Hidraulikos teorija su formulėmis

1. Skysčių tankis, tamprumas ir dujų tirpimas skystyje. 1. Tankis  - skysčio ir dujų tūrio vieneto masė =m/V (kg/m3) kartais vietoj tankio naudojama =G/V (N/m3) G=mg =G/V=mg/V=g =g skysčiai praktiškai nesuspaudžiami. Jų tūris mažai keičiasi ir kintant temperatūrai, todėl daugeliu atvejų =const. dujų tankis labai priklauso nuo slėgio ir temperatūros ir nusako Kleiperono formulė p=RT  =p/RT p-absoliutus slėgis T-absoliuti temperatūra R-universali konstanta 2. Tamprumas. Skysčiai truputį keičia savo turį dėl 2 priežasčių : temperatūros pokyčio ir slėgio pokyčio, todėl tamprumas apibūdinamas 2 koeficientais. a) temperatūrinio plėtimosi koef =V/VT (1/deg)  rodo tūrio vieneto padidėjimą padidinus temperatūrą 1 laipsniu. b) tūrinio suspaudimo koef =V/Vp (m3/N)=(1/Pa) Tūrio vieneto pokytis pakeitus slėgį vienu vienetu E=1/ (Pa) tamprumo modulis , - skysčiams maži dydžiai E-didelis Dujoms esant tampriom , dideli skaičiai Tamprumas – kūno savybė keisti tūrį. Skirtingai nuo skysčių, dujos yra tamprios: jos smarkiai keičia savo tūrį, kintant slėgiui ir temperatūrai. Todėl, kalbant apie dujų tūrį, būtina nurodyti jų slėgį ir temperatūrą. Ryšys tarp šių 3-jų parametrų reiškiamas žinoma dujų būsenos (Kleiperono) lygtimi. Dujų tirpumas skystyje. Dujų molekulės prasiskverbia į skystį, t.y. tirpsta jame. Ištirpusių dujų tūris tiesiai proporcingas slėgiui. p – absoliutus slėgis; c – tirpimo koef (m2/N)=(1/Pa) Jis priklauso nuo skysčio ir dujų rūšies. Normaliomis sąlygomis H2O yra ištirpusio 1,5% oro. Visiškai ištirpusios dujos nepablogina skysčio mechaninių savybių, bet neištirpusių dujų burbuliukai blogina skysčių savybes, nes padidėja suspaudžiamumas. Sumažinus slėgį, dalis ištirpusių dujų išsiskiria iš skysčio ir jis vyksta labai greitai. 2. Skysčio klampa ir jos koeficientai. Klampa - tai skysčio ir dujų savybė priešintis gretimo sluoksnio arba dalelių judėjimui. Klampa sukelia trinties jėgas. Brėžinys du/dn – greičio gradientas jei uaub tarp sluoksnių atsiranda trinties jėgos Ta ir Tb lygios, bet priešingų krypčių T=Ta+Tb Ta vekt= -Tb vekt Šios jėgos stengiasi sulyginti greičius. A sluoksnis stabdomas, b – gretinamas. A – sluoksnio lietimosi plotas  - skysčio dinaminis klampos koef. (Ns/m2) Praktikoje dažniau naudojamas =/ (m2/s) Dažniau ši klampa matuojama stoksais 1st = 1 cm3/s = 10-4 m2/s = 10-6 m2/s jei ua = ub, du/dn=0 ir T=0 T=0 ir tuo atveju, jei skysčiai ir dujos nejuda. Vanduo, benzinas, žibalas, eteris yra mažai klampūs skysčiai, mažiausiai klampi skysta angliarūgštė (50kartų mažiau už vandenį). Įvairios alyvos ir tepalai žymiai klampesni už šiuos skysčius. Klampa labai priklauso nuo skysčio temperatūros, jei didėjant klampa mažėja. Prietaisai klampai matuoti vadinai viskozimetrais. Jie veikia tuo principu, kad klampesni lėčiau išteka pro angas. Daugumai skysčių tinka: Tačiau yra skysčių, kuriems ši f-lė netinka. Jie vadinami neniutoniniais arba anomaliniais (naftos produktai žemoje temperatūroje, aliejiniai dažai, koloidiniai tirpalai, skystas betonas, molio skiedinys). Jiems tinka tokia f-lė Kai 0 neniutoniniai skysčiai dar neteka, jie pradeda tekėti kai jėga viršija pradinį dydį. 3. Hidrostatinio slėgio savybės. pvid = F/A Skysčiam arba dujom slėgis yra jėga į ploto vienetą t.y. normaliniai įtempimai. Skysčių arba dujų aplinkoje. vid=T/A – tangent (trinties) įtempimai Hidrostatinis slėgis turi šias savybes: 1) jis veikia statmenai paviršiui ir nukreiptas į paviršių 2) slėgis iš visų pusių vienodas taške. 3) Paskalio dėsnis: slėgio pakytis bent viename skysčio taške persiduoda į visus skysčio taškus tuo pačiu dydžiu. 4. Slėgio tipai. Naudojami šie slėgio tipai: 1) absoliutus pab – absoliučiai visas slėgis atskaitytas nuo absoliučios tuštumos. pab >0. 2) Manometrinis slėgis pmn = pab - pat . virš atmosferinis slėgis. Naudojamas kai pab >pat 3) Vakuuminis pvk = pat - pab pab 2 Slėgio skirtumui matuoti naudojami diferenciniai monometrai brėžinys Skystiniai monometrai veikia pagrindiniu hidrostatikos principu, todėl jų nereikia tikrinti, bet juose gali susidaryt sisteminė paklaida dėl skysčio kapiliarinio pakilimo arba nusileidimo vamzdelyje. Kad ši paklaida būtų mažesnė, vamzdelio d>= 10 mm. Mechaniniai monometrai turi elementą, kuris deformuojasi veikiant slėgiui. Labiausiai paplitę spyruokliniai monometrai. Brėžinys Mechaniniam manometram reikia periodiškai tikrinti dėl galimos liekamosios deformacijos. Vietoj lenkto lankelio kartais būna membrana 7. Parašykite ir paaiškinkite formulę skysčio slėgiui taške skaičiuoti. Norint apskaičiuoti skysčio slėgį taške, reikia žinoti slėgį kurioje nors kitoje vietoje ir aukščių skirtumą h tarp šių taškų: p1=p2+gh čia g – laisvojo kritimo pagreitis, vadinasi, slėgis yra tiesiai proporcingas skysčio gyliui h. Jei h=const, t.y. visuose horizontalios plokštumos taškuose (vienodame gylyje) slėgis vienodas. 8. Kaip skaičiuojama slėgio jėga į plokščią paviršių? Skystis slegia paviršių su kuriuo liečiasi. Slėgio jėga veikia statmenai paviršiui ir nukreipta į paviršių. Slėgio jėgos dydį galima apskaičiuoti dviem būdais: 1)Analitiniu būdu (pagal formules): pc – svorio centras, A – plotas. 2)Grafoanaliziniu būdas. Braižoma slėgio epiūros. Epiūra rodo kaip kinta slėgis einant gilyn statmenai paviršiui. Atidedami slėgiai dviejuose taškuose ir galai jungiami tiese. Bendriausias forma – trapecija. Dar gali būti trikampis arba stačiakampis jei vietoj skysčio dujos. Vep – erdvinis tūris. 9. Kas yra slėgio centras ir kada jis sutampa su svorio centru? (pamastymui) 10.Slėgio jėgos į kreivą paviršių skaičiavimo metodika? Šiuo atveju F pasviri, todėl ji skaidoma į statmenas projekcijas. Pradžioje skaičiuojamas šios projekcijos, o paskui randama atstojamoji jėga. Horizontalios jėgos Fx, Fy skaičiuojamos kaip jėgos į plokščią paviršių. Plokščią paviršių gauname kreivą paviršių suprojektavę į statmenas x,y. V –slėgio kūno tūris. Jėgai Fz braižomi slėgio kūnai. Kreivas paviršius projektuojamas horizontaliai į pjezometrinę plokštumą (laisvas skysčio paviršiui), kur pmn=0. Kūnas, kurį riboja kreivas paviršius iš kito šono pjezometrinė plokštuma, iš kito šono vertikalusis paviršiai, vadinamas slėgio tūriu. Atstumas iki pjezometrinės plokštumos . Jei paviršius cilindrinis tai F praeina pro cilindro ašį, jei sferinis – F kerta sferos centrą. 11. Tėkmių klasifikacija. Visos tėkmės skirstomos į dvi dideles grupes: a) nusistovėjusios (stacionarios). b) Nenusistovėjusios (nestacionarios). Nusistovėjusios : a) tolyginės – v=const išilgai tėkmės, vamzdžio skersmuo pastovus. b)netolyginės – v išilgai tėkmės kinta. Platėjančiame arba siaurėjančiame vamzdyje. Visos tėkmės skirstomos į 1) slėginės – vandentiekio šildymo sistemos.(skystis nesusiekia su atmosfera, tėkmė apribota sienelėmis iš visų pusių).2) beslėginės – upėse, kanaluose, kanalizacijos vamzdžiuose (kai tėkmė viršuje liečiasi su oru) p=pat. Pagal tėkmės struktūra jos būna: 1) laminarinės – kai skystis teka lygiagrečiais sluoksniais, nesimaišydamas tvarkingai. 2) turbulencinis – netvarkingai maišydamasis sukūriais. 12.Skysčio tėkmės režimai. Du tėkmės režimai:1) laminarinės – kai skystis teka lygiagrečiais sluoksniais, nesimaišydamas tvarkingai. 2) turbulencinis – netvarkingai maišydamasis sukūriais. Laminarinis , kai Re mažas, mažas greitis, didelė klampa, kai klampūs skysčiai teka mažo skersmens vamzdeliuose mažu greičiu. Turbulentinis, mažai klampūs skysčiai, teka didelio skersmens vamzdžiuose, dideliu greičiu. Dažniausiai sutinkamas turbulentinis režimas( vandentiekio sistemos, upėse, kanaluose). 13. Reinoldso skaičius , jo kritinės ribos. Reinoldsonas nustatė kriterijų pagal, kurį galima nustatyti režimą. Dabar vadinamu Reinoldsono skaičiumi.  - kinetinės klampos koef. Reap=2320. Revirš=4000. Jei skystis tekėtų ne apvaliuose vamzdžiuose, o kitokio skerspjūvio vagomis vietoj dR(hidraulinis spindulys). Laminarinis , kai Re mažas, mažas greitis, didelė klampa, kai klampūs skysčiai teka mažo skersmens vamzdeliuose mažu greičiu. Turbulentinis, mažai klampūs skysčiai, teka didelio skersmens vamzdžiuose, dideliu greičiu. Dažniausiai sutinkamas turbulentinis režimas( vandentiekio sistemos, upėse, kanaluose). 14. Kas yra šlapiasis perimetras ir hidraulinis spindulys? Jei skystis tekėtų ne apvaliuose vamzdžiuose, o kitokio skerspjūvio vagomis vietoj dR(hidraulinis spindulys). Manau, kad ši formulė: ???????????? 15.Tėkmės greičiai. Laminarinis , kai Re mažas, mažas greitis, didelė klampa, kai klampūs skysčiai teka mažo skersmens vamzdeliuose mažu greičiu. Turbulentinis, mažai klampūs skysčiai, teka didelio skersmens vamzdžiuose, dideliu greičiu. Dažniausiai sutinkamas turbulentinis režimas( vandentiekio sistemos, upėse, kanaluose). Vamzdžio viduryje skysčio greitis yra didžiausias, o artėjant link sienelių, jis mažėja iki nulio. Prie upės arba kanalo dugno vandens greitis lygus nuliui, o kylant į paviršių jis didėja.bet tikslus greičių pasiskirstymo tėkmės skerspjūvyje S dėsnis žinomas tik retais atvejais, todėl skirtingi atskirų čiurkšlių greičiai u jame keičiami tėkmės vidutiniu greičiu v. 15.Tekmės greičiai. Tėkmės skirstomos į : 1.Nusistovėjusias-skysčio tekėjimas į rezervuarą palaikant pastovų jo lygį. 2. Nenusistovėjusios-kai tėkmės parametrai (p,v) kinta laiko bėgyje Pagal tėkmės struktūrą jos būna: Laminarinės –kai skystis teka lygiagrečiais sluoksniais, nesimaišydamas. Turbulentinis – kai skystis teka netvarkingai, maišydamasis, sūkuriais . 16.Skysčių debitas ir jo pastovumo lygtis. Debitas – tai skysčio tūris pratekėjęs skerspjūvyje per laiko vienetą. Skysčio debitas išilgai tėkmės yra pastovus Q=v1*s2=v2*s2=......=const debito pastovumo lygtis 17.Bernulio lygtis skysčio tėkmei, jos narių geometrinė ir energetinė prasmė. Z+p/g+u2/2g=const - Bernulio lygtis idealaus skysčio čiurkšlei. Jei u-greitis,u=0 tai Z+p/g=const u2/2g –greičio aukštis (jis yra pitometro ir pjezometro skirtumas) Ek= u2/2g – energetiniu požiūriu vad. lyginamoji kinetinė energija Bernulio lygtis yra 3 dydžių ryšys:geometrinio aukščio z, slėgio p ir greičio u. Pakitus vienam iš tų parametrų kinta ir kiti. 18.Paviršiaus šiurkštumo sąvokos. Hidrauliniai nuostoliai priklauso nuo vamzdžių sienelių šiurkštumo, kiekvienas paviršius turi nelygumus. -absoliutus šiurkštumas (mm) k=/d – Jo santykis su skerspjūviu k-santykinis šiurkštumas, jam atvirkštinis dydis vad. santykiniu lygumu k1=1/k e-ekvivalentinio šiurkštumo sąvoka, priklauso nuo medž. ir paviršiaus apdirbimo būdo 19.Kokie paviršiai vadinami hidrauliškai lygiais ir hidrauliškai šiurkščiais? Hidrauliškai lygūs vad. vamzdžiai kai l Hidrauliškai šiurkštūs kai l l – storis(laminarinės plėvelės) 20.Hidraulinių nuostolių tipai ir jų priežastys. Į Bernulio lygtį įeina h – hidrauliniai nuostoliai.jie yra dvejopi: h=hl + hv 1) hl – kelio hidrauliniai nuostoliai,jie susidaro dėl skysčio trinties į kietas sieneles ir dėl trinties tarp skysčio dalelių hv – vietiniai hidrauliniai nuostoliai, jie susidaro ties kliūtimis, kurios pakeičia tėkmės skerspjūvį arba jos kryptį.Čia susidaro sūkurinės zonos, skysčių energija staiga sumažėja trumpame ruože ties vietine kliūtimi. 21.Kaip skaičiuojami kelio hidrauliniai nuostoliai? Kelio hidrauliniai nuostoliai skaičiuojami pagal Darsi ir Veisbarcho formule hl=*l/d*v2/2g -hidraulinės trinties koef. Ši formulė universali – tinka visais atvejais, visiems skysčiams laminariniam ir turbulentiniams ėžimams skiriasi tik koef.  skaičiavimas 22. hidraulines trinties koef. -hidr. trint. koef. Bematis dydis.  priklauso nuo Re ir tekmes sieneliu santykinio siurkstumo k=e/d.  nustatomas is Kolbruko ir Vaito monogramos. 23. tekmes zonos Kolbruko ir Vaito monogramoje. 1 zona – lamnarine tekme Re  2320, kelio nuostoliai tiesiai proporcingi vidutiniam greiciui, =64/Re 2 zona – neapibrezta tekme (arba laminarine arba turbulentine) 2320

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!