23
2 - тарау. Технологиялық жабдықтың гидро- және
пневможүйелерінің жұмысы
2.1. Гидравлика, пневматика мен жылу техникасының негізгі заңы
Гидравликалық жетектерде энергия қысымдалған сүйықтықтың
көмегімен беріледі, пневматикалық жетектерде сығылған ауа қолданылады.
Гидравликалық және пневматикалық жүйелердің
жұмыс прнципі
гидравлика, пневматика және жылу техникасының негізгі заңдарына
негізделеді.
Тынығу кезіндегі сұйықтыққа оның массасына пропорционал болатын
ауырлық күштер, сондай-ақ атмосфералық қысымға тең болатын күш
сұйықтықтың бетіне әсер етеді. Күштердің әсерінен тынығудағы сұйықтық
гидростатикалық қысыммен сипатталатын кернеулі күйде болады.
Сұйықтықтың гидростатикалық қысымы деп тек сұйықтықтың бөлшектеріне
қатысты салмақты күштердің әсерінен болатын қысым түсіндіріледі.
Сұйықтықтың күші ыдыстың түбіне және қабырғаларына әсер етеді.
Ыдыстың жоғары қабаттарында орналасқан сұйықтық бөлшектері төменгі
жағында орналасқан бөлшектеріне қарағанда аз қысымдау күшіне ие. [4,5]
Гидростатикалық қысым үш негізгі қасиеттерімен сипатталады:
1) гидростатикалық қысым әрдайым әсер
еткен бетке ішкі нормаль
бойымен бағытталады;
2) сұйықтықтың кез келген нүктесіне әсер еткен гидростатикалық
қысым барлық бағыттар бойынша бірдей болады;
3) нүктедегі
гидростатикалық қысым тек оның кеңістіктегі
координаттарына
байланысты, яғни
р=f(х,у,z)
(2.1)
Тынығу
кезіндегі
сұйықтықтың
кез
келген
нүктесіндегі
гидростатикалық қысым бос бетіндегі Р
0
қысыммен биіктігі h нүкте
орналасқан тереңдікке тең сұйықтықтың бағана қысымының қосындысына
тең (сурет 2.1)
Сурет 2.1. Гидростатиканың негізгі теңдеуін шығару сызбасы
24
Гидростатиканың негізгі теңдеуі:
Р= Ро+ρ×g×h
(2.2)
мұндағы Р – h тереңдіктегі
сұйықтықтың ішкі қысымы; Ро – бос бетіндегі
қысым (атмосфералық қысым); ρ
– сұйықтықтың тығыздығы; g
– ауырлық
күшінің үдеуі.
2.2 теңдеуінен абсолютті тынығудағы сұйықтықтың кез келген
нүктесіндегі гидростатикалық қысым сыртқы қысымның және қарастырылып
жатырған нүктенің астындағы сұйықтық бағананың ауырлық күші
әсерінен
пайда болған қысымның қосындысына тең. Сұйықтықтың қозғалысы
сұйықтық ағынының кейбір нүктесіндегі бөлшектің жылдамдығымен,
қысымымен, сұйықтық ағынының формасымен сипатталады.
[4]
Сұйықтық қозғалысы келесідей болады:
1) орныққан қозғалыстар. Осындай қозғалыстар тұрақты ағынмен және
гидродинамикалық қозғалыспен сипатталады. Жылдамдық пен қысым
сұйықтық бөлшектерінің қозғалыс координаттарының
функциялары болып
табылады:
V = f (x,y,z)
(2.3)
Р = f (x,y,z)
(2.4)
2) орнықпаған қозғалыстар. Осындай қозғалыстар кезінде ағынның
жылдамдығы және әрбір нүктедегі қысым уақыт өте келе өзгереді, яғни тек
координаттар ғана емес, сонымен қатар
уақыт функциялары да болып
табылады:
V = f (x,y,z,t)
(2.5)
Р = f (x,y,z,t)
(2.6)
Қысымның ағынға әсері бойынша қозғалыс қысымды және қысымсыз
болып бөлінеді. Бірлік уақытта ағынның қимасы арқылы ағатын сұйықтық
көлеміне тең физикалық шама сұйықтықтың көлемдік шығыны деп аталады
және келесі формула бойынша анықталады:
Q = V / t, м
3
/с
(2.7)
немесе
Q = S
×L / t = S
×V
(2.8)
мұндағы S – ағын қимасының ауданы.
Қимасының диаметрі d дөңгелек құбыр үшін ауданы:
S= π
×d
2
/4
(2.9)
25
Сонда сұйықтық шығынының формуласы:
Q = π
×d
2
/4
×V
(2.10)
Сұйықтық шығынын өлшейтін аспап шығын өлшеуші аспап деп
аталады. Бірлік уақытта
А жұмысты анықтайтын физикалық шама сұйықтық
ағынның қуаты деп аталады.
N = А / t, Вт (Ватт)
(2.11)
немесе
N = F
×υ = Р
×Q / 60
(2.12)
мұндағы F – қысым күші, Н; υ – қоғалыс жылдамдығы.
Сұйықтық ағыны 2 режимге бөлінеді – ламинарлық және турбуленттік
режим. [21]
Ламинарлық режим кезінде сұйықтық
бөлшектерінің ағындары
көлденеңді кедергісіз ағынның бойымен бағытталған траектория бойынша
қозғалады, ағын параллель қабаттарын түзейді жылдамдығы мен қысымы
лүпілсіз.
Турбуленттік режим кезінде сұйықтық бөлшектерінің ағындары
тұрақты кедергісімен ретсіз
траектория бойынша қозғалады, жылдамдығы
мен қысымы лүпілді.
Достарыңызбен бөлісу: