1 Калтх – 4,1840 дж
Гидравлические коэффициенты при вытекании жидкости через тонкое отверстие
1
Коэффициент сжатия
ω – живое сечение отверстия
ωсж – ближайшее к отверстию сечение (внешнее), где давление жидкости плавно изменяется.
2 Коэффициент потерь ζ. Определяется из уравнения Вейсбаха.
3 Коэффициент скорости φ = 0,97. Определяется из формулы
4 Коэффициент расхода
μ = ε · φ
Примечание. 1. Формулы для тонкого отверстия справедливы для насадок (различны только значения коэффициентов)
2 Отверстие в тонкой стенке определяется соотношением l < 3d (l – толщина стенки, d – диаметр отверстия).
Числовые значения коэффициентов для насадок (таблица)
Гидравлические коэффициенты Вид вытекания жидкости |
ε |
ζ |
φ |
μ |
Тонкое отверстие |
0,64 |
0,06 |
0,97 |
0,62 |
Насадка внешняя цилиндрическая |
1 |
0,49 |
0,22 |
0,82 |
Насадка внутренняя цилиндрическая |
1 |
1 |
0,71 |
0,71 |
Насадка конусная сходящаяся (β=0,04π) |
0,98 |
0,06 |
0,97 |
0,95 |
Насадка конусная расходящаяся (β=0,04π) |
1 |
3,94 |
0,45 |
0,45 |
Местные потери напора. Определение коэффициента потерь ζ
Трубопроводы обычно состоят из отрезков труб, соединенных фасонными частями: тройниками, угольниками, отводами. В случае необходимости могут быть введены в гидросистемы: задвижки, вентили, расходомеры, клапаны дроссели, фильтры и т.д. Трубопроводы иногда состоят из труб различных диаметров, соединенных переходами.
Каждый из перечисленных конструктивных элементов вызывает потери напора. Для решения конкретных задач эти потери необходимо определять.
1) Потери напора при внезапном расширении трубы.
если
ν1 – скорость потока в меньшем сечении
ν2 – скорость потока в большем сечении
Другие виды потерь определяются по формуле Вейсбаха
ζ – коэффициент потерь.
2) Потери при внезапном сужении трубы ζ определяются из таблицы
-
ω2
0,1
0,2
,04
0,6
0,8
ζ
0,5
0,42
0,34
0,25
0,15
ω1 – живое сечение большого трубопровода
ω2 – живое сечение меньшего трубопровода
3) Вход в трубу из гидроемкости (гидробак, напорная (сливная) магистраль).
Вид насадка |
Величина коэффициента потерь |
Примечание |
Цилиндрический |
0,5 |
Зависит от геометрических размеров отвора (длина, диаметр) |
Плавный переход |
0,5-0,1 |
Зависит от величины радиуса изгиба (r) |
Затопленное отверстие |
0,75-1 |
Зависит от размеров насадка, входящего в гидроемкость (длина, диаметр) |
4) Плавный изгиб трубопровода
d/r |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
ζ |
0,13 |
0,14 |
0,16 |
0,21 |
0,29 |
|
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
0,44 |
0,66 |
0,98 |
1,41 |
1,98 |
r – радиус изгиба колена трубопровода
d – диаметр закругления трубопровода
5) Задвижка в трубопроводе
f/d |
1/8 |
3/8 |
5/8 |
7/8 |
ζ |
0,07 |
0,81 |
5,52 |
97,8 |
f – длина задвижки, заходящей в трубопровод
d – диаметр трубопровода
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ландау Л.Д. Гидродинамика / Л.Д. Ландау Е.М. Лившиц/ М.: «Наука», 1988. Т. 6.
2. Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов / К.Л. Навроцкий. М.: Машиностроение, 1991.
3. Столбов А.С. Основы гидравлики и гидроприводов станков / А.С. Столбов. М.: Машиностроение, 1988.
4. Аэрогидромеханика / под ред. А.М. Мхитаряна. М.: Машиностроение, 1984.
5. Миркин А.З. Трубопроводные системы / А.З. Миркин, В.В. Усиньш. М.: Машиностроение, 1991.
6. Чертоусов М.Д. Специальный курс гидравлики / М.Д. Чертоусов. М.: Госэнергоиздат, 1989.
7. Френкель Н.З. Гидравлика / Н.З. Френкель. М.: «Энергия», 1987.
8. Комаревская О.В. Практика расчета гидравлических систем / О.В. Комаревская, Л.С. Столбов. М.: Машиностроение, 1984
9. Уплотнения и уплотнительная техника: справочник / Л.А. Кондаков и др.; под ред. А.И. Голубева, Л.А. Кондакова. М.: Машиностроение, 1986
10. Пневматика и гидравлика / под ред. Е.В. Герц. М.: Машиностроение, 1977. Вып. 4.
11. Лещенко В.А. Гидравлические следящие приводы станков с программным управлением / В.М. Лещенко. М.: Машиностроение, 1975.
12. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика: справочное пособие / Т.М. Башта. М.: Изд-во «Машиностроение», 1971.
13. Справочник по гидравлическим расчетам / под ред. П.Г. Киселева. М.: Изд-во «Энергия», 1972.
14. Сборник задач по машиностроительной гидравлике / под ред. И.И. Кулолевского и Л.Г. Подвидза. М.: Изд-во «Машиностроение», 1981.
15. Яворский Б.М. Справочник по физике / Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. М.: Изд-во «Наука», 1971.
16. Сквешников В.К. Станочные гидроприводы: справочник / В.К. Сквешников, А.А. Усов. М.: Машиностроение, 1968.
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение |
3 |
1. Гидропривод как фактор автоматизации станков и станочных комплексов |
4 |
2. Рабочие жидкости гидросистем |
7 |
2.1. Требования к рабочим жидкостям |
7 |
2.2. Эксплуатационные характеристики жидкостей |
8 |
2.3. Физические характеристики жидкостей |
9 |
2.3.1. Весомость жидкости |
9 |
2.3.2. Плотность |
10 |
2.3.3. Вязкость |
10 |
2.3.4. Кинематическая вязкость |
12 |
2.3.5. Условные (относительные) единицы вязкости |
13 |
2.3.6. Перевод условных единиц вязкости в абсолютные |
14 |
2.3.7. Зависимость вязкости от температуры |
15 |
2.3.8. Зависимость вязкости от давления |
16 |
2.3.9. Вязкость смесей минеральных масел |
18 |
2.3.10. Механическая и химическая стойкость (стабильность) |
19 |
2.3.11. Теплостойкость жидкостей |
20 |
2.3.12. Растворение в жидкостях газов |
21 |
2.3.13. Механическая смесь воздуха с жидкостью |
23 |
2.3.14. Образование пены |
24 |
2.3.15. Влияние нерастворенного воздуха на работу гидросистемы |
26 |
2.3.16. Сжимаемость жидкостей |
28 |
2.3.17. Теплопроводность и теплоемкость жидкостей |
29 |
2.3.18. Характеристики масел, применяемых в гидросистемах |
32 |
2.3.19. Принципы выбора рабочих жидкостей гидросистем |
34 |
3. Основы кинематики жидкостей |
35 |
3.1. Силы, действующие в жидкостях |
35 |
3.2. Одномерное движение жидкостей |
36 |
3.3 Элементы тока жидкости |
36 |
3.4 Методы описания движения жидкости |
37 |
4. Законы и уравнения гидростатики и гидродинамики жидкостей |
39 |
4.1. Основное уравнение гидростатики |
39 |
4.2. Закон Паскаля. Гидравлический пресс |
40 |
4.3. Уравнение неразрывности (сплошности) жидкости |
41 |
4.4. Уравнение Бернулли |
42 |
4.5. Уравнение Вентури |
43 |
4.6. Число Рейнольдса |
44 |
4.7. Уравнение энергии жидкости |
46 |
4.8. Удельная энергия жидкости |
46 |
5. Гидравлика трубопроводов |
49 |
5.1. Расчет сечения трубопровода |
49 |
5.2. Режимы течения жидкости |
51 |
5.3. Расчет потерь напора при движении жидкости по длине трубопровода |
52 |
5.3.1. Ламинарный режим течения |
52 |
5.3.2. Турбулентный режим течения |
56 |
5.4. Местные гидравлические потери |
58 |
5.4.1. Потери в золотниковых распределителях |
61 |
5.4.2. Вход в трубу |
62 |
5.4.3. Внезапное сужение трубопровода |
63 |
5.4.4. Внезапное расширение трубопровода |
65 |
5.4.5. Сложение потерь |
65 |
6. Кавитация жидкости |
67 |
6.1. Способы борьбы с кавитацией |
70 |
6.2. Практическое использование эффекта кавитации |
74 |
7. Гидравлический удар в гидроузлах |
76 |
7.1. Скорость ударной волны |
79 |
7.2. Гидравлический удар в отводах |
81 |
7.3. Гидравлический удар в силовых гидроцилиндрах |
83 |
7.4. Гидравлический удар в насосах |
85 |
7.5. Гидравлический удар в сливных магистралях |
86 |
7.6. Способы снижения величины ударного давления |
87 |
7.7. Компенсаторы гидравлического удара |
89 |
7.8. Клапанные гасители гидравлического удара |
93 |
8. Гидродинамическое давление струи жидкости на стенку |
94 |
8.1. Тепловой баланс гидросистемы |
96 |
8.2. Охлаждающие устройства |
98 |
9. Фильтрация рабочей жидкости |
101 |
9.1. Методы фильтрации |
102 |
9.2. Тонкость фильтрации |
103 |
9.3. Типы щелевых фильтров и фильтрующие материалы |
104 |
9.4. Схемы фильтрации |
105 |
9.5. Место для установки фильтра |
106 |
9.6. Критерии для оценки качества фильтрации |
107 |
9.6.1. Коэффициент пропускания |
107 |
9.6.2. Коэффициент отфильтровывания |
107 |
9.6.3. Пропускная способность q и расход |
108 |
9.6.4. Загрязнение фильтрующего элемента |
109 |
10. Понятие о подобии потоков жидкости |
110 |
10.1. Критерии подобия |
113 |
10.2. Закон подобия для теплопередачи |
117 |
Заключение |
121 |
Приложение А |
122 |
Библиографический список |
138 |
Учебное издание
Иванов Лев Алексеевич
Пачевский Владимир Морицович
ГИДРАВЛИКА
В авторской редакции
Компьютерный набор И.И. Зверевой
Подписано к изданию 18.11.2008.
Уч.-изд. л. 7,0.
ГОУВПО «Воронежский государственный технический
университет»