Правила по гидравлике

Рубрики Статьи

Перечень ГОСТов, используемых в промышленной гидравлике

ГОСТ 12445-80
«Гидроприводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Номинальные давления.»

ГОСТ 13823-78
«Гидроприводы объемные. Насосы объемные и гидромоторы. Общие технические требования.»

ГОСТ 14057-68
«Насосы шестеренные. Ряды основных параметров.»

ГОСТ 14058-68
«Насосы шиберные. Ряды основных параметров.»

ГОСТ 14059-68
«Насосы поршневые. Ряды основных параметров.»

ГОСТ 14060-68
«Гидромоторы шестеренные. Ряды основных параметров.»

ГОСТ 14061-68
«Гидромоторы шиберные. Ряды основных параметров.»

ГОСТ 14062-68
«Гидромоторы поршневые. Ряды основных параметров.»

ГОСТ 14063-68
«Гидроаппаратура и пневмоаппаратура. Ряды основных параметров.»

ГОСТ 14064-68
«Гидроаккумуляторы. Ряды основных параметров.»

ГОСТ 14658-86
«Насосы объемные гидроприводов. Правила приемки и методы испытаний.»

ГОСТ 15108-80
«Гидроприводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение» (с Изменениями N 1, 2, 3)
Постановление Госстандарта СССР от 28.11.1980 N 5588
ГОСТ от 28.11.1980 N 15108-80

ГОСТ 16514-96
«Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры. Общие технические требования»
Постановление Госстандарта России от 02.02.2001 N 54-ст
ГОСТ от 02.02.2001 N 16514-96

ГОСТ 16517-82
«Гидроаппаратура. Общие технические требования.»

ГОСТ 16769-84
«Гидроаккумуляторы. Общие технические требования.»

ГОСТ 17069-71
«Передачи гидродинамические. Методы стендовых испытаний.»

ГОСТ 17216-2001
«Чистота промышленная. Классы чистоты жидкостей.»

ГОСТ 17411-91
«Гидроприводы объемные. Общие технические требования.»

ГОСТ 17752-81 (СТ СЭВ 2455-80)
«Гидропривод объемный и пневмопривод. Термины и определения» (с Изменениями N 1, 2)
Постановление Госстандарта СССР от 31.12.1981 N 5818
ГОСТ от 31.12.1981 N 17752-81

ГОСТ 18464-87
«Гидроцилиндры. Правила приемки и методы испытаний.»

ГОСТ 18464-96
«Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры. Правила приемки и методы испытаний.»

ГОСТ 19749-84
«Соединения неподвижные разъемные пневмогидросистем. Затворы закрытые. Типы и технические требования.»

ГОСТ 20245-74
«Гидроаппаратура. Правила приемки и методы испытаний.»

ГОСТ 20719-83
«Гидромоторы. Правила приемки и методы испытаний.»

ГОСТ 21329-75
«Фильтры щелевые на давление до 6,3 МПа (приблизительно 63 кгс/см.кв.). Технические условия.»

ГОСТ 21976-76
«Гидрораспределители дросселирующие с плоским поворотным золотником. Основные размеры.»

ГОСТ 22976-78
«Гидроприводы, пневмоприводы и смазочные системы. Правила приемки.»

ГОСТ 24242-97
«Гидроприводы объемные. Обозначения буквенные отверстий гидроустройств, монтажных плит, устройств управления и электромагнитов.»

ГОСТ 24679-81
«Гидрораспределители золотниковые четырехлинейные на Рном до 32 МПа. Технические условия.»

ГОСТ 25020-84
«Гидро- и пневмоцилиндры. Присоединительные резьбы штоков и плунжеров.»

ГОСТ 25277-82
«Фильтроэлементы для объемных гидроприводов и смазочных систем. Правила приемки и методы испытаний.»

ГОСТ 25476-82
«Гидроприводы объемные и смазочные системы. Фильтры. Правила приемки и методы испытаний.»

ГОСТ 25553-82
«Гидроцилиндры одноступенчатые на номинальное давление 16МПа (160 кгс/см кв). Присоединительные резьбы штоков и плунжеров.»

ГОСТ 26058-85
«Роботы промышленные. Гидродвигатели исполнительных устройств. Типы, основные параметры и присоединительные размеры.»

ГОСТ 26496-85
«Гидроаккумуляторы. Правила приемки и методы испытаний.»

ГОСТ 26650-85
«Гидроцилиндры одноступенчатые на давление 16 МПа. Присоединительные размеры.»

ГОСТ 26890-86
«Гидроаппаратура. Присоединительные размеры стыковых плоскостей монтажных плит.»

ГОСТ 2.782-96 ЕСКД
«Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические»
Постановление Госстандарта России от 04.10.1996 N 10
ГОСТ от 04.10.1996 N 2.782-96

ГОСТ 27851-88
«Насосы объемные для гидроприводов. Метод ускоренных сравнительных испытаний на ресурс.»

ГОСТ 28160-89
«Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Насосы для систем охлаждения. Метод расчета подачи.»

ГОСТ 28413-89
«Насосы объемные и гидромоторы для гидроприводов. Методы ускоренных испытаний на безотказность.»

ГОСТ 28761-90
«Гидроприводы объемные. Гидродвигатели поворотные. Общие технические требования.»

ГОСТ 28971-91
«Гидропривод объемный. Сервоаппараты. Методы испытаний.»

ГОСТ 29015-91
«Гидроприводы объемные. Общие методы испытаний.»

ГОСТ 30362.1-96
«Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры с односторонним штоком на номинальное давление 25 МПа. Присоединительные размеры.»

ГОСТ 30362.2-96
«Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры с односторонним штоком на номинальное давление 25 МПа. Присоединительные размеры отверстий для подвода жидкости.»

ГОСТ 30481-97
«Гидроприводы объемные. Гидрораспределители дросселирующие с серворегулированием четырех- и пятилинейные. Присоединительные размеры стыковых плоскостей монтажных плит.»

ГОСТ 30526-97
«Гидроприводы объемные. Общие методы испытаний.»

ГОСТ 31247-2004
«Чистота промышленная. Определение загрязнения пробы жидкости с помощью автоматических счетчиков частиц»
Приказ Ростехрегулирования от 16.02.2005 N 24-ст
ГОСТ от 16.02.2005 N 31247-2004

ГОСТ 4.37-90 СПКП
«Гидроприводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Номенклатура показателей»
Постановление Госстандарта СССР от 11.05.1990 N 1168
ГОСТ от 11.05.1990 N 4.37-90

ГОСТ Р 50556-93
«Гидропривод объемный. Анализ загрязненности частицами. Отбор проб жидкости из трубопроводов работающих систем.»

ГОСТ Р 50557-93
«Гидропривод объемный. Сосуды для проб жидкости. Оценка и контроль способов очистки.»

ГОСТ Р 52543-2006 (ЕН 982:1996)
«Гидроприводы объемные. Требования безопасности»
Приказ Ростехрегулирования от 10.05.2006 N 88-ст
ГОСТ Р от 10.05.2006 N 52543-2006

Как научиться читать гидравлические схемы

Гидравлическая схема представляет собой элемент технической документации, на котором с помощью условных обозначений показана информация об элементах гидравлической системы, и взаимосвязи между ними.

Согласно нормам ЕСКД гидравлические схемы обозначаются в шифре основной надписи литерой «Г» (пневматические схемы — литерой «П»).

Как видно из определения, на гидравлической схеме условно показаны элементы, которые связаны между собой трубопроводами — обозначенными линиям. Поэтому, для того, чтобы правильно читать гидравлическую схему нужно знать, как обозначается тот или иной элемент на схеме. Условные обозначения элементов указаны в ГОСТ 2.781-96. Изучите этот документ, и вы сможете узнать как обозначаются основные элементы гидравлики.

Обозначения гидравлических элементов на схемах

Рассмотрим основные элементы гидросхем.

Трубопроводы

Трубопроводы на гидравлических схемах показаны сплошными линиями, соединяющими элементы. Линии управления обычно показывают пунктирной линией. Направления движения жидкости, при необходимости, могут быть обозначены стрелками. Часто на гидросхемах обозначают линии — буква Р обозначает линию давления, Т — слива, Х — управления, l — дренажа.

Соединение линий показывают точкой, а если линии пересекаются на схеме, но не соединены, место пересечения обозначают дугой.

Бак в гидравлике — важный элемент, являющийся хранилищем гидравлической жидкости. Бак, соединенный с атмосферой показывается на гидравлической схеме следующим образом.

Закрытый бак, или емкость, например гидроаккумулятор, показывается в виде замкнутого контура.

В обозначении фильтра ромб символизирует корпус, а штриховая линия фильтровальный материал или фильтроэлемент.

На гидравлических схемах применяется несколько видов обозначений насосов, в зависимости от их типов.

Центробежные насосы, обычно изображают в виде окружности, в центр которой подведена линия всасывания, а к периметру окружности линия нагнетания:

Объемные (шестеренные, поршневые, пластинчатые и т.д) насосы обозначают окружностью, с треугольником-стрелкой, обозначающим направление потока жидкости.

Если на насосе показаны две стрелки, значит этот агрегат обратимый и может качать жидкость в обоих направлениях.

Если обозначение перечеркнуто стрелкой, значит насос регулируемый, например, может изменяться объем рабочей камеры.

Гидромотор

Обозначение гидромотора похоже на обозначение насоса, только треугольник-стрелка развернуты. В данном случае стрелка показывает направление подвода жидкости в гиромотор.

Для обозначения гидромотра действую те же правила, что и для обозначения насоса: обратимость показывается двумя треугольными стрелками, возможность регулирования диагональной стрелой.

На рисунке ниже показан регулируемый обратимый насос-мотор.

Гидравлический цилиндр

Гидроцилиндр — один из самых распространенных гидравлических двигателей, который можно прочитать практически на любой гидросхеме.

Особенности конструкции гидравлического цилиндра обычно отражают на гидросхеме, рассмотрим несколько примеров.

Цилиндр двухстороннего действия имеет подводы в поршневую и штоковую полость.

Плунжерный гидроцилиндр изображают на гидравлических схемах следующим образом.

Принципиальная схема телескопического гидроцилиндра показана на рисунке.

Распределитель

Распределитель на гидросхеме показывается набором, квадратных окон, каждое из которых соответствует определенному положению золотника (позиции). Если распределитель двухпозиционный, значит на схеме он будет состоять из двух квадратных окон, трех позиционный — из трех. Внутри каждого окна показано как соединяются линии в данном положении.

На рисунке показан четырех линейный (к распределителю подведено четыре линии А, В, Р, Т), трех позиционный (три окна) распределитель. На схеме показано нейтральное положение золотника распределителя, в данном случае он находится в центральном положении (линии подведены к центральному окну). Также, на схеме видно, как соединены гидравлические линии между собой, в рассматриваемом примере в нейтральном положении линии Р и Т соединены между собой, А и В — заглушены.

Как известно, распределитель, переключаясь может соединять различные линии, это и показано на гидравлической схеме.

Рассмотрим левое окно, на котором показано, что переключившись распределитель соединит линии Р и В, А и Т. Этот вывод можно сделать, виртуально передвинув распределитель вправо.

Оставшееся положение показано в правом окне, соединены линии Р и А, В и Т.

На следующем ролике показан принцип работы гидрораспределителя.

Понимая принцип работы распределителя, вы легко сможете читать гидравлические схемы, включающие в себя этот элемент.

Устройства управления

Для того, чтобы управлять элементом, например распределителем, нужно каким-либо образом оказать на него воздействие.

Ниже показаны условные обозначения: ручного, механического, гидравлического, пневматического, электромагнитного управления и пружинного возврата.

Эти элементы могут компоноваться различным образом.

На следующем рисунке показан четырех линейный, двухпозиционный распределитель, с электромагнитным управлением и пружинным возвратом.

Клапаны в гидравлике, обычно показываются квадратом, в котором условно показано поведение элементов при воздействии.

Предохранительный клапан

На рисунке показано условное обозначение предохранительного клапана. На схеме видно, что как только давление в линии управления (показана пунктиром) превысит настройку регулируемой пружины — стрелка сместиться в бок, и клапан откроется.

Редукционный клапан

Также в гидравлических и пневматических системах достаточно распространены редукционные клапаны, управляющим давлением в таких клапанах является давление в отводимой линии (на выходе редукционного клапана).

Пример обозначения редукционного клапана показан на следующем рисунке.

Обратный клапан

Назначение обратного клапана — пропускать жидкость в одном направлении, и перекрывать ее движение в другом. Это отражено и на схеме. В данном случае при течении сверху вниз шарик (круг) отойдет от седла, обозначенного двумя линиями. А при подаче жидкости снизу — вверх шарик к седлу прижмется, и не допустит течения жидкости в этом направлении.

Часто на схемах обратного клапана изображают пружину под шариком, обеспечивающую предварительное поджатие.

Дроссель — регулируемое гидравлическое сопротивление.

Гидравлическое сопротивление или нерегулируемый дроссель на схемах изображают двумя изогнутыми линями. Возможность регулирования, как обычно, показывается добавлением стрелки, поэтому регулируемый дроссель будет обозначаться следующим образом:

Устройства измерения

В гидравлике наиболее часто используются следующие измерительные приборы: манометр, расходомер, указатель уровня, обозначение этих приборов показано ниже.

Реле давления

Данное устройство осуществляет переключение контакта при достижении определенного уровня давления. Этот уровень определяется настройкой пружины. Все это отражено на схеме реле давления, которая хоть и чуть сложнее, чем представленные ранее, но прочитать ее не так уж сложно.

Гидравлическая линия подводится к закрашенному треугольнику. Переключающий контакт и настраиваемая пружина, также присутствуют на схеме.

Объединения элементов

Довольно часто в гидравлике один блок или аппарат содержит несколько простых элементов, например клапан и дроссель, для удобства понимания на гидросхеме элементы входящие в один аппарат очерчивают штрих-пунктирой линией.

Для того, чтобы правильно читать гидравлическую схему нужно знать условные обозначения элементов, разбираться в принципах работы и назначении гидравлической аппаратуры, уметь поэтапно вникать в особенности отдельных участков, и правильно объединять их в единую гидросистему.

Для правильного оформления гидросхемы нужно оформить перечень элементов согласно стандарту. Узнать как оформить перечень элементов на схеме.

Ниже показана схема гидравлического привода, позволяющего перемещать шток гидроцилиндра, с возможностью зарядки гидроаккумулятора.

Скачать схемы гидравлических элементов

Участники нашей группы в контакте могут скачать схемы гидравлических элементов. Среди ни обзначения различных тпиов:

  • гидроцилиндров
  • распределителей
  • клапанов
  • регуляторов расхода
  • трубопроводов и линий связи
  • Машиностроительная гидравлика: основные принципы и правила

    Что такое машиностроительная гидравлика? Зачем нужно поддерживать чистоту в гидросистеме? Какое необходимо оборудование для очистки и регенерации рабочей жидкости гидравлической системы?

    Во время использования техники обязательно необходимо утвердить график проверки состояния рабочей жидкости ее гидросистемы. Также нужно заранее определить все потенциальные места, через которые в систему могут проникнуть загрязнения. Обработка данных анализов чистоты рабочей жидкости на разных этапах функционирования оборудования позволит оперативно отреагировать и улучшить фильтрацию рабочей жидкости, сохранив тем самым эффективность всей гидросистемы.

    Небольшие загрязнения являются особенно опасными для гидравлических механизмов, так как непосредственно не могут быть замечены человеком. Поэтому необходимо понимать всю опасность, которую могут таить в себе эти, на первый взгляд, безвредный компоненты.

    В большинстве случаев твердые частицы, которые потенциально могут нанести урон гидравлической системе, имеют размер, сравнимый с составными частями гидросистемы. Часто он может быть меньше 10 мкм. В то время как даже люди с хорошим зрением могут видеть частицы размером только от 40 мкм.

    Штатный сотрудник для контроля состояния рабочей жидкости гидросистемы

    Каждая организация должна иметь в своем штате сотрудника, в обязанности которого входило бы слежение за текущим состоянием рабочей жидкости. Конкретный перечень его непосредственных обязанностей выглядит следующим образом:

    1. при поступлении рабочей жидкости от производителя нужно взять ее пробу;
    2. на основе этой пробы определить уровень загрязнения рабочей жидкости с помощью специальных приборов;
    3. нужно знать необходимый уровень чистоты рабочей жидкости;
    4. наличие навыков по правильной заливке рабочей жидкости в гидросистему;
    5. понимание причин загрязнения и знание мест попадания вредных примесей в гидросистему.

    В целом на загрязнение рабочей жидкости приходится от 70% до 80% всех отказов механизмов гидросистем.

    Если понимать происхождение загрязнений и потенциальные пути их проникновения в гидросистему, то поломки оборудования можно предотвратить.

    Требования к рабочей жидкости

    На жидкость, поступающую от производителя, также налагаются определенные требования. Она должна транспортироваться в чистой таре. Однако, необязательно, чтобы в этот момент степень ее чистоты соответствовала степени чистоты всей гидросистемы. Поэтому ни в коем случае не стоит заливать рабочую жидкость в систему прямо из емкости, в которой она транспортировалась. Ее закачивают специальным насосом через фильтр. Тонкость фильтрации при заливке должна быть не грубее 10 мкм.

    Значительная часть загрязнений может попадать в систему, если не осуществлять промывку рукавов высокого давления или труб после проведения замены. Ранее мы говорили о важности понимания сути процесса. Так вот, не все осознают, что даже при наличии фильтра в системе элементы могут изнашиваться, так как на пути к нему различные по природе загрязнения проникают в особенно чувствительные гидрокомпоненты.

    Фильтрация и очистка

    Качественная фильтрация позволяет существенно сократить загрязнения, но не избавиться от них полностью.

    Если в гидросистеме произошел отказ какой-либо части, то ее необходимо заменить. Непосредственно перед самой заменой тщательно очищают прилегающую наружную поверхность.

    Также нужно помнить, что ни одна гидросистема никогда не выйдет из строя, если степень чистоты рабочей жидкости соответствует необходимому значению.

    Пожалуй, самым чувствительным к загрязнениям элементом гидросистемы является аксиально-поршневой насос с наклонной шайбой. Он может пропустить частицы, максимальный размер которых составляет не больше 10 мкм. Также наличие загрязнений в рабочей жидкости является причиной отказов такого элемента гидросистемы, как насос.

    За качество своей продукции должны нести ответственность и производители гидромоторов, выпуская ее так, чтобы риск загрязнений при монтаже и эксплуатации оборудования был минимальным.

    Заданная степень чистоты рабочей жидкости для гидрооборудования определяется на основании чувствительности к загрязнениям отдельных компонентов, входящих в состав системы, развиваемого давления и условий окружающей среды.

    На практике степень загрязнения определяют, измеряя количество и размер твердых частиц, содержащихся в 100 миллилитрах рабочей жидкости. Полученные результаты сравнивают с графиками, приведенными в международном стандарте ISO 4406.

    Оборудование для очистки и регенерации рабочей жидкости гидросистемы

    Если степень чистоты рабочей жидкости не соответствует нормативному значению, то в этом случае стоит довериться специализированному оборудованию GlobeCore, предназначенному для очистки (регенерации) турбинных, индустриальных и трансформаторных масел. Также с его помощью можно осветлять темное печное топливо, газовый конденсат, темное дизельное топливо, бензин, керосин и т.д.

    Оборудование может быть поставлено абсолютно любым предприятиям и не требует специального размещения, бесшумно и не доставляет трудностей при транспортировке в любую точку земного шара.

    Очистив рабочую жидкость с помощью установок GlobeCore, вы можете быть уверены, что технологическое оборудование отработает положенный срок и не выйдет из строя раньше времени из-за наличия загрязнений различной природы.

    Основы гидравлики

    Учебные вопросы:

    Основные физические свойства жидкости.

    В отличие от твердого тела жидкость характеризуется малым сцеплением между частицами, вследствие чего она обладает текучестью и принимает форму сосуда, в который ее помещают.

    Жидкости подразделяют на два вида:

    Капельные жидкости обладают большим сопротивлением сжатию (практически несжимаемы) и малым сопротивлением касательным и растягивающим усилиям (из-за незначительного сцепления частиц и малых сил трения между частицами).

    К капельным жидкостям относятся вода, бензин, керосин, нефть, ртуть и другие

    Газообразные жидкости характеризуются почти полным отсутствием сопротивления сжатию.К газообразным жидкостям относятся все газы.

    К основным физическим свойствам жидкости относятся:

    Плотность — это отношение массы к объему, занимаемому этой массой. Плотность измеряют в системе СИ в килограммах на кубический метр (кг/м3). Плотность воды составляет 1000 кг/м3.

    Используются также укрупненные показатели: – килопаскаль — 1 кПа= 103 Па; – мегапаскаль — 1 МПа = 106 Па.

    Сжимаемость жидкости — это ее свойство изменять объем при изменении давления. Это свойство характеризуется коэффициентом объемного сжатия или сжимаемости, выражающим относительное уменьшение объема жидкости при увеличении давления на единицу площади. Для расчетов в области строительной гидравлики воду считают несжимаемой. В связи с этим при решении практических задач сжимаемостью жидкости обычно пренебрегают.

    Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия, называется модулем упругости. Модуль упругости измеряется в паскалях

    Температурное расширение жидкости при ее нагревании характеризуется коэффициентом температурного расширения, который показывает относительное увеличение объема жидкости при изменении температуры на 1 С.

    В отличие от других тел объем воды при ее нагревании от 0 до 4 °С уменьшается. При 4 °С вода имеет наибольшую плотность и наибольший удельный вес; при дальнейшем нагревании ее объем увеличивается. Однако в расчетах многих сооружений при незначительных изменениях температуры воды и давления изменением этого коэффициента можно пренебречь.

    Вязкость жидкости — ее свойство оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) частиц жидкости. Силы, возникающие в результате скольжения слоев жидкости, называют силами внутреннего трения, или силами вязкости.

    Силы вязкости проявляются при движении реальной жидкости. Если жидкость находится в покое, то вязкость ее может быть принята равной нулю. С увеличением температуры вязкость жидкости быстро уменьшается; остается почти постоянной при изменении давления.

    Гидростатика

    Гидростатикой называется раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы равновесия жидкости и их практическое применение.

    В покоящейся жидкости всегда присутствует сила давления, которая называется гидростатическим давлением.

    Жидкость оказывает силовое воздействие на дно и стенки сосуда. Частицы жидкости, расположенные в верхних слоях водоема, испытывают меньшие силы сжатия, чем частицы жидкости, находящиеся у дна.

    Гидростатическое давление обладает свойствами

    • Свойство 1. В любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует внутрь рассматриваемого объема жидкости.
    • Свойство 2. Гидростатическое давление неизменно во всех направлениях.
    • Свойство 3. Гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве.

    Основное уравнение гидростатики

    Рассмотрим распространенный случай равновесия жидкости, когда на нее действует только одна массовая сила – сила тяжести, и получим уравнение, позволяющее находить гидростатическое давление в любой точке рассматриваемого объема жидкости. Это уравнение называется основным уравнением гидростатики.

    Пусть жидкость содержится в сосуде (рис.8 ) и на ее свободную поверхность действует давление P0 . Найдем гидростатическое давление P в произвольно взятой точке М, расположенной на глубине h. Выделим около точки М элементарную горизонтальную площадку dS и построим на ней вертикальный цилиндрический объем жидкости высотой h. Рассмотрим условие равновесия указанного объема жидкости, выделенного из общей массы жидкости. Давление жидкости на нижнее основание цилиндра теперь будет внешним и направлено по нормали внутрь объема, т.е. вверх.

    Запишем сумму сил, действующих на рассматриваемый объем в проекции на вертикальную ось:

    Последний член уравнения представляет собой вес жидкости, заключенный в рассматриваемом вертикальном цилиндре объемом hdS. Силы давления по боковой поверхности цилиндра в уравнение не входят, т.к. они перпендикулярны к этой поверхности и их проекции на вертикальную ось равны нулю. Сократив выражение на dS и перегруппировав члены, найдем:

    Полученное уравнение называют основным уравнением гидростатики. По нему можно посчитать давление в любой точке покоящейся жидкости. Это давление, как видно из уравнения, складывается из двух величин: давления P0 на внешней поверхности жидкости и давления, обусловленного весом вышележащих слоев жидкости.

    Пьезометрический и гидростатический напоры

    Рассмотрим закрытый сосуд с жидкостью, к которому в точках А и В на произвольной глубине присоединены пьезометры I и II (рис. 9).

    Давление на свободной поверхности в сосуде больше атмосферного. Трубка I сверху открыта и давление на свободной поверхности в ней равно атмосферному. Трубка II сверху запаяна, из нее удален воздух, т.е. давление в ней равно нулю.

    Для определения вертикальных координат точек А и В проведем на произвольной высоте горизонтальную плоскость 0-0. Эта плоскость называется плоскостью сравнения. Вертикальное расстояние от плоскости сравнения до рассматриваемой точки называется геометрической высотой точки по отношению к плоскости сравнения и обозначается буквой. За плоскость сравнения может быть принят уровень земли, пола.

    Так как давление в сосуде на свободной поверхности жидкости больше атмосферного, то в пьезометрических трубках I и II жидкость поднимется на большую высоту, чем уровень жидкости в сосуде. Обозначим высоту поднятия жидкости в открытом пьезометре через – пьезометрическая высота, а высоту поднятия жидкости в закрытом пьезометре через – приведенная высота.

    Пьезометрическая высота – мера манометрического давления в точке А. Приведенная высота – мера абсолютного давления в точке В. Разность высот , равна высоте столба жидкости, соответствующей атмосферному давлению т.е. 10 м.в.ст.

    Сумма геометрической высоты и пьезометрической для любой точки жидкости будет величиной постоянной и называется пьезометрическим напором:

    Подставив это выражение в формулу (1) получим:

    это сумма приведенной высоты и геометрической высоты положения, называемая гидростатическим напором Hs.

    В уравнении (5) Hs=const для любой точки жидкости, а не зависит от положения точки. Значит:

    Поэтому, сколько бы мы пьезометров не подключили, во всех пьезометрах жидкость установится на одном уровне: плоскость, соответствующая уровню П–П, называется пьезометрической плоскостью, а уровню Н–Н – напорной плоскостью.

    Пьезометрический напор является мерой удельной потенциальной энергии жидкости. Предположим, что вес частицы жидкости в точке А. равен G. о отношении к плоскости сравнения О – О запас потенциальной энергии положения равен G*z, где -Z высота от плоскости О – О до точки А.

    Под действием избыточного гидростатического давления Pm частица, находящаяся на глубине h , может подняться на высоту hp, то есть она обладает потенциальной энергией давления равной G*hp. Полная потенциальная энергия частицы жидкости весом G равна G*z+G*hp.

    Удельная потенциальная энергия, т.е. энергия приходящаяся на единицу веса частицы будет соответственно равна:

    Аналогично, гидростатический напор Hs является также мерой удельной потенциальной энергии жидкости, но большей по сравнению Hp на величину удельной потенциальной энергии атмосферного давления.

    Вакуум. Закон Паскаля.

    Вакуум — пространство, свободное от вещества. В технике и прикладной физике под вакуумом понимают среду, содержащую газ при давлении значительно ниже атмосферного. Вакуум характеризуется соотношением между длиной свободного падения молекул газа λ и характерным размером среды d. Под d может приниматься расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода и т. д. В зависимости от величины соотношения λ/d различают низкий, средний и высокий вакуум.

    Насос для демонстрации вакуума

    Законом Паскаля в гидростатике называется следующее утверждение,сформулированное французским учёным Блезом Паскалем: давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.

    На основе закона Паскаля работают различные гидравлические устройства: тормозные системы, гидравлические процессы и др.

    В законе Паскаля речь идет не о давлениях в разных точках гидравлической системы, а о возмущениях давления в разных точках, поэтому закон справедлив и для жидкости в поле силы тяжести.

    В случае движущейся несжимаемой жидкости можно условно говорить о справедливости закона Паскаля, ибо добавление произвольной постоянной величины к давлению не меняет вида уравнения движения жидкости, однако в этом случае термин закон Паскаля обычно не применяется. Для сжимаемых жидкостей (газов) закон Паскаля, вообще говоря, несправедлив.

    Виды движения жидкости

    Виды движения жидкости бывают:

    Неустановившимся – называют движение жидкости, все или некоторые характеристики которого изменяются во времени, т. е. давление и скорость зависят как от координат , так и от времени

    Примерами неустановившегося движения являются опорожнение резервуаров, водохранилищ, движение воды в реках при переменном уровне (при паводках, сбросах воды через плотину) и т. д.

    сброс воды через плотину

    Установившимся – наз. движение жидкости неизменное во времени, при котором давление и скорость являются функциями только координат, но не зависит от времени. u = f1(x, y, z); p = f2(x, y, z).

    Установившееся движение подразделяется на:

    Равномерное движение характеризуется постоянством параметров по длине потока. Примерами такого движения являются движения в трубах постоянного сечения и в каналах правильной формы. Поле линий тока равномерного движения – семейство параллельных прямых.

    При неравномерном движении скорость, глубина, площади сечений потока изменяются по его длине. Из неравномерных движений можно выделить так называемое плавно изменяющееся движение, которое характеризуется малой кривизной линий тока и малым углом расхождения линий тока .

    В зависимости от причин, вызывающих движение, и условий, в которых оно происходит, различают:

  • напорное движение
  • безнапорное движение
  • Напорное движение происходит в потоке, со всех сторон ограниченном твердыми стенками. Давление во всех точках потока отлично от атмосферного и может быть как больше, так и меньше последнего. Движение происходит под действием разности давлений по длине потока, которая может быть создана водонапорной башней, питающим баком, насосной установкой.

    Безнапорное движение происходит под действием силы тяжести при наличии свободной поверхности жидкости. Примерами безнапорного движения является движение в реках, каналах и трубах, когда сечение последних не полностью заполнено жидкостью.

    Гидродинамика

    Предметом изучения гидродинамики является движущаяся жидкость. Как было указано ранее, все без исключения физические и химические процессы, которые составляют основу промышленных технологических процессов, происходят в динамических условиях, в условиях движения текучих сред.

    При движении жидкостей под воздействием внешних сил в потоках прежде всего формируются поля скоростей микро- и макрочастиц, которые определяют формирование температурных и полей концентраций веществ, что в конечном итоге обусловливает скорость протекания процессов.

    На движущуюся жидкость, кроме сил, которые действовали на покоящуюся жидкость (поверхностные силы гидростатического давления и массовые силы: силы тяжести и внешние силы инерции), действуют дополнительные силы инерции и силы трения. В отличие от гидростатического давления, величина которого не зависит от ориентации поверхности, на которое оно действует, возникающее при движении гидродинамическое давление благодаря развитию напряжениям сдвига (касательным силам), различно в направлении осей X, Y и Z.

    Наличие сил внутреннего трения между движущимися частицами жидкости (в соответствии с законом внутреннего трения Ньютона) является первопричиной различия скоростей движения в различных точках по поперечному сечению канала. Характер этого различия, который обусловливается характером связи между давлением и скоростью движения частиц в любой точке потока. Это и является основной задачей теории гидродинамики.

    Уравнение неразрывности потока.

    Уравнение неразрывности потока отражает закон сохранения массы: количество втекающей жидкости равно количеству вытекающей. Например, на рис. 15 расходы во входном и выходном сечениях напорной трубы равны: q1 = q2.

    Схема к уравнению неразрывности потока.

    С учётом, что q = Vw, получим уравнение неразрывности потока:

    Если отсюда выразим скорость для выходного сечения:

    то легко заметить, что она увеличивается обратно пропорционально площади живого сечения потока. Такая обратная зависимость между скоростью и площадью является важным следствием уравнения неразрывности и применяется в технике, например, при тушении пожара для получения сильной и дальнобойной струи воды.

    Ламинарный и турбулентный режим движения жидкости.

    Наблюдения показывают, что в природе существует два разных движения жидкости:

  • žслоистое упорядоченное течение – ламинарное движение, при котором слои жидкости скользят друг друга, не смешиваясь между собой;
  • žтурбулентное неурегулированное течение, при котором частицы жидкости движутся по сложным траекториям, и при этом происходит перемешивание жидкости.
  • От чего зависит характер движения жидкости, установил Рейнольдс в 1883 году путем. Эксперименты показали, что переход от ламинарного к турбулентному движению происходит при определенной скорости (критическая скорость), которая для труб различных диаметров неодинакова: при увеличении диаметра она увеличивается, критическая скорость так же увеличивается при увеличении вязкости жидкости. Рейнольдс вывел общие условия существования ламинарного и турбулентных режимов движения жидкости. По Рейнольдсу режима движения жидкости зависят от безразмерного числа, которое учитывает основные, определяющие это движение: среднюю скорость, диаметр трубы, плотность жидкости и ее абсолютную вязкость.

    Это число называется числом Рейнольдса:

    Число Рейнольдса, при котором происходит переход от одного режима движения жидкости в другой режим, называется критическим .

    При числе Рейнольдса наблюдается ламинарный режим движения, при числе Рейнольдса – турбулентный режим движения жидкости. Чаще критическое значение числа принимают равным это значение соответствует переходу движения жидкости от турбулентного режима к ламинарного.

    При переходе от ламинарного режима движения жидкости к турбулентному критическое значение имеет большее значение. Критическое значение числа Рейнольдса увеличивается в трубах, сужаются, и уменьшается в тех, что расширяются. Это объясняется тем, что при сужении поперечного сечения скорость движения частиц увеличивается, поэтому тенденция к поперечного перемещения уменьшается.

    Уравнение Бернулли.

    Закон (уравнение) Бернулли является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости:

    p — плотность жидкости,

    v— скорость потока,

    h— высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости,

    p— давление в точке пространства, где расположен центр массы рассматриваемого элемента жидкости,

    g— ускорение свободного падения.

    Константа в правой части часто называется полным давлением и зависит, в общем случае, от линии тока.

    Размерность всех слагаемых — единица энергии, приходящаяся на единицу объёма жидкости. Первое и второе слагаемое в интеграле Бернулли имеют смысл кинетической и потенциальной энергии, приходящейся на единицу объёма жидкости. Следует обратить внимание на то, что третье слагаемое по своему происхождению является работой сил давления и не представляет собой запаса какого-либо специального вида энергии .

    Соотношение, близкое к приведенному выше, было получено в 1739 г. Даниилом Бернулли, с именем которого обычно связывают интеграл Бернулли. В современном виде интеграл был получен Иоганном Бернулли около 1740 года.

    Bernoulli Johann 1667-1748

    СВОЙСТВА ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ

    Список литературы:

    ž1. В.П. Гусев «Основы гидравлики», Томск, 2009 г.

    ž2. Бретшнайдер С. «Свойства газов и жидкостей», Москва

    Методические материалы кафедры нефтегазовой и подземной гидромеханики

    (по дисциплинам учебного плана осеннего семестра) для бакалавров, магистрантов и специалистов

    Прикладные задачи математической физики

    Наноявления в процессах нефтегазодобычи

    Физические основы технологических процессов

    Доц. Дроздова Ю.А.

    Аэрология нефтегазового комплекса

    (по дисциплинам учебного плана весеннего семестра) для бакалавров, магистрантов и специалистов

    Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело

    Проф. Рыбакин Б.П.

    Проф. Слободкина Ф.А.

    Газодинамические основы процессов разделения фаз в сепараторах

    Проф. Еникеев И.Х.

    Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика

    Доц. Иванников В.Г.

    Ст. преп. Исакова Е.А.

    Ст. преп. Диева Н.Н.

    Динамика вязких жидкостей

    Проф. Астрахан И.М.

    Методы теории перколяции в подземной гидромеханике

    Механика сплошных сред

    Моделирование разработки месторождений нефти и газа

    Нефтяная и подземная гидромеханика

    Ст. преп. Разбегина Е.Г.

    Подземная гидромеханика (курсовая работа)

    Прикладная газовая динамика

    Студенческий научный семинар

    Теория многофазной фильтрации

    Теория многофазной фильтрации (курсовая работа)

    Течение флюидов в скважинах и трубопроводах

    Доц. Кравченко М.Н.

    Физика нефтегазового пласта и механика неньютоновских жидкостей

    Учебники и учебные пособия, выпущенных преподавателями кафедры за последние 5 лет

    1. Исаев В.И., Марков О.А., Управление скважиной. Предупреждение и ликвидация газонефтепроявлений. Изд. 3-е, испр. и дополненное: Учебное пособие. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2013.- 151 с.

    2. Марков О.А., Исаев В.И, Подгорнов В.М., Управление скважиной при бурении (дополнительные главы): Учебное пособие. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2013. — 55 с.

    3. Марков О.А., Исаев В.И, Подгорнов В.М., Подводное противовыбросовое оборудование и особенности управления скважиной на море. Второе издание: Учебное пособие. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2013.-94 с.

    4. Марков О.А., Подгорнов В.М., Исаев В.И. Управление скважиной при капитальном ремонте скважин: Учебное пособие. – М.:МАКС Пресс, 2013.- 101 с.

    5. Колесниченко А.В., Кадет В.В. Турбулентность. Проблемы термодинамического моделирования многокомпонентных и электропроводных сред. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2013. – 296 с.

    6. Эглит М.Э., Дроздова Ю.А. Механика сплошных сред. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2013. — 326 с.

    7. Дмитриев Н.М., Кравченко М.Н., Основы механики сплошных сред: Учебное пособие. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2013.

    8. Иванников В.Г., Исаев В.И., Иванников А.В., Исаев Р.В. Лабораторные работы по общей и подземной гидромеханике. — Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2013.- 185 с.

    9. Хавкин А.Я. Введение в нефтегазодобычу. Учебное пособие.- М., Нефть и газ, 2013. – 375 с.

    10. Кадет В.В., Дмитриев Н.М. Подземная гидромеханика: Учебное пособие для студ. Учреждений высш. образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 256 с.

    11. Исаев В.И., Исакова Е.А., Кайфаджян А.А. Силы давления жидкости на криволинейные твердые поверхности. Программированное учебное пособие по решению задач нефтегазовой гидромеханики М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2014. — 20 с.

    11. Дмитриев Н.М., Кадет В.В. Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика: Учебное пособие для вузов. М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2014. — 352 с.

    13. Хавкин А.Я. Нанотехнологии в добыче нефти и газа. Учебное пособие. М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2014. – 358 с.

    14. Астрахан И.М. Динамика вязких жидкостей (ньютоновских и неньютоновских): Учебное пособие. М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2014. – 124 с.

    15. Хавкин А.Я. Основы нефтегазодобычи. Учебное пособие. М.: Нефть и газ. – 2017. – 394 с.

    16. Кадет В.В. Методы математической физики в решении задач нефтегазового производства. М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2017. – 186 с.

    17. Астрахан И.М., Иванников В.Г., Кадет В.В. Сборник задач по гидравлике и газодинамике для нефтегазовых вузов. Учебное пособие. М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2017. – 315 с.

    18. Дроздова Ю.А., Кравченко М.Н., Разбегина Е.Г. Гидравлический расчет сложных трубопроводов. Учебное пособие. М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2017. – 89 с.

    Смотрите еще:

    • Калькулятор пенсий 2012 Калькулятор военных пенсий. Военные пенсии с 2012 года В данной статье, мы приводи кратко методику расчета военных пенсий, которая дейстует с 2012 года. Так же, в конце статьи размещен калькулятор военной пенсии. С 2012 в качестве основного документа для определения военной […]
    • Законом о налоге на прибыль Законом о налоге на прибыль О налоге на прибыль предприятий и организаций (с изменениями на 8 декабря 2003 года) ____________________________________________________________________ Документ с изменениями, внесенными: Законом Российской Федерации от 16 июля 1992 года N 3317-1 […]
    • Ленинский проспект какой суд Ленинский проспект какой суд Общая канцелярия (прием исковых заявлений, жалоб и иной корреспонденции от граждан, юридических лиц и их представителей по гражданским и уголовным делам) Секретарь суда Каб. 1, 1 этажТел./факс (812) 251-52-16Приёмные часы Канцелярия по уголовным […]
    • Нотариусы на карте самара Нотариусы Москвы: Западный административный округ Западный административный округ Москвы включает 13 районов. Выберите район для поиска нотариусов на его территории. Обозначения: 18:00 — работает в будни после 18:00, Сб — работает в субботу, Вс — работает в воскресенье, — […]
    • Налог лошадиные силы московская область Налог лошадиные силы московская область Изменения ОСАГО. Приоритетной формой возмещения ущерба теперь будет восстановительный ремонт на станции технического обслуживания. Подробнее Плата налога и авансовых платежей по налогу производится налогоплательщиками в бюджет по месту […]
    • Федеральные пособия пенсионерам Льготы для пенсионеров в 2018-2019 году C 2019 года планируется повышение возраста выхода на пенсию. Для мужчин до 65 лет, для женщин до 60 лет (ранее было до 63 лет но Президент сократил 3 года). С 1 февраля 2017 года пенсии российских пенсионеров проиндексируют (повысят) на […]
    • Приказ 69 от 29022012 Приказ Федерального агентства лесного хозяйства (Рослесхоз) от 29 февраля 2012 г. N 69 г. Москва "Об утверждении состава проекта освоения лесов и порядка его разработки" Зарегистрирован в Минюсте РФ 5 мая 2012 г. Регистрационный N 24075 В соответствии с частью 2 статьи 88 […]
    • Выплаты сотрудникам приказ мвд Приказ МВД России от 29 августа 2016 г. № 500 "О внесении изменений в Порядок обеспечения денежным довольствием сотрудников органов внутренних дел Российской Федерации, утвержденный приказом МВД России от 31 января 2013 г. № 65” Внести изменения в Порядок обеспечения денежным […]