Шпаргалка по Гидравлике (стр. 14 из 16)

Как упоминалось ранее, явление гидравлического удара может быть использовано для подъема воды специальным устройством, называемым гидравлическим тараном Гидравлический таран состоит из подводящего трубопровода А, обычно имеющего небольшую длину, рабочей коробки В с двумя клапанами С и Д, и воздушного колпака Е с нагнетающим трубопроводом F, подающим воду в резервуар К. Ударный клапан С открывается под действием собственного веса. При его открытии через подводящий трубопровод А под небольшим напором Н1 начинает поступать вода, которая вытекает через открытый клапан С. Вследствие увеличения силы воздействия вытекающий с нарастающей скоростью воды на ударный клапан он закрывается и скорость потока в трубо¬проводе падает до нуля. В связи с внезапной остановкой потока в подающем трубопроводе и рабочей коробке произойдет гидравлический удар с резким повышением давления. Под влиянием этого давления открывается нагнетательный клапан и часть воды поступит в воздушный колпак Е, сжимая имеющийся там воздух, который вытеснит часть воды в напорной трубопровод F, подняв ее на высоту H2 в резервуар К. После ухода части воды в воздушный колпак давление в рабочей коробке уменьшится и ударный клапан С под действием собственного веса откроется. При этом вода снова начнет выливаться через клапан С, а нагнетательный клапан Д закроется под действием силы давления воздуха в воздушном колпаке Е. Затем происходит повторение процесса: снова произойдет закрытие ударного клапана С и открытие нагнетательного клапана Д и т. д. Таким образом, происходит непрерывное повторение рассмотренного процесса подачи воды. Поступающий из напорного резервуара расход воды Q затрачивается в основном на излив воды Q1 через клапан С и создание давления на этот клапан, при котором он закрывается. Этот первый период работы гидравлического тарана называется разгонным периодом. Второй период его работы называется ударным, когда после закрытия клапана С произойдет гидравлический удар и в рабочей коробке появится повышенное (ударное) давление, соответствующее напору Н > Н1. Третий период называется рабочим. В течение этого периода вода из воздушного колпака будет поступать через напорный трубопровод F с расходом Q2 в резервуар К под давлением воздуха на высоту Н2. Напор Н1 обычно равен 1,5—5 м, а высота нагнетания Н2 от 15 до 40 м. При этом подача расхода Q2 = (0,4...0,07) Q, где Q= Q1+ Q2. Выпускаемые промышленностью гидравлические тараны могут поднимать воду на высоту до 60 м с расходом до 20—22 л/мин. Они очень просты в эксплуатации и могут беспрерывно работать длительное время, снабжая водой потребителей. Известны мощные тараны, производительность которых достигает 150 л/с.

46. Фильтры служат для очистки рабочей жидкости от содержащихся в ней примесей. Эти примеси состоят из посторонних частиц, попадающих в гидросистему извне (через зазоры в уплотнениях, при заливке и доливке рабочей жидкости в гидробак и т.д.), из продуктов износа гидроагрегата и продуктов окисления рабочей жидкости. Механические примеси вызывают абразивный износ и приводят к заклиниванию подвижных пар, ухудшают смазку трущихся деталей гидропривода, снижают химическую стойкость рабочей жидкости, засоряют узкие каналы в регулирующей гидроаппаратуре. Примеси задерживаются фильтрами (рис.7.3), принцип работы которых основан на пропуске жидкости через фильтрующие элементы (щелевые, сетчатые, пористые) или через силовые поля (сепараторы). В первом случае примеси задерживаются на поверхности или в глубине фильтрующих элементов, во втором рабочая жидкость проходит через искусственно создаваемое магнитное, электрическое, центробежное или гравитационное поле, где происходит оседание примесей. Гидравлическое сопротивление фильтра - Падение давления на фильтре при прохождении через него фильтруемой жидкости. Гидравлическое сопротивление фильтра (Rф)определяется как сумма гидравлических сопротивлений фильтродержателя (Rдф), фильтровальной перегородки (Rфп) и слоя осадка (Rос), образовавшегося на фильтровальной перегородке в процессе фильтрации. Гидравлическое сопротивление фильтра зависит от производительности фильтрации. В фильтре происходит задержка молекул гидравлической жидкости на стенках канала, которая приводит к увеличению гидравлического сопротивления и уменьшению скорости течения. Гидродинамическое сопротивление растёт за счёт снижения общей площади пор фильтрующего материала. Итог: У фильтров есть три главные характеристики. 1. Степень отсева - это минимальный размер частиц, который задерживает фильтр. Все частицы меньшего размера через него проходят. 2. Гидродинамическое сопротивление. Это падение давления при прокачивании через него воздуха (или жидкости для масляного фильтра) с расходом, соответствующим максимальному для данного двигателя. 3. Ёмкость. Это количество загрязнителя, которое фильтр может аккумулировать в себе при условии, что сопротивление ещё лежит в пределах допуска.

47. При равномерном движении потока скорость течения вдоль потока, расход Q, площадь живого сечения w и его форма остаются неизменными, а гидравлический уклон

постоянен и равен геометрическому уклону дна водотока (i0): iс = i = const. Равномерное движение имеет место в искусственных водотоках и наиболее часто рассматривается в различных гидравлических расчетах. Элементы равномерного движения участвуют в решениях как общих, так и специальных гидравлических задач. Гидравлически наивыгоднейшим сечением канала является сечение, способное при заданной площади обеспечить максимальную пропускную способность. Как известно из геометрии, наименьшим периметром (из всех возможных) обладает круг, и гидравлически наивыгоднейшим сечением для открытых каналов было бы сечение, имеющее форму полукруга. Далее при данной площади меньшими периметрами обладают правильные многоугольники, причем длина их периметра будет тем меньше, чем больше число сторон. Следовательно, далее по выгодности идут различные сечения в форме половин правильных многоугольников, например половина шестиугольника, т. е. равнобочная трапеция с углом наклона боковых сторон ? = 60°. Из прямоугольных профилей наивыгоднейшим является сечение в виде половины квадрата. Величина гидравлического радиуса для всех этих сечений равняется половине наибольшей глубины наполнения.

На практике наиболее употребительны каналы трапецеидального сечения Полукруглые или многогранные сечения применяются значительно реже, ввиду трудности их выполнения и значительной стоимости. Однако в наиболее часто встречающихся случаях земляных стенок трапецеидальные сечения редко получают форму наивыгоднейшего профиля в виде половины правильного шестиугольника с углом ? = 60°, так как при этом требуется крепление боковых стенок канала. Обычно этот угол выбирается в соответствии с углом естественного откоса грунта, и задача сводится к определению при заданных площади сечения и угле откоса соотношения между шириной и глубиной, при котором смоченный периметр будет наименьшим.

48. Работа насоса сформирована на передаче энергии от вращающегося колеса к жидкости, находящейся между его лопастями. Действие центробежного насоса определяется путем центробежной силы, которая в свою очередь возникает при действии лопаток рабочего колеса на жидкость. Так возникает нужный напор и движение жидкости. Использование центробежного насоса для горячего и холодного водоснабжения – не единственное его предназначение. Его так же можно использовать для перекачивания вязких и агрессивных жидкостей (кислот и щелочей). Чтобы давление жидкости было полностью уравнено на боковые поверхности колеса, насос может быть как с односторонним подводом жидкости, так и двухсторонним. Так же колеса могут быть двух типов: закрытый тип и открытый тип. У каждого типа могут быть как преимущества, та и недостатки. Не рекомендуется запускать работу центробежного насоса без перекачиваемого продукта. Как и любой агрегат, насос определяется потребляемой мощностью, которая характеризует комплектующий двигатель. Потребляемая мощность увеличивается в зависимости от величины удельного веса перекачиваемой жидкости и увеличением вязкости. Одной из важных практических характеристик рабочих колёс центробежных насосов является коэффициент быстроходности — число оборотов в 1 мин такого рабочего колеса, которое геометрически по-добно рассматриваемому и при подаче 75 л/с. развивает напор 1 м. Для создания больших напоров применяют многоступенчатые насосы, в которых жидкость проходит последовательно несколько рабочих колёс, получая от каждого из них соответствующую энергию. Важнейшей особенностью центробежных насосов является непосредственная зависимость напора, а также мощности, КПД и допустимой высоты всасывания от подачи, которая для каждого типа насос выражается соответствующими графиками, называемыми характеристиками. КПД центробежного насоса при определенном режиме его работы достигает максимального значения, а затем с увеличением подачи снижается.