Міністерство освіти і науки України

Індустріальний технікум ДонДТУ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

для виконання практичних робіт

з дисципліни: «Гідро-та пневмопривод»

для студентів спеціальності

5.05050205 «Обслуговування та ремонт обладнання

металургійних підприємств»

Алчевськ

2013

Розробив: С.О.Красовський - викладач вищої категорії

Рецензент: Д.О.Власенко – викладач-спеціаліст С.Б. Єссельбах – кандидат технічних наук,

професор, викладач кафедри МЧМ ДонДТУ

Затверджено: Л.І.Пономаренко – заступник директора з НР,

голова методичної ради

Розглянуто та схвалено на засіданні комісії

механо-металургійних дисциплін

Протокол № _______

від «_____» ________ 2013р.

Голова комісії _________ Т.П.Ільясова

Зміст

Вступ 3

1. Практична робота № 1

Визначення абсолютного та надмірного тиску 4

2. Практична робота № 2

Розрахунок об’ємного гідроприводу 11

Вступ

При вивченні курсу «Гідро-та пневмопривод|» студенти повинні знати пристрій|устрій| і принцип роботи насосів, гідродвигунів|, гідроапаратів| і інших гідроприборів|, що входять до складу гідроприводів; принцип роботи гідроприводів в цілому|загалом|; загальна|спільна| вимога безпеки до конструкції і експлуатації гідроприводів і об'ємних гідропередач|, а також повинні уміти читати і складати прості схеми гідроприводів і об'ємних гідропередач|, проводити|виробляти,справляти| гідравлічні розрахунки.

Застосування|вживання| гідроприводів дозволяє створювати прогресивні конструкції машин, розширювати можливості|спроможності| автоматизації промислового виробництва. Гідроприводи широко застосовуються в дорожніх машинах, промислових роботах, в авіаційних і інших системах управління. Масштаби їх розповсюдження|поширення| безперервно ростуть|зростають|. У зв'язку з цим першорядного|первинного| значення набуває професійна підготовка висококваліфікованих техніків, що володіють глибокими різносторонніми знаннями по гідравліці.

В результаті|унаслідок,внаслідок| вивчення даного предмету студенти повинні знати пристрій|устрій| і принцип роботи насосів, гідродвигунів|, гідроапаратів| і інших гідроприборів |, що входять до складу гідроприводів; принцип роботи гідроприводів в цілому|загалом|; загальні|спільні| вимоги безпеки до конструкції і експлуатації гідроприводів і об'ємних гідроподач|, а також повинні уміти читати і складати прості схеми гідроприводів і об'ємних гідроподач|, проводити|виробляти,справляти| гідравлічні розрахунки.

Практична робота 1

Тема: Визначення абсолютного та надмірного тиску

Мета: розв’язання задач з використанням основного рівня гідростатики

Т еоретичний матеріал4) При виконанні розрахунків, тиск виражати у системі СИ, тобто у Н/м².

5) Якщо тиск виражен не у Н/м², а у висотах стовба рідини, то перевід одиниці тиску здійснюється по формулі

де h - висота стовба рідини, м. Для визначення висоти стовба рідини по відомому тиску служить формула:

Приклади рішення задач

Приклад 1.

Визначити густину рідини, налитої в праве коліно сполучених посудин, якщо в лівому коліні  вода. Рівні рідин дорівнюють Н₁ = 240 мм і Н₂ = 300 мм.

Рішення. Проведемо по границі розділу рідин (рис. 2.9) горизонтальну площину 0-0. Так як в однорідній рідині в стані спокою будь-яка горизонтальна площина є площиною рівного тиску, то абсолютний тиск в точках 1 і 2 дорівнює:

.

Рисунок 2.9 – Схема розрахункова до прикладу 1

Відповідно до основного рівняння гідростатики:

;

.

Отже:

,

Звідкіля

кг/м³.

Приклад 2.

Визначити показання манометра р_м (у паскалях), встановленого у верхній точці резервуара (рис. 2.10), якщо висота масла в U-образній трубці дорівнює Н = 1,2 м, густина масла

_м = 880 кг/м³, висота h = 200 мм.

Рішення. Проведемо поверхню рівного тиску 0-0 через межу розділу масла й води.

На вільну поверхню масла діє атмосферний тиск р_атм.

Абсолютний тиск в точках 1 і 2 однаковий, тому що вони належать одній поверхні рівного тиску, тобто

.

Рисунок 2.10 – Схема розрахункова до прикладу 2

Застосуємо основне рівняння гідростатики. Абсолютний тиск у точці 1:

.

Абсолютний тиск у точці 2:

,

де р_м  показання манометра.

Отже

.

Звідкіля =

Па.

Приклад 3.

Визначити показання вакуумметра h_вак (у мм.рт.ст.), встановленого на маслобаку (рис. 2.11), якщо густина масла _м = 850 кг/м³, висоти Н = 1,5 м і h = 200 мм.

Рішення. Позначимо на рисунку характерні точки. У цьому випадку, це точки 1, 2, 3, 4 й 5.

Точки 1 і 2 лежать на горизонтальній поверхні 0'-0', що є поверхнею рівного тиску, тому тиски в них будуть однаковими, при цьому тиск у точці 1 дорівнює атмосферному тиску, тому що нижній резервуар відкритий в атмосферу. Тому

.

Точка 3 лежить на межі розділу двох середовищ: масла й ртуті.

Відповідно до основного рівняння гідростатики:

.

Точки 4 і 5 лежать у горизонтальній поверхні 0''-0'', проведеній через місце установки вакуумметра. Вона також є поверхнею рівного тиску, тому .

З урахуванням тиску в точці 3, визначимо абсолютний тиск у точці 5,  місці, у якому встановлено вакуумметр:

.

Рисунок 2.11 – Схема розрахункова до прикладу 3

Вакуумметричний тиск у точці 5:

Па.

Показання вакуумметра, виражене в міліметрах ртутного стовпа, одержимо, використовуючи формулу:

м. рт. ст. = 281 мм.рт.ст.

Приклад 4.

Визначити надлишковий тиск води ( = 1000 кг/м³) у закритому резервуарі, якщо показання батарейного двохрідинного манометра (вода – ртуть) дорівнюють h₁ = 800 мм, h₂ = 100 мм, h₃ = 600 мм, h₄ = 200 мм, h₅ = 1400 мм (рис. 2.12).

Рішення. Знаходимо послідовно надлишковий тиск в точках В, С, D, Е, F, G і К, беручи до уваги той факт, що у всіх точках горизонтальної поверхні, проведеної в однорідній рідині, гідростатичний тиск однаковий:

;

;

.

Рисунок 2.12 – Схема розрахункова до прикладу 4

Надлишковий тиск у резервуарі

Па.

Завдання 1

Визначити густину рідини, налитої в праве коліно сполучених посудин, якщо в лівому коліні  рідина, таблиця. Рівні рідин дорівнюють Н₁ і Н₂

Рисунок 1 – Схема розрахункова до завдання 1

Завдання 2

В

рідина

изначити показання манометра р_м (у Па), встановленого у верхній точці резервуара (рис. 2), якщо висота рідини в U-образній трубці дорівнює Н, м, густина рідини _м , кг/м³, висота h, мм.

Рисунок 2 – Схема розрахункова до завдання 2

Завдання 3

Визначити показання вакуумметра h_вак (у мм.рт.ст.), встановленого на баку (рис. 3), якщо густина рідини , кг/м³, висоти Н, м і h, м.

рідина

Рисунок 3 – Схема розрахункова до завдання 3

Завдання 4

В

рідина

изначити надлишковий тиск рідини (, кг/м³) у закритому резервуарі, якщо показання батарейного двохрідинного манометра (рідина-ртуть) дорівнюють h₁ мм, h₂ мм, h₃ мм, h₄ мм, h₅ мм, (рис. 4).

Рисунок 4 – Схема розрахункова до завдання 4

Таблиця варіантів до практичної роботи №1

Завдання1
№ в-та	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
Рідина	Вода	Ртуть	Гліцерин	Бензин	Гас	Спирт	Мазут	Нафта	ІГП-18	ІГП-30	ІГП-38	ІГП-49	АМГ-10	турбінне-57	веретенне АУ	трансформаторне	турбінне 30	Вода	Ртуть	Гліцерин	Бензин	Гас	Спирт	Мазут	Нафта
Н1	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150	160	170	180	190	200	210	220	230	250	260	270	280	290
Н2	100	110	120	130	140	150	160	170	180	190	200	210	220	230	240	250	260	270	280	290	310	320	330	340	350
Завдання 2,3
Рідина	Спирт	турбінне 30	Гліцерин	Бензин	Гас	Спирт	Мазут	Нафта	ІГП-18	ІГП-30	ІГП-38	ІГП-49	АМГ-10	турбінне-57	веретенне АУ	трансформаторне	турбінне 30	Спирт	Гас	Гліцерин	Бензин	Гас	Спирт	Мазут	Нафта
Н,м	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,4	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0	3,1	3,2	3,3	3,4	3,5	2,3
h,м	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	1,3
Завдання 4
Рідина	Вода	Спирт	Гліцерин	Бензин	Гас	Спирт	Мазут	Нафта	ІГП-18	ІГП-30	ІГП-38	ІГП-49	АМГ-10	турбінне-57	веретенне АУ	трансформаторне	турбінне 30	Вода	Спирт	Гліцерин	Бензин	Гас	Спирт	Мазут	Нафта
h1,мм	750	800	850	900	950	1000	1050	1100	1150	1200	1250	1300	1350	1400	1450	1500	1550	1600	1650	1700	1750	1800	1850	1900	1950
h2,мм	50	100	150	200	250	300	350	400	450	500	550	600	650	700	750	800	850	900	950	1000	1050	1100	1150	1200	1250
h3,мм	550	600	650	700	750	800	850	900	950	1000	1050	1100	1150	1200	1250	1300	1350	1400	1450	1500	1550	1600	1650	1700	1750
h 4,мм	150	200	250	300	350	400	450	500	550	600	650	700	750	800	850	900	950	1000	1050	1100	1150	1200	1250	1300	1350
h 5,мм	1350	1400	1450	1500	1550	1600	1650	1700	1750	1800	1850	1900	1950	2000	2050	2100	2150	2200	2250	2300	2350	2400	2450	2500	2550

Рідина	Густина , кг/м3	Коефіцієнт об'ємного		Кінематична в'язкість, мм2/с, при температурі, 0С
		стиснення р × 109, Па-1	розширення t × 103, C-1	15	20	50
Вода	1000	0,49	0,20	1,14	1,01	0,55
Ртуть	13600	0,039	0,18	-	0,114	-
Гліцерин	1260	0,25	0,49	-	1180	-
Бензин	680-780	0,92	1,255	0,93	-	0,54
Гас	790-820	0,77	0,96	2,7	2,5	1,50
Спирт етиловий	790	0,78	1,10	-	1,52	0,50
Мазут	890-940	-	-	-	2000	-
Нафта легка	884	0,78	0,60	-	25	-
Нафта важка	924	0,78	0,60	-	140	-
Масла:
індустріальні
ІГП-18	880	0,72	0,73	-	100	18
ІГП-30	885	-	-	-	170	30
ІГП-38	890	-	-	-	-	38
ІГП-49	895	0,68	-	-	400	49
АМГ-10	850	0,74	0,83	-	18	10
турбінне-57	920	0,56	0,65	-	-	55-59
веретенне АУ	880	-	-	-	50	12-14
трансформаторне	890	-	-	-	30	9,6
турбінне 30 й 34	900	-	-	-	-	28-32
Повітря	1,20	-	-	-	1490	-
Співвідношення між одиницями виміру тиску
Одиниці виміру	Н/м2 (Па)	кгс/см2	мм вод. ст.	мм рт. ст.	бар	psi
1 Н/м2 (Па)	1	1,02×10-5	0,102	7,5×10-3	10-5	0,0069
1 кгс/см2	98,1×103	1	104	735,6	0,981	676,6
1 мм вод. ст.	9,81	10-4	1	73,56×10-3	98,1×10-6	0,0676
1 мм рт. ст.	133,3	1,36×10-3	13,6	1	1,333×10-3	0,92
1 бар	105	1,02	1,02×103	750	1	689,7
1 psi	145	1,48×10-3	14,8	1,0875	1,45×10-3	1