К жидкостям, предназначенным для работы в высокотемпературных условиях, как уже указывалось, предъявляются жесткие требования к величинам упругости насыщенных их паров. Эти характеристики в за­ висимости от температуры для американских жидкостей MIL-0-5606 на минеральной основе (по характеристикам близка АМГ-10), применяю­ щейся при температурах до 150° С, «Оронит 8200» и «Оронит 8515» на кремнийорганической основе, приме­ няющихся при температурах до 290° С, приведены на рис. 14.

ной и термической стойкостью.

Такими металлическими жидкостями являются, например, амери­ канский эвтектический сплав, состоящий из 77% натрия и 23% калия и представляющий собой серебристый металл, похожий по внешнему виду на ртутьТочка плавления сплава около —12° С, точка кипения (при атмосферном давлении) ^850° С. Легирование сплава цезием позволяет понизить его точку плавления. Плотность сплава сравнима с плотно­ стью распространенных жидкостей и составляет 0,875 г/см3 при темпера­ турах 20° С, 0,7 г/см3 — при температуре 750° С. Модуль объемной упру­ гости 52 500 кГ/см2 при температуре 38°С и 15 750 кГ/см2 при темпера­ туре 540° С.

Вязкость сплава приведена ниже:

Сплав обладает плохими смазывающими свойствами и подобно прочим щелочным металлам активно реагирует с кислородом и водя­ ными парами. Физико-химические свойства сплава сохраняются при длительной эксплуатации в условиях температур 800° С.

Основными американскими конструкционными материалами для изготовления гидроагрегатов для работы с этим сплавом являются раз­ личные карбиды и титановые сплавы, а также покрытия этими материа­ лами. Хорошо зарекомендовали себя сплавы на серебряной основе, ко­ торыми, в частности, покрываются (наплавляются) рабочие кромки кла­ панов.

Особые свойства жидких металлов делают возможным создание гидроагрегатов, основанных на отличных от существующих принципах. Так, например, представляется возможным создать насос без подвиж­ ных деталей и пр.

5 3

ГАЗООБРАЗНЫЕ (СЖИМАЮЩИЕСЯ) ЖИДКОСТИ

В связи с расширением области применения в гидросистемах само­ летов газовых аккумуляторов (см. стр. 291) и других газовых агрегатов важно исследовать свойства газообразных жидкостей под давлением.

В отличие от капельных жидкостей, обладающих ничтожной сжимае­ мостью под давлением, газообразные жидкости (или газы) легко под­ даются сжатию.

Основные свойства газообразных жидкостей выражены в законах Бойля-Мариотта и Гей-Люссака. Согласно закону Бойля-Мариотта:

В описываемом процессе, который получил название изотермного, газ сжимается или расширяется при сохранении постоянной темпера­ туры, или иначе в этом процессе все тепло при расширении газа идет на совершение внешней работы. Очевидно, такой процесс может иметь место лишь при очень медленном изменении состояния газа.

Согласно закону Гей-Люссака объем газа при постоянном давлении

Если объем газа поддерживается постоянным, то давление в нем возрастает пропорционально повышению температуры Т, т. е.

Если температура берется от абсолютного нуля, она называется абсо­ лютной температурой Га.

В соответствии с (36) и (37) уравнение состояния имеет вид

Так как V и У0 представляют собой удельные объемы, произведе­ ние p0Vоа д л я данного газа является величиной постоянной и носит название газовой постоянной (R).

В соответствии с этим имеем

pV = RTz;

для V = const

5 4

ГЛАВА II

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ГИДРАВЛИКЕ ТРУБОПРОВОДОВ

Впредь будем называть участок магистрали (трубопровода), со­ единяющий насос с резервуаром (баком), всасывающей линией; участок трубопровода, соединяющий насос с рабочим цилиндром — напорной (рабочей или нагнетательной) линией и участок трубопровода, по кото­ рому жидкость отводится из нерабочей полости цилиндра в резервуар— сливной линией. К напорной линии относят также все магистрали (в том числе и тупиковые), находящиеся под рабочим давлением.

С к о р о с т ь п о т о к а ж и д к о с т и . При расчетах жидкостных коммуникаций гидросистем и их агрегатов исходят из средней по сече­ нию потока скорости и течения жидкости, под которой понимается ско­ рость, с которой должны были бы двигаться все частицы жидкости через живое сечение потока f, чтобы сохранился расход Q, соответ­ ствующий действительному распределению скоростей. Эта скорость определится по выражению

Р а с ч е т в н у т р е н н е г о д и а м е т р а т р у б о п р о в о д а . По заданному расходу Q жидкости через данный трубопровод определяется

иу и

Расчет сечения прочих каналов гидроагрегатов, по которым течет жидкость, производится на основе закона неразрывности потока (посто­ янства расхода), согласно которому расходы в различных сечениях по­ тока при установившемся движении одинаковы

U\f\ — Щ/2

к увеличению потерь в системе (см. стр. 58), а снижение — к увеличе­ нию веса и стоимости трубопроводов и арматуры, обусловленному уве­

5 6

личением при этом поперечного сечения проходных каналов агрегатов и трубопроводов. Увеличение площадей поперечного сечения каналов и трубопроводов приводит также к неудачным конструктивным решениям элементов гидропривода, а также увеличивает эффект сжимаемости жидкости, что во многих случаях отрицательно сказывается на характе­ ристике привода по показателям жесткости (см. стр. 40).

Допустимая скорость течения жидкости является также функцией рабочего давления. Из практики можно рекомендовать для напорных трубопроводов следующие величины скоростей:

0,5-4-1,5 м/сек, а для сливных трубопроводов — 24-3 м/сек.

Меньшие значения скоростей соответствуют малым сечениям тру­ бопровода и наоборот. В общем случае скорость выбирают такой, чтобы потери напора в трубопроводе не превышали 5—6% рабочего давления.

В самолетных гидросистемах с давлениями порядка 200 кГ/см2 и выше зачастую применяют следующие скорости:

в результате преодоления сопротивлений, величина которых зависит при прочих равных условиях от режима течения.

Различают потери на трение, зависящие от длины трубопровода, его диаметра, скорости рабочей жидкости и ее вязкости, и потери в местных сопротивлениях, обусловленные в основном изменением век­ тора скорости (ускорением) потока.

Различают два режима течения жидкости в трубопроводах: лами­ нарное и турбулентное, причем переход от ламинарного к турбулентному потоку наступает при определенных условиях, характеризуемых крити­ ческим числом Рейнольдса Re, представляющим собой безразмерную величину, связывающую среднюю скорость потока жидкости и, диа­ метр d трубопровода (линейный параметр канала) и кинематический коэффициент вязкости жидкости V.

Вприменении к течению жидкости этот критерий имеет вид:

втрубах круглого сечения

vdv

втрубах (каналах) некруглого сечения

(4б)

где Q и и— расход и средняя скорость движения жидкости на данном участке поперечного сечения;

57