Лекція . Основи гідравліки
1.Загальні відомості з гідравліки
Гідравліка - наука в якій вивчаються закони рівноваги та руху рідин і методи застосування цих законів в інженерній практиці.
Термін “гідравліка” походить від словосполучення двох грецьких слів “хюдор” - вода і “аулос” - труба, що в минулому відображало рух води в трубах. З розвитком науки- в гідравліці вивчається, крім води, рівновага та рух інших рідин не тільки в трубах, а і у інших посудинах та відкритих руслах – каналах і річках.
В гідравліці вивчаються краплинні рідини, тобто рідини які здатні утворювати краплини (на відміну від газів, які на це не здатні). Краплинні рідини є нестискуючими рідинами. Краплинні рідини мають вільну поверхню, тобто поверхню розділу рідини з газами (повітрям) (рис. 1).
Рис. 1 Вільна поверхня рідини
Гідравліка складається з двох частин – гідростатики, в якій вивчається рівновага рідин, та гідродинаміки, в якій вивчається рух рідин. Базовими науками для гідравліки є вища математика, фізика, теоретична механіка та опір матеріалів. В свою чергу гідравліка є базовою для наук гідротехнічного спрямування, а також наук з проектування, виготовлення, чи будівництва та експлуатації насосів, гідродинамічних передач, гідроприводів, гідротурбін, систем сільськогосподарського водопостачання та гідромеліоративних систем.
2. Загальні відомості про гідропривод та гідравлічні машини.
Загальні визначення й основні параметри. Під об'ємним гідроприводом розуміється в загальному випадку гідросистема, призначена для приведення в рух механізмів і машин, до складу якої входить об'ємний гідродвигун. Поширене також визначення відповідно до якого під об'ємним гідроприводом розуміється гідросистема (система гідромашин і гідроагрегатів), що служить для передачі за допомогою рідини енергію на відстань і перетворення її в механічну енергію на виході системи (в енергію руху гідродвигуна) і одночасно виконуючої функції регулювання і реверсування швидкості вихідної ланки.
Об'ємний гідропривод, що складається з пристроїв конструктивно оформлених в одному загальному блоці, називається об'ємною гідропередачею (гідротрансмісією). Поняття «гідропривод» звичайно отожнюється з поняттям «гідросистема», під яким розуміється сукупність пристроїв, що передають енергію шляхом використання рідини під тиском Гідросистема може мати як один, так і кілька гідродвигунів і насосів.
3.Гідравлічній транспорт
Установки гідравлічного транспорту (рис. 1) служать для переміщення насипного вантажу по трубах і жолобах в струмені рідини (води). Суміш вантажу з водою називається гідросуміш або пульпа. Принцип дії гідравлічних транспортних установок полягає в передачі енергії води, що рухається, часткам насипного вантажу і переміщенні їх з великою швидкістю. Гідротранспорті установки розділяють на напірні і безнапірні. По жолобах (каналам) пульпа переміщається самопливно у бік руху. По трубопроводах 2 пульпа переміщається самопливно або під натиском за допомогою насоса: в горизонтальному напрямі, вниз або вгору. Гідротранспорт застосовується у хімічній промисловості; ; у харчовій промисловості (переміщення зерна в мийних машинах). Перевагами гідротранспортних установок є: компактність трубопроводів; герметичність; висока продуктивність; велика довжина транспортування по складній трасі; простота технічного обслуговування; можливість створювати будь-яку по контурах трасу; автоматизація процесу транспортування; забезпечення завантаження і розвантаження у будь-якій точці траси.
Рисунок 1 – Схеми гідротранспортних установок.
а - зпульпонасосом; б - з водяним насосом і живильником; в - самопливна; 1 - водопровід; 2 - пульпонасос; 3 - пульпопровід; 4 - насос для чистої води; 5 - водовіддільний гуркіт; 6 - резервуар для пульпи; 7 - водяний насос; 8 - бункер з живильником; 9 - резервуар для води; 10 - резервуар для пульпи; 11 - бункер для породи; 12 - воронка змішувача
До недоліків відносяться: обмеження асортименту вантажів (по гранулометричному складу), що транспортуються; підвищений знос трубопроводу; збільшена витрата енергії; потреба у великих кількостях води і небезпека її замерзання в зимових умовах; підвищена вологість в закритих приміщеннях. 3 Завантажувальні пристрої (живильники) служать для подачі насипного вантажу в трубопровід, який знаходиться під високим тиском. Завантажувальні пристрої не повинні при роботі пропускати воду з трубопроводу, за принципом дії виконуються камерними (найбільше застосування) і безкамерними.
Камерні живильники забезпечують циклічну подачу вантажу, безкамерні - безперервну. Цикл роботи камерних живильників складається з часу наповнення камери, її звільнення і маневрування затворами, що по черзі закриваються і відкриваються. Управління затворами двох секцій камерних живильників, що поруч стоять, виконується таким чином, що в період, коли випускна камера однієї секції заповнюється вантажем, друга розвантажується в трубопровід. Пульпонасоси використовуються відцентрові і поршневі (при переміщенні неабразивних вантажів)
. Перевагою поршневих насосів є створення високих тисків; недоліками - швидкий знос, великі габаритні розміри, пульсуюча дія, сприяюча випаданню часток твердих фракцій в трубопровід. По конструкції і принципу дії відцентрові насоси майже не відрізняються від насосів для води. Використовуються одноступінчаті (основний тип), двох- і багатоступінчасті насоси (досить рідкісне застосування).
Основні вимоги, що пред'являються до пульпонасосів: транспортування великих (до 100 мм) шматків вантажу; висока зносостійкість; зручність обслуговування і ремонту. Для збільшення терміну служби швидкозношующихся елементів пульпонасосів застосовують спеціальні сталі і матеріали, армування навулканізованою гумою.
Пневматичний транспорт .Установки пневматичного транспорту служать для переміщення насипних і штучних вантажів по трубах або жолобах в струмені стислого або розрідженого повітря. Установки для насипних вантажів переміщають пилоподібні, порошкоподібні, зернисті і кускові матеріали, а установки для штучних вантажів призначені для транспортування по трубах відправлень (пневмопошта), виробничої документації і дрібних вантажів, укладених в патрони. Рух повітря в трубопроводі створюється нагнітальними або вакуумними насосами. 4 Установки, що транспортують насипний вантаж в зваженому стані в потоці повітря, розділяють на всмоктуючі (вакуумні), нагнітальні (напірні) і комбіновані (рис. 2)
Рисунок 2 - Схеми пневмотранспортних установок
а - всмоктуюча; б і в – нагнітальні високого тиску; г – всмоктуюче - нагнітальна; 1, 15 - сопло; 2, 8, 13, 16, 19 - трубопровід; 3 - приймальний резервуар-віддільник; 4 - пиловловлюючий циклон; 5, 18 - шлюзові затвори; 6, 20 - повітродувна машина; 7 - камерний живильник; 9 - перемикач; 10 - фільтр; 11 - бункер; 12 - живильник; 14, 17 - віддільник
Всмоктуючі установки використовуються там, де вимагається забирати насипний вантаж з декількох пунктів і передавати його в один приймальний пункт, наприклад, при вивантаженні зерна з барж в приймальний склад (декілька сопел засмоктують зерно відразу з багатьох відсіків трюму). У всмоктуючих установках вантажі переміщаються під дією розрідженого повітря, вантаж поступає в трубопровід через всмоктуюче сопло, а в кінцевому пункті шлюзується з камери з розрідженим повітрям в зовнішній простір. Машинна частина всмоктуючих установок (повітряний насос і віддільний пристрій) розташована з того боку трубопроводу, в який відбувається транспортування вантажу.
Домашнє завдання: Опрацювати консект лекціі і дати відвовіді на контрольні запитання.
Контрольні запитання.:
1. Що вивчає наука "Гідравліка"
2. В яких галузях техніки застосовуються закони гідравліки?
3. Яке призначення установок гідравлічного транспорту?
4.Яке призначення установок пневматичного транспорту?
5. В яких середовищах можна транспортувати продукт?
Немає коментарів:
Дописати коментар