Гидравлика / Практикум.

А. М. Кравцов, В. С. Лахмаков, Е. В. Плискевич

ГИДРАВЛИКА

Практикум

Минск

БГАТУ

2015

УДК 532(07)

ББК 30.123я73 К 78

Рецензенты:

кафедра «Кораблестроение и гидравлика» БНТУ; кандидат технических наук,

главный инженер НПЦ «НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»

А. Л. Рапинчук

Кравцов, А. М.

К78 Гидравлика : практикум / А. М. Кравцов, В. С. Лахмаков, Е. В. Плис кевич. – Минск : БГАТУ, 2015. – 384 с.

ISBN 978-985-519-717-2.

Практикум предназначен для практического изучения основных разделов гидравлики: гидростатики и гидродинамики – с рассмотрением прикладных вопросов по устройству, расчету, проектированию и эксплуатации гидравлических машин и систем, используемых в сельскохозяйственном производстве.

Практикум предназначен для выполнения лабораторных и практических работ при изучении дисциплины «Гидравлика» студентами вузов сельскохозяйственного профиля. Практикум может использоваться для изучения смежных дисциплин учащимися и слушателями учреждений высшего, среднего специального и дополнительного образования.

УДК 532(07)

ББК 30.123я73

3

4

5

ВВЕДЕНИЕ

Практикум предназначен для выполнения лабораторных и практических работ при изучении дисциплины «Гидравлика» студентами технических вузов сельскохозяйственного профиля. Также издание может использоваться при изучении смежных дисциплин, таких как «Основы гидравлики», «Механика жидкости и газа», «Гидропривод сельскохозяйственной техники», «Водоснабжение

иводоотведение», «Насосы и насосные станции», в учреждениях высшего, среднего специального и дополнительного образования.

Эффективное ведение современного сельскохозяйственного производства связано с эксплуатацией сложных гидравлических машин

исистем. В основе расчетов гидравлических машин, гидроприводов сельскохозяйственной техники, систем водоснабжения и водоотведения, мелиорации и гидротранспорта лежат законы гидравлики. Для успешного осуществления своей деятельности инженернотехнический работник АПК должен обладать не только знаниями законов гидравлики, но и умениями применять эти знания на практике для выполнения гидравлических расчетов. Кроме этого квали-

фицированный специалист должен иметь представление об устройстве гидравлических машин и систем, а также обладать навыками осуществления испытаний гидравлического оборудования и проведения опытных исследований с целью определения коэффициентов в эмпирических расчетных формулах или проверки достоверности аналитических решений. Для обеспечения успешного овладения студентами необходимыми знаниями, умениями и навыками настоящий практикум предоставляет необходимые теоретические сведенья и предусматривает возможность проведения лабораторных исследований в комплексе с решением практических задач.

Содержание практикума включает основные разделы гидравлики – «Гидростатика» и «Гидродинамика», а также прикладные разделы, в которых рассматриваются гидравлические машины и системы. Практикум позволяет изучать дисциплину в соответствии со специализацией. Разделы «Гидростатика» и «Гидродинамика» являются основными и изучаются в полном объеме студентами всех специальностей. Разделы, в которых рассматриваются гидравлические машины и системы, изучаются в объеме, предусмотренном учебной программой соответствующей специализации.

6

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТ

При выполнении работ необходимо соблюдать требования инструкций по охране труда и пожарной безопасности, которые должны постоянно находиться в специальном месте учебной лаборатории. На первом занятии каждый студент должен ознакомиться и усвоить соответствующие инструкции, среди которых: «Инструкция по охране труда для студентов и слушателей университета, профессор- ско-преподавательского состава», «Инструкция о мерах пожарной безопасности в административных зданиях и помещениях», «Инструкция по оказанию первой медицинской помощи при поражениях электрическим током и других опасных случаях».

Общие правила при нахождении в учебной лаборатории

1.Студенты допускаются к выполнению работ после ознакомления на первом занятии с требованиями инструкций по охране труда и пожарной безопасности, проверки преподавателем их усвоения и оформления в журнале регистрации инструктажа.

2.Студенты обязаны знать и соблюдать правила внутреннего распорядка. В лабораториях запрещается курить. Не допускается приносить и употреблять алкогольные, наркотические и токсические вещества. Студенты, находящиеся под воздействием алкогольных или наркотических средств, к занятиям не допускаются.

3.Студенты должны бережно относиться к лабораторному оборудованию (макетам, моделям, приборам, установкам), а также методическим указаниям, плакатам и другим пособиям, поддерживать чистоту и порядок. Запрещается делать какие-либо пометки в методических указаниях и других пособиях.

4.Не разрешается находиться в лаборатории в верхней одежде за исключением случаев снижения температуры ниже допустимых значений.

5.Включение приборов и установок осуществляется преподавателем или лаборантом с соблюдением требований электро- и пожаробезопасности, или студентами с разрешения преподавателя.

6.Лица, допущенные к занятиям в лаборатории должны уметь оказывать доврачебную помощь пострадавшим.

7.Лица, виновные в нарушении требований инструкций по ох-

ране труда и пожарной безопасности несут ответственность в дисциплинарном, административном или уголовном порядке

7

Общие требования к оформлению выполненных работ

Для успешного выполнения и представления к защите выполненных работ необходимо соблюдать следующие требования:

1.Студент допускается к выполнению работы после усвоения необходимых теоретических сведений. Для допуска к работе необходимо подготовить бланк отчета.

2.Все выполненные работы оформляются в общем отчете, который кроме основного содержания должен включать титульный лист, оглавление, общие требования при выполнении работ, и приложения, куда могут прикладываться черновики выполненных работ, листы исправленных работ с пометками преподавателя, документы об отработке пропущенных занятий.

3.Отчет о каждой отдельной работе должен включать порядковый номер, тип, название, цель работы и необходимые расчетные формулы. Также лабораторные работы должны содержать схему лабораторной установки и таблицы для записи опытных и расчетных данных. Практические работы должны содержать расчетную схему и задание с индивидуальными данными. Все работы должны содержать расчеты и выводы с оценкой полученных результатов.

4.Листы отчета должны иметь поля. Со стороны, где отчет сшивается, оставляется поле не менее 2 см, остальные стороны – не менее 1 см. Листы отчета нумеруются в нижнем правом углу.

5.Все таблицы и иллюстрации (рисунки, схемы, графики) нумеруются последовательно в пределах каждой отдельной работы. На-

пример, «Таблица 1.3» (третья таблица первой работы) или «Рис. 1.2» (второй рисунок первой работы). После номера рисунка следует его название и, при необходимости, поясняющий текст, в котором расшифровываются принятые условные обозначения. Номер рисунка, его название и поясняющий текст помещают непосредственно под иллюстрацией, а номер таблицы – над ней.

6.Вычисления должны представляться в развернутой форме с указанием единиц измерения величин на всех этапах расчета. Основные единицы физических величин представлены в приложении 1.

7.Результаты измерений физических величин необходимо представлять с точностью, соответствующей точности применяемого средства измерения. Результаты расчетов необходимо представлять

сточностью до трех значащих цифр, например, 0,011526 = 0,00115; 3,24692 = 3,25; 54,362 = 54,4; 129,328 = 129.

8

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЖИДКОСТЯХ

1.1.Практическая работа «Изучение физико-механических

свойств жидкостей»

Цель работы:

1.На практике усвоить общие теоретические сведенья о физикомеханических свойствах жидкостей.

2.Приобрести практические навыки гидравлических расчетов.

Общие сведения

Термин «жидкость» имеет два значения. Так называют агрегатное состояние вещества, промежуточное по своим свойствам между твердым и газообразным, а также тело или вещество, обладающее свойством текучести, то есть способностью изменять свою форму под действием сил.

Из жидкостей широкое применение в сельскохозяйственном производстве получила вода. Она используется в системах водоснабжения населения, производства и животноводства. Большие объемы воды перемещаются в мелиоративных системах.

Всельскохозяйственных машинах применяются минеральные

исинтетические масла для смазки деталей и в системах гидропривода, а также жидкости, используемые как горючее для двигателей – бензины различных марок, дизельное топливо.

Впрактике сельскохозяйственного производства используют материалы, называемые гидросмесями. Гидросмесь – это материал, получаемый перемешиванием достаточно мелких твердых или пластичных частиц с жидкостью. Типичные гидросмеси – корм для

свиней, строительные растворы и др.

Плотность жидкости (кг/м3) называется масса m (кг), содержащаяся в единице объема V (м3) и определяется по формуле

Объемным (удельным) весом γ (Н/м3) называется вес G (Н) единицы объѐма V (м3) жидкости и определяется по формуле

Удельный вес и плотность связаны между собой уравнением:

9

где g – ускорение свободного падения.

Средние значения плотности и удельного веса основных жидкостей приведены в приложении 2.

Сжимаемость жидкостей весьма незначительна, то есть они

изменение объема;

E – объемный модуль упругости жидкости.

Средние значения объемного модуля упругости некоторых жидкостей приведены в приложении 3.

Температурное расширение жидкостей происходит с увеличением температуры, которое характеризуется коэффициентом температурного расширения

где T – изменение температуры.

Коэффициент температурного расширения зависит от давления, диапазона изменения температуры и приведен для некоторых жидкостей в приложении 4.

Вязкость – свойство жидкостей и газов сопротивляться двигающим (касательным) усилиям, возникающим на границе слоев жидкости, двигающихся с различными скоростями.

В соответствии с гипотезой Ньютона касательные напряжения вязкости определяются соотношением

10