«Гидравликалық және пневматикалық жүйелер» пәні бойынша

емтихан сұрақтары

1. 
   Сұйықтықтың негізгі қасиеттері
   

Гидравликаның зерттеу объектісі - сұйық, табиғатта сұйықтың 4 агрегатты жағдайын қарастырады: қатты, сұйық, газ түрінде және плазмалы болып бөлінеді. Сұйық дегеніміз, қатты дене мен газ аралығында болады. Сұйықтың негізгі қасиеті - өте төменгі температура мен жоғары қысым кезінде, қатты дене қасиетінде болады (мұз), ал өте жоғары температура мен ең төменгі қысым кезінде - газ түріндегі қасиетіне айналады (бу).

Сұйық - физикалық дене, оның бөлшектері өте қозғалғыш, аққыш келеді де, сыртқы күш әсерінен өзінің формасын өзгерте алатын қасиеті бар. Сұйықтар сығылатын (газ түрінде) және сығылмайтын немесе өте аз сығылатын (тамшылы) болып бөлінеді.



Сұйық қозғалысының заңдылығын зерттеуді жеңілдету үшін, идеалды (киялдағы) және (реалды) нақтылы сұйықтар деп екіге бөледі.

Идеалды (қиялдағы) – ол абсолютті қозғалмалы (яғни, тұтқырсыз сұйық), бұл сұйықта үйкеліс күші мен жанама кернеу күші болмайды да, температура артқан сайын кеңеймейді, сыртқы күш әсерінен оның өлшемі өзгермейді.

Идеал сұйықтың модельдерін қолдану гидромеханика мен инженерлік гидравликаның көптеген есептері мен мәселелерін шешуді жеңілдетіп, қазіргі кездегі математикалық аппараттарды қолдану арқылы қозғалыстағы сұйыққа зерттеу жүргізуге мүмкіндік береді.

Нақтылы сұйық – табиғатта кездесетін, сығымдылық және сығу мен созу күштеріне кедергі келтіретін қасиеттерге ие сұйықтық.

2. 
   Сұйықтықтың тұтқырлығы мен тығыздығы, оларды анықтауға арналған аспаптар
   

Сұйық денесінің массасының m көлеміне V қатынасын сұйықтықтың тығыздығы ρ(кг/м³)деп атайды.Біртекті сұйықтық үшін:

, (1.1)

мұндағы m-V көлеміндегі сұйықтықтың массасы.

Сұйықтық тығыздығы әртүрлі әдістермен анықталады. Өндірісте тығыздықты көп жағдайда арнаулы құрал ареометрмен өлшейді.

Сұйықтықтың тұтқырлығы – әртүрлі жылдамдықпен аққан сұйықтың екі қабатының арасында болатын үйкеліс кедергіні тұтқырлық деп атайды, немесе сұйықтың жанама кернеуге қарсы тұру қасиетін айтады, кейде сұйықтың ішкі үйкелісі деп те атайды. Сұйықтар тұтқырлықтарының шамасын анықтау үшін вискозиметр деп аталатын әртүрлі конструкциялы приборлар қолданылады.

---

3. 
   Гидростатикалық қысым және оның қасиеттері
   

Тыныштықта тұрған сұйықта сыртқы күштердің әсерінен сығу кернеуі пайда болады, ол гидростатикалық қысым деп аталады.

Сұйықтықтағы гидростатикалық қысым келесі қасиеттерге ие болады:

1) Гидростатикалық қысым өзі әсер ететін алаңшаға әрқашанда қалыпты нормаль бойынша бағытталады және әрқашан да қарастырылатын сұйықтың сыртқы бетінен ол сұйық көлемінің ішіне қарай бағытталады. Бұл қасиет тікелей қысымның анықтамасынан туындайды. Сұйықтықтың сыртқы беті деп сұйықтықтың газ тәріздес ортамен немесе қатты қабырғалармен жанасатын бетін ғана емес, сондай-ақ, сұйықтықтың жалпы көлемінен ойша бөлінетін элементар көлемдер беті деп түсінеміз.

2) Сұйықтық ішіндегі кез келген нүктеде гидростатикалық қысым барлық бағыттары бойынша бірдей әсер етіп, өзі әсер ететін алаңшаның көлбеулігіне тәуелсіз болады.

4. 
   Гидростатиканың негізгі теңдеуі
   

Гидростатиканың негізгі тендеуін қарастыратын болсақ - тыныштықтағы сұйықтықтың кез келген нүктесі үшін геометриялық және пьезометриялық қосындысы әрқашан тұрақты болады.

z + = const
Осында:

- пьезометриялық биіктік

P- сұйықтықтың ерікті нүктесіндегі гидростатикалық қысым

z- жоғары нүкте биіктігі

p- сұйық тығыздығы

g- ауырлық күші

z + P/γ = const.

z + P/γ қосындысы гидростатикалық арын деп аталады. Осылайша, гидростатикалық арын қозғалыссыз сұйықтықтың барлық көлемі үшін тұрақты шама болып табылады.

Осы формуланы басқаша да жазуға болады

p0+ const

I және II сұйықтық деңгейлері үшін теңдеу келесі түрде болады:



Теңдеу сұйықтықтың тыныштықтағы барлық нүктелеріндегі гидростатикалық басының тұрақты шама екенін көрсетеді.

Кейде Паскаль принципін гидростатиканың негізгі заңы деп те атайды.Паскаль заны осылай түсіндіріледі- сұйыққа немесе газға түсетін қысым барлық бағытта өзгермей кез келген нүктеге беріледі.

5. 
   Гидростатикалық қысымның түрлері. Қысымды өлшейтін құралдар.
   

Тыныштықта тұрған сұйықта сыртқы күштердің әсерінен сығу кернеуі пайда болады, ол гидростатикалық қысым деп аталады.

---

Сұйықтықтағы гидростатикалық қысым келесі қасиеттерге ие болады: 1) Гидростатикалық қысым өзі әсер ететін алаңшаға әрқашанда қалыпты нормаль бойынша бағытталады және әрқашан да қарастырылатын сұйықтың сыртқы бетінен ол сұйық көлемінің ішіне қарай бағытталады.

2) Сұйықтық ішіндегі кез келген нүктеде гидростатикалық қысым барлық бағыттары бойынша бірдей әсер етіп, өзі әсер ететін алаңшаның көлбеулігіне тәуелсіз болады.

Абсолютті нөлден есептелген қысым абсолютті қысым деп аталып, р_абс болып белгіленеді. Қысымның абсолютті нөлі сығылғыштық кернеудің жоқтығына сәйкес болады. Абсолютті немесе толық гидростатикалық қысымды (р) гидростатиканың негізгі теңдеуінен анықтайды:
(2.11)
Абсолютті қысым р_абс мен атмосфералық қысымның р_а айырмасын артық немесе манометрлік қысым деп атайды:
. (2.12)
мұндағы р_о - сыртқы қысым;

р_о = р_атм болғанда,
. (2.13)
Яғни, кез келген нүктенің бату тереңдігін сол нүктедегі манометрлік қысым анықтайды.

Толық қысымның атмосфералық қысымға жетіспеуін вакуум дейміз. Вакуумды қысымды келесі формуламен анықтаймыз:
. (2.14)
Жоғарыда көрсетілген қысым түрлерін өлшейтін көптеген конструкциялы құралдар түрлері бар: сұйықтық, механикалық, құрамалы және т.б. Бұл құралдар абсолютті қысымды өлшемей, қысым айырымдарын өлшейді. Сондықтан бұл құралдарды - дифференциалды құралдар деп атайды. Мысалы: манометрлер толық және атмосфералық қысым айырымын, вакуумметрлер атмосфералық және толық қысым айырымын өлшейді.

Сынапты барометр (2.3-сурет) — бұл бір жағы ашық, екінші жағы сынап құйылған ыдысқа батырылған шыны түтік. Сынап бағанасы төмендеп, оның үстінен вакуум түзіледі. Сынап бағанасының төмендеуі, оның бетіне әсер ететін ауаның салмағымен (1) теңескенше жалғасады.

Манометрлік қысымды өлшейтін қарапайым құралдардың бірі - пьезометр. Пьезометр - ішкі диаметрі 5–12 мм, миллиметрде бөліктенген өлшеу шкаласының тақтайында орналасқан түтікше. Бұл түтіктің бір шеті сұйықтық құйылған сауытқа қосылады, ал екінші шеті ашық болады. Әдетте, пьезометрлер 30–40 кПа аспайтын қысым өлшеу үшін қолданылады, себебі үлкен шамадағы қысымды өлшеу үшін өте үлкен биіктіктегі түтікшелер орнату қажет болар еді.

---

Механикалық құралдар. Қысымды өлшейтін бұл құрал түрлеріне серіппелі және мембраналы манометрлер және вакуумметрлер жатады.

6. 
   Гидродинамика, сұйықтардың қозғалыс түрлері
   

1. 
   
   Гидродинамиканың негізгі түсініктері:
   

Гидродинамиканы үйренуде негізгі объектілердің бірі сұйық ағыны, яғни шекттеулі беттіктері арасынд

а сұйық массасының қозғалысы болып табылады.

Сұйық әр түрлі күштер әсерінен қозғалады: ауырлық күшінің; ішкі қысым; инерциялы күш және т.б.

Сұйықтың қозғалыс заңдарын оқып үйренуде екі түрлі есеппен түйісу керек болады:

1)сыртқы есеп, сұйық ағынының гидродинамикалық сипаттамалары көрсетілген, сұйықты айнала ағатын денеге салынған күшті табу керек.

2)ішкі есеп, сұйыққа әсерін тигізетін күштер берілген, ағынның гидродинамикалық сипаттамаларын табу керек.

Ағынның гидродинамикалық сипаттамалары болып:

-гидродинамикалық қысым;

-сұйық қозғалысының жылдамдығы.

Гидродинамикалық қысым -сұйықтың қозғалысы кезінде дамитын ішкі қысым.

Берілген нүктеде сұйық қозғалысының жылдамдығы -берілген нүктеде орналасқан, сұйық бөлшектерінің кеңістікте ауысу жылдамдығы. Жылдамдық бірлік уақыт ішінде сұйық бөлшегінің жүріп өткен жолының ұзындығымен анықталады.

 Сұйықтық қозғалысының режімдері мен түрлерінің классификациясы:

Сұйықтық ағысының екі режимі бар: ламинарлы, өтпелі және турбелентті.

Ламинарлы ағыс (қабаттық, реттелген) -сұйықтықтың жеке қабаттары бір-біріне қатысты араласпай жылжығандағы қозғалыс. Тұтқыр сұйықтықтар   (майлар) көбінесе реттеліп қозғалады. 






Турбуленттік ағыс (реттелмеген) – сұйықтық бөлшектерінің әрдайым траекториясы өзгеріп тұратын және қарқынды араласу жүретін күрделі қозғалыс. Көбінесе тұтқырлығы аз сұйықтықтар (су, ауа) ретсіз қозғалады.

---

Құбырдағы сұйықтық ағынының күйі (режимі) тұтқырлық күшін сипаттайтын   шексіз Рейнольдс санына тәуелді, ол қозғалысты анықтайтын негізгі факторларды ескереді.

Рейнольдс саны келесі формуламен анықталады:

 , (3.1)

мұндағы  - ағынның сипаттық сызықтық өлшемі, м;

 - сұйықтықтың кинематикалық тұтқырлығы, м²/с;

 - сұйықтық қозғалысының жылдамдығы, м/с.

 Рейнольдс критикалық саны– қозғалыс ламинарлық режимнен турбуленттікке өтетін Рейнольдс санының мәні. Рейнольдс санының критикалық мәні сығылғын құбырларда артады және ұлғайған құбырда азаяды.

 >  - қозғалыстың турбуленттік режимі.

 <  - қозғалыстың ламинарлық режимі.

Дөңгелек ағысты құбырлар үшін   2000…2400; барлық көлденең ағыстар үшін   =500…600;ашық арналар үшін   =800…900.

Дөңгелек ағысты құбырлар үшін Рейнольдс саны келесі формуламен анықталады:

---

Смотрите также файлы

• Контрольная работа Белайчук Дарья Константиновна специальность 44. 02. 02.docx

• Выберите из представленных вербальные техники общения.docx

• Экологические проблемы регионов с горнодобывающей промышленностью.doc

• азастан республикасыны Оу аарту министрлігі.docx

• Технология коллективного взаимодействия.docx