Шпаргалки к экзаменам и зачётам

Примеры применения основных уравнений гидростатики.

Гидравлика — это наука о законах движения и равновесия жидкостей и способах приложения этих законов к решению конкретных технических задач. С гидравликой связаны отрасли науки и техники, занимающиеся созданием, исследованием и использованием различных гидравлических машин: насосов, турбин, гидропередач и гидропривода. Часто описание теории этих машин, их устройства и принципов работы объединяют в одном учебном предмете «Гидравлика и гидравлические машины».

Слово гидравлика произошло от греческого hydro (вода) и aulos (трубка). В настоящее время это понятие значительно расширилось: гидравлика занимается изучением любой жидкости, движущейся не только в трубах.

Первым научным трудом в области гидравлики принято считать трактат древнегреческого математика и механика Архимеда (ок. 287—212 до н. э.) «О плавающих телах», написанный примерно за 250 лет до н. э. Архимедом открыт закон о равновесии тела, погруженного в жидкость, который затем лег в основу теории плавания кораблей и их остойчивости.

Гидравлические машины предназначены для перемещения жидкостей, преобразования энергии потока жидкости в механическую энергию, а также передачи механической энергии от машины-двигателя к машине-орудию или преобразования различных видов движений и скоростей посредством жидкости. Соответственно гидравлические машины подразделяются на три основных класса: насосы, гидродвигатели и гидропривод. Они различаются по своим энергетическим и конструктивным признакам, но общим для них является то, что в качестве рабочего тела используется жидкость.

Наиболее многочисленный класс гидравлических машин составляют насосы. Всего насчитывается около 130 наименований насосов различных видов. Государственный стандарт определяет насос как машину для создания потока жидкой среды. Этот поток создается в результате силового воздействия вытеснителя на жидкость в рабочей камере насоса. По характеру силового воздействия насосы разделяют на динамические и объемные. К динамическим насосам относятся лопастные, центробежные, осевые, вихревые, струйные, к объемным — поршневые и плунжерные, диафрагменные, крыльчатые, роторные и др.

Гидравлические двигатели, как и насосы, подразделяются на машины динамического и объемного действия. К ним относятся гидравлические турбины, водяные колеса, гидроцилиндры и роторные гидромоторы. Гидродвигатели находят широкое применение в различных областях техники: в гидроэнергетике (гидравлические турбины, которые вырабатывают в стране около 20% электроэнергии) , в нефтедобыче и горном деле (буровые установки, снабженные турбобурами), на транспорте (гидроцилиндры и гидромоторы) и т. д.

Основное уравнение гидростатики : P=P₀+ρgh ;

Используется в гидравлическом прессе.

Приборы для измерения давления.

Пьезометры. Для измерения гидростатического давления в жидкости применяются приборы, которые делятся на две группы: жидкостные (пьезометры и пьзометрические трубки, открытый пьезометр представляет собой стеклянную трубку небольшого диаметра, одним концом присоединенную к сосуду, в котором надо измерить давление, а другим концом направлен в атмосферу ) и механические. Давление над поверхностью жидкости определяется высотой этой жидкости – пьезометрическая высота где -абсолютное давление -атмосферное давление. Поверхность, проходящая через уровень жид-ти в пьезометре – пьезометрическая поверхность. С помощью пьезометра можно измерять как избыточное, так и вакуумметрическое давление. При этом будет либо положительной, при избыточном давлении, либо отрицательной, при вакууме, или равна нулю в открытом сосуде. Пьезометры, служащие для измерения разности давления в двух точках жид-ти или в двух разных сосудах, называются дифференциальными.

Манометры. Т.к. пьезометры измеряют сравнительно небольшие давления (при больших давления трубка пьезометра получается чрезмерно длинной), применяют жидкостные манометры. В них давление измеряется высотою жид-ти не той, которая находится в сосуде, но в жид-ти большей плотности (ртути)-ртутный манометр. Представляет собой стеклянную трубку, изогнутую во внешнюю (открытую в атмосферу) ветвь трубки заливают ртуть. Если в сосуде содержится газ, то давление . Если сосуд частично заполнен жид-тью, то давление над уровнем воды где -плотность воды.

Вакуумметры. Для измерения давления, которое меньше атмосферного (избыт. давление будет отрицательным – вакуум) применяются вакуумметры. По конструкции те же манометры, только в этом случае уровень ртути в ветви присоединен к сосуду выше, чем в открытой ветви. Определение давления в сосуде, заполненном воздухом , а вакуум равняется

Для измерения незначительного давления в газе применяют микроманометры, трубка которых наклонена под небольшим углом к горизонту и этот угол можно менять

Для измерения больших давлений применяют механические и пружинные манометры. Мембранные манометры. Для измерения быстроизменяющихся давлений и дистанционной передачи показаний используются электрические способы измерения давления.