцип действия большинства из них основан на запирании небольшого объема жидкости и преобразования энергии движущихся масс в механическую энергию жидкости. Из запертого объема жидкость вытесняется через каналы малого сечения. Предназначены для промышленного оборудования и для спецавтотранспорта, Главная деталь в любом грузовом автомобиле, самосвеле, бульдозере, подъемнике, экскаваторе и другой спецтехнике

24. Геометрический, энергетический и гидравлический смысл слагаемых уравнения Бернулли, правила их графического изображения.

Рассмотрим смысл уравнения Бернулли с точек зрения гидравлической, геометрической и энергетической. Гидравлическое истолкование С точки зрения гидравлики каждый член уравнения Бернулли имеет свое название, а именно:1. Первый член правой и левой частей уравнения Бернулли  называется скоростным напором. Скоростной напор можно наблюдать в действительности. Если например в точке А (рис.) рядом с пьезометром поставить изогнутую трубку, обращенную отверстием навстречу потоку, то уровень жидкости в этой трубке будет выше уровня в пьезометре на высоту, равную скоростному напору в той точке, где находится отверстие  трубки. Эта трубка  называется гидрометрической, или трубкой Пито. Зная разницу уровней в трубке Пито и пьезометре, можно определить скорость движения жидкости в этой точке.2. Второй член правой и левой частей уравнения  называется пьезометрической 3. Третий член  правой  и левой  частей уравнения  называется высотой  положения точки живого сечения над плоскостью сравнения. 4. Четвертый член правой части уравнения hw называется потерей напора при движении жидкости между сечениями 1-1 и 2-2. Напомним, что сумма пьезометрической высоты и высоты положения  z  во  всех  точках  живого  сечения  установившегося,  плавно изменяющегося потока одна и та же, т. е. и называется пьезометрическим напором.

Сумма скоростного напора и пьезометрического напора называется гидродинамическим напором . Учитывая это выражение, уравнение Д. Бернулли можно написать в следующем виде: . Таким образом, с гидравлической точки зрения уравнение Бернулли может быть  прочитано так:  гидродинамический напор в данном сечении потока  жидкости равен  гидродинамическому  напору  в  другом  сечении (лежащем ниже по течению) плюс потеря напора между этими сечениями. Геометрическое  истолкование  В связи с тем, что все члены уравнения Бернулли имеют линейную размерность, его можно представить графически. Проведя между сечениями 1-1 и 2-2 линию NN по верхним точкам гидродинамического напора, получим так называемую напорную линию, которая показывает изменение гидродинамического напора по длине потока. Поделив разность гидродин-ких напоров в 2сечениях на расстояния между ними, получим средний гидравлический уклон, но – потеря напора между сечениями 1-1 и 2-2; поэтому можно написать , т. е гидравлическим уклоном потока называется безразмерная величина, показывающая изменение гидродинамического напора на единицу длины потока. Заметим, что I может быть только положительной величиной, так как напорная линия NN всегда понижается ввиду того, что потери напора по длине потока неизбежны. Таким образом, с геометрической точки зрения уравнение Д. Бернулли можно прочитать так: напорная линия по длине потока всегда понижается, так как часть напора тратится на преодоление трения по длине поток. Энергетическое истолкование. Принимая во внимание т. е. полная удельная энергия потока равна сумме удельной кинетической и удельной потенциальной (давления и положения) энергий потока., сумму членов уравнения Бернулли с энергетической точки зрения можно представить  как  сумму  удельной  кинетической и удельной потенциальной энергий в любом  сечении потока при установившемся движении жидкости, а четвертый член уравнения hw как потерю механической энергии на преодоление сил трения при перемещении единицы массы жидкости от сечения 1-1 к сечению 2-2. В связи с этим линию NN можно назвать линией полной удельной энергии потока, а линию рр – линией удельной потенциальной энергии. Гидравлический уклон с энергетической точки зрения необходимо рассматривать как уменьшение полной удельной энергии на единицу длины потока.