Методические указания к выполнению домашнего задания по курсу «Гидравлика, гидро- и пневмоприводы» для студентов направления подготовки (стр. 1 из 7)
Министерство образования и науки Украины
Сумский государственный университет
К печати и в свет
разрешаю на основании
”Единых правил”,
п. 2.6.14
Заместитель первого проректора –
начальник организационно-методического
управления В.Б.Юскаев
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению домашнего задания по курсу
«Гидравлика, гидро- и пневмоприводы»
для студентов направления подготовки
6.050502 «Инженерная механика»
заочной формы обучения
| Все цитаты, цифровой и фактический материал, библиографические сведения проверены, написание единиц соответствует стандартам | ||
Составители: В.Ф. Герман
Э.В. Колисниченко
В.А. Панченко
Ответственный за выпуск А.А. Евтушенко
Декан факультета технических
систем и энергоэффективных
технологий А.Г. Гусак
Сумы
«Издательство СумГУ»
2010
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Методические указания
к выполнению домашнего задания по курсу
«Гидравлика, гидро- и пневмоприводы»
для студентов направления подготовки
6.050502 «Инженерная механика»
заочной формы обучения
Сумы
«Издательство СумГУ»
2010
Методические указания к выполнению домашнего задания по курсу «Гидравлика, гидро- и пневмоприводы» / составители: В.Ф. Герман, Э.В. Колисниченко, В.А.Панченко. – Сумы: Изд-во СумГУ, 2010. – 31 с.
Кафедра «Прикладная гидроаэромеханика»
Общие указания
Методические указания к выполнению домашнего задания (ОДЗ) и приведенные в них задания составлены в соответствии с программой курса «Гидравлика, гидро- и пневмоприводы» для студентов, которые обучаются по профессиональному направлению «Инженерная механика».
Курс состоит из двух разделов: гидравлика, в которой изучаются законы равновесия и движения жидкости, и гидропневмоприводы, при изучении которых студенты знакомятся с принципом действия, расчетом и областью применения объемных насосов, гидродвигателей, гидроаппаратуры и гидроприводов, а также получают общие сведения о пневмоприводе.
Целью выполнения ОДЗ являются более глубокое изучение студентами основных положений курса и получение навыков расчета практических задач.
Основой для выполнения ОДЗ является материал лекционных, практических и лабораторных занятий, а также рекомендованный при изучении курса список литературы.
В ОДЗ входят задания (задачи), составленные по основным темам каждого из изучаемых разделов курса: «Гидравлический расчет простых трубопроводов» и «Объемный гидропривод». Для облегчения освоения указанных тем в методических указаниях по каждой из них приведен подробный материал с указанием необходимых пояснений, формул, графиков и т.п. Контрольные задания составлены в форме задач, указан порядок их выбора и даны подробные методические указания к решению каждой задачи.
ОДЗ оформляют в виде расчетно-пояснительной записки на стандартных листах белой бумаги формата А4 или в отдельной тетради. На обложке необходимо указать фамилию, имя, отчество студента, номер академической группы, номер зачетной книжки и номера задач.
При выполнении ОДЗ расчеты необходимо проводить в международной системе единиц СИ с краткими пояснениями и ссылками на используемую литературу, конечные результаты приводить с указанием размерностей. Схемы и графики, если это предусмотрено заданиями, вычерчивать инструментом. При работе необходимо обращать внимание на грамматическую правильность изложения и аккуратность выполнения.
Выполненное задание студент направляет на кафедру, где его регистрируют и проверяют. Если все задачи ОДЗ решены правильно, то его зачитывают. Если студентом допущены грубые существенные ошибки, то задание возвращают ему для исправления.
Исправленное задание студент повторно направляет на кафедру, обязательно прилагая первый вариант своего решения задач с замечаниями преподавателя.
ОДЗ студент должен отправить не позже чем за 10 дней до начала лабораторно-экзаменационной сессии. Работы, отправленные позже, проверяются после сессии.
1 Гидравлический расчет простых трубопроводов
Основным уравнением, применяемым при расчете простых трубопроводов, является уравнение Бернулли. Для двух сечений потока 1-1 и 2-2 реальной жидкости при установившемся движении уравнение Бернулли имеет вид
, (1.1)где
и 
- геометрический напор (удельная потенциальная энергия положения) в сечениях 1-1 и 2-2,м; 
и 
- пьезометрический напор (удельная потенциальнаяэнергия давления ) в сечениях, м;
– скоростной напор (удельная кинетическаяэнергия ) в сечениях, м;
, 
- избыточное давление в сечениях, Па; 
, 
- средние по живому сечению трубы скорости потока всечениях,
; 
- коэффициенты кинетической энергии (коэффициентыКориолиса) в сечениях;
- плотность жидкости, 
; 
- потери напора в трубе между сечениями, м.Коэффициент кинетической энергии 
учитывает неравномерность поля скоростей в рассматриваемом живом сечении. Величина этого коэффициента зависит от режима течения жидкости: для ламинарного течения =2, для турбулентного =1,05-1,15( 
).
Все члены уравнения Бернулли в формуле (1.1) имеют линейную размерность и в энергетическом смысле представляют удельную энергию жидкости, т.е. энергию, отнесенную к единице веса жидкости.
Сумма всех трех членов
+ 
=H представляет собой полный напор в сечениях.Графическая иллюстрация уравнения Бернулли показана на рис.1.1. Линия
показывает изменение полных напоров в сечениях 1-1 и 2-2 и называется напорной линией, или линией полного напора, линия 
- изменение пьезометрических напоров, называемое пьезометрической линией.  |
| Рисунок 1.1 – Графическая иллюстрация уравнения Бернулли |
При расчете простых трубопроводов вместе с уравнением Бернулли применяется также уравнение неразрывности потока, т.е. равенства расхода во всех сечениях установившегося потока:
. (1.2)Потери напора (удельной энергии), или гидравлические потери, разделяют на потери на трение по длине трубы и местные потери
. (1.3)Потери на трение по длине 
- это потери энергии, которые возникают в прямых трубах постоянного сечения и возрастают прямо пропорционально длине трубы (рис.1.2).
Рассматриваемые потери обусловлены внутренним трением жидкости в трубах. Потери напора при трении определяются по формуле Дарси-Вейсбаха
, (1.4)где λ – коэффициент гидравлического трения по длине, или коэффициент Дарси; l – длина трубопровода; d – диаметр; V – средняя скорость течения жидкости.
 |
| Рисунок 1.2 – Потери напора по длине трубы |
Для ламинарного режима движения жидкости в круглой трубе коэффициент
определяется по теоретической формуле