Содержание

Введение………………………………………………………………….4

1. Физические свойства жидкостей…………………………………….5

Лабораторная работа № 1. Измерение давлений и тарировка измерительных приборов……………………………………………12

2. Определение гидравлических сопротивлений……………………...25

Лабораторная работа № 2. Исследование гидравлических сопротивлений……………………………………………………….26

3. Кинематика и динамика жидкости…………………………………...36

Лабораторная работа № 3. Исследование преобразования форм энергии струи…………………………………………………..45

Лабораторная работа № 4. Исследование расхода жидкости с помощью сужающих устройств…………………………………….50

Лабораторная работа №5. Определение режимов движения жидкости……………………………………………………………...56

4. Истечение жидкости через отверстия и насадки…………………..61

Лабораторная работа № 6. Определение количества жидкости в закрытом сосуде…………………………………………………….68

5. Гидравлические машины……………………………………………73

Лабораторная работа № 7. Определение напорно-расходной характеристики насоса……………………………………………….80

Лабораторная работа № 8. Исследование работы двух параллельно соединенных насосов………………………………….85

Лабораторная работа № 9. Определение напорно-расходных характеристик насоса и установки………………………………….92

Лабораторная работа № 10. Определение КПД нерегулируемого гидропривода…………………………………………………………97

Приложение 1. Соотношения некоторых единиц измерений в различных системах………………………………………………...104

Приложение 2. Физические свойства воды на линии насыщения….105

Приложение 3. Значения плотности жидкостей……………………..106

Приложение 4. Плотность и теплопроводность некоторых материалов…………………………………………………………….107

Приложение 5. Средние величины шероховатости труб…………..108

Приложение 6. Коэффициенты местных сопротивлений………….109

Приложение 7. Значения коэффициента температурного расширения……………………………………………………………111

ВВЕДЕНИЕ

Знание основ гидравлики позволяет решать многие проблемы, встающие перед инженером любой отрасли промышленности по доставке жидкостей, газов к технологическим аппаратам.

Данное учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями государственных общеобразовательных стандартов высшего профессионального образования и позволяет изучить основные разделы гидравлики и закрепить полученные знания путем проведения лабораторных работ по дисциплине «Гидравлика», а также решать практические задачи на производстве с помощью полученных знаний.

Методика проведения экспериментальных исследований и обработки полученных гидравлических характеристик рассматриваемого технологического оборудования, обширный справочный материал позволит квалифицированно выполнить соответствующие разделы в курсовых и дипломных проектах студентов любой специальности.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ

Гидравлика изучает жидкости и газы как рабочие тела технических систем. Рабочие тела передают энергию от ее источника исполнительным механизмам (потребителям), т.е. участвуют в преобразовании форм механической энергии и передаче ее в пространстве.

Основная особенность жидкостей и газов как рабочих тел – их сплошность. Предполагается, что любой объем заполняется ими равномерно, без образования пустот. Все характеристики сплошной среды (давление, плотность, температура, скорость и др.) – непрерывные и дифференцируемые функции координат.

В широком смысле жидкости можно разделить на капельные и газообразные. Капельные жидкости или просто жидкости в малых количествах собираются в капли, форма которых определяется силами тяжести и поверхностного натяжения. В больших количествах капельные жидкости принимают форму сосуда, в котором они находятся, с образованием поверхности раздела между жидкостью и окружающей средой. Газообразные жидкости или газы не образуют капель, а в замкнутых сосудах заполняют их полностью без образования поверхностей раздела.

С молекулярно-кинетических позиций о строении вещества различия капельных жидкостей и газов определяются количеством химических или силовых связей молекул вещества. Если в твердом кристаллическом теле практически каждая молекула связана с соседней, то в капельной жидкости половина этих связей разорвана. В газах межмолекулярные силовые связи отсутствуют полностью. Следствием этого является то, что уменьшить эти расстояния, т.е. сжать капельную жидкость, затруднительно, а газ – относительно легко. Поэтому капельные жидкости считаются несжимаемыми, а газы – сжимаемыми. На основании этого деление сплошных сред на жидкости и газы может заменяться делением на сжимаемые и несжимаемые жидкости.

При изучении законов гидравлики рассматриваются три типа капельных жидкостей:

1) идеальная жидкость – это абстрактная модель жидкости, обладающая абсолютной текучестью и неизменяемостью объема при изменении внешних условий (абсолютной несжимаемостью). Вязкость в таких жидкостях отсутствует;

2) реальные, или вязкие жидкости – это физические тела, обладающие большой подвижностью, способные изменять свой объем при изменении внешних условий и в которых возникают касательные напряжения при движении за счет внутреннего трения. Такие жидкости называют ньютоновскими;

3) неньютоновские, или реологические жидкости. Они обладают специфичными свойствами, часть из которых рассматривается далее.