Формулы по гидравлике

Данная справочная статья включает в себя 80% формул по гидравлике для студентов но и для инженеров можно подобрать формулы для выбора гидравлической машины (насоса) и гидропривода. Статья предназначена в основном для студентов высших технических учебных заведений и студентов технических, энергетических и некоторых строительных специализированных техникумов, изучающих общий курс гидравлики, гидравлических машин и гидравлического оборудования.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Предмет гидравлика

Статья включает в себя простую теоретическую информацию, основные понятия и определения, формулы и значения экспериментальных формул, вспомогательные таблицы, графики и номограммы, необходимые для решения задач, расчета и выполнения графических работ. В некоторых разделах показана схема проектирования. Также полезно для инженеров и технологов, которые занимаются расчетами в области общей гидравлики, а также в области эксплуатации гидравлических машин и гидроприводов.

формулы по гидравлике
Единицы измерения
системы единиц измерения
механические величины
единицы допускавшиеся к применению
системы СИ МКГСС
определение жидкости
таблица жидкости
формулы
сжимаемость жидкости формула
изменение давления формула
температурное расширение жидкостей формула
значение воды формула
коэффициент вязкости формула
вязкость сплавов формулы
формулы масел
минеральные масла формула
парообразование формула
бензин формулы
масло формулы гидравлики
растворимость газов формула
натяжение формула
вода формула
ртуть формула

Системы единиц измерения

Согласно ГОСТ9867-61 и ГОСТ, проект «единица физической величины» вводится в качестве приоритетной системы единиц международных единиц измерения (си) во всех сферах науки, техники и народного хозяйства. В системе СИ имеется 6 основных единиц и дополнительных единицы, при расчете гидравлического давления, измеритель длины (м), масса-килограммы (кг), Время-секунды, температура-Кельвин.

Полученные единицы СИ, используемые для гидравлического расчета, приведены в таблице. Площадь Объем Скорость Ускорение Частота вращения Величина Размерность Единица наименование обозначение 1 3 4 i2 квадратный метр м2 № кубический метр м3 1, метр в секунду м/с 2 метр на секунду в квадрате м/с секунда в минус первой степени.

Угловая скорость 7-1 радиан в секунду рад/с Плотность Ла-з килограмм на кубическим метр кг/м Момент инерции площа- и ди фигуры метр в четвертой степени n1 Сила, сила тяжести (вес) -ньютон Давление, напряжение паскаль Па Модуль упругости Л17-2 паскаль Па Поверхностное натяжение- Н/м ньютон на. Метр Динамический коэффициент- Л Па вязкости паскаль-секунда Кинематический коэф- 1 м2/с коэффициент вязкости квадратный метр на секунду Удельный вес ныотон на кубический метр Н/м? Напор 1 метр м Массовый расход Д17-1 килограмм в секунду кг/с Объемный расход ит-1 кубический метр’в секунду М3/С Работа, энергия — 2 джоуль Дж Мощность ватт Вт.

Система Си использует кратные числа основания 10 и десятичных единиц исходного блока для представления больших или малых количеств машины. В гидравлическом калькуляторе множитель и его префикс перечислены в таблице. 11. 2.

Множитель Приставка наименование | обозначение Пример 106 мега м МЫ (меганьютон) 103 кило к кВт (киловатт) 101 дека да даН (деканьютон) 10-1 деци Д дм (дециметр) 10-2 санти с см (сантиметр) 10-3 МИЛЛИ м мм (миллиметр).

При расчете давления масла, помимо системы СИ, продолжают использоваться системы СГС и МКГСС, а также некоторые несистемные блоки. Вместе с блоком си в таблице приведены внесистемные блоки, которые могут быть использованы в гидравлических расчетах. Второй. 3.

Величина Единица Значение в наименование обозначение ницах СИ Длина сантиметр СМ 10-2 м Масса тонна т 103 кг грамм Г 10-3 кг Время минута [час мин ч 60 с 3600 с Площадь квадратный сантиметр см2 10–4 м2 градус о 0, 0175 рад Плоский угол минута / 2, 91 10–4 рад секунда ч 4, 85-10-6 рад Объем литр 1 кубический сантиметр Л см3 10-3 мз 10-6 мз.

Объемный расход литр в секунду л/с 10-3 м3/ с Частота вращения (оборот в секунду об/с i с-1 (оборот в минуту об/мни 1С-1 60 Работа, энергия киловатт-час кВт/ч 3, 6-106 Дж Скорость сантиметр в секунду см/с см/с2 10-2 м/с Ускорение сантиметр на секунду в квадрате 10-2 М/С2.

Плотность грамм на кубический г/см3 10-3 кг/м3 сантиметр п Динамический коэфф пуаз 0, 1 вязкости Кинематический коэффи- стокс Ст 10~м/с вязкости Единицы, допускавшиеся к применению до 1/1 1975 г. , приведены в табл. Ii. 4. Таблица /1. 4 Величина Единица наименование обозначение Сила, сила тяжести (нес) килограмм-сила к ГС килограмм-сила на квадратный сантиметр техническая атмосфера миллиметры водяного столба миллиметры ртутного столба К ГС/см2 Давление ат мм вод. ст. Мм рт. ст. Работа, энергия килограмм-сила-метр кгс м Мощность [килограмм-сила-метр в секунду [лошадиная сила кгс м/с л. с.

Показывает взаимосвязь между Си, icgss и единицами, наиболее часто используемыми в не системных системных гидравлических расчетах.

Величина Связь между единицами МКГСС я внесистемными и СИ Связь между единицами в системе СИ и МКГСС и внесистемными единицы в системе МКГСС и внесистемные значения в единицах СИ единицы в системе СИ значения в единицах МКГСС и внесистемных Масса 1 кгс-с2/м 9, 81 кг 1 кг 0, 102 кгс-с2/м Плотность 1 кгс-с2/м4 9, 81 кг/м 1 кг/м 0, 102 кгс с2/м Сила, силатяжес- (вес) 1 кгс 9, 81 Н 1 Н 0, 102 кгс Удельный вее 1 кгс/м8 9, 81 Н/мЗ 1 Н/м 0, 102 кгс/м’ Давление 1 кгс/м2 9, 81 Па 1 Па 0, 102 кгс/м2 1 кгс/см2= 98100 Па= 1 Па 1, 02-10-5 «=1 ат =98, 1кПа=0, 1 МПа кгс/см2=э -=1, 02-10-5 ат Работа, энергия 1 кгс-м 9, 81 Дж 1 Дж 0, 102 кгс-м Мощность 1 кгс-м/с 9, 81 Вт=0, 01 1 Вт 0, 102 кгс-м/с кВт Динамический коэффициент вязкости 1 кгс-с/м2 9, 81 Па-с 1 Па с 0, 102 кгс-с/м2

Определение жидкости, ее плотность, удельный и относительный вес

Жидкость —непрерывная среда, обладающая свойством текучести, т. е. Способная неограниченно изменять свою форму под действием сколь угодно малых сил, но в отличие от газа мало изменяющая свою плотность при изменении давления. В аэромеханике применяют термин «капельная жидкость» с целью подчеркнуть отличие жидкости от газа; газ в этих случаях называют «сжимаемой жидкостью».

Плотность р — масса жидкости в единице объема. Для однородной т жидкости р—, где т — масса жидкости в объеме v. Единицы измерения р в системе СГС — г/см3, в системе МКГСС — кгс-с2/м4, в системе СИ— кг/м . С Удельный (объемный) вес у— вес жидкости в единице объема: где О — вес жидкости. Единицы измерения у в системе СГС — дин/см3 г/см2-с2, в системе МКГСС—кгс/м3, в системе СИ—Н/м3=кг/м2-с2.

Удельный вес и плотность связаны между собой зависимостью у — где я = 9, 81 м/с2— ускорение свободного падения. Относительный вес б— безразмерная величина, равная отношению веса или массы данной жидкости к весу или массе дистиллированной воды, взятой в том же объеме при в Рв Плотность, так же как удельный и относительный веса жидкости, зависит от давления и температуры.

Значения плотности и удельного веса некоторых жидкостей при различных температурах и нормальном атмосферном давлении приведены в табл. 1. 1. [12. 77, 97, 116]. Плотности (р. Кг/м5) и удельные веса (у, кгс/м3) воды и ртути при различных температурах и нормальном атмосферном давлении показаны в табл. 1. 2, при температуре 0°С и различном давлении — в табл. 1. 3.

Жидкость Л °С Р, кг/м3; Т, кгс/м Т. Н/м* р, кгс с’/ч4
1 2 3 4 5
Автол 10 20 920 9025 93,8
Алкоголь безводный 20 795 7799 81,0
Аммиак —34 684 6710 69,7
Анилин 15 1004 9849 102
Ацетон 15 790 7750 80,5
Бензин 15 080-740 6671—7259 69,3-75,4
Битум 930—950 9123—9320 94,8—90,8
Вода:
дистиллированая­ 1000 9810 102
морская 4 1020—1030 10006-10104 104—105
Глицерин безводный 1270
Гудрон 15 930—950 9123—9320 94,8—96,8
Деготь каменно­
угольный 15 1200 12459 122
Керосин 15 790—820 7750-8044 80,5—93,5
Мазут 15 890—940 8731—9221 90,7—95,8
Масло:
вазелиновое 20 860-890 8437—8731 87,7—90,7
велосит Л 20 860—880 8437—8633 87,7-89,7
веретенное АУ 20 880—896 8633-8790 89,7—91,3
деревянное 15 920 9025 93,8
масло 20 876—891 а594—8741 89,3—90,8
« 20 20 881—901 8643—8839 89,8—93,3
« 30 20 886—916 8692-8986 90,3-93,4
« 45 и 50 20 890—930 8731—9123 90,7—94,8
касторовое 20 960 9418 97,8
кокосовое 15 930 9123 94,8
льняное (вар) 15 940 9221 95,8
машинное 20 898 8809 91,5
минеральное
смазочное 15 890-960 8731—9418 90,7—97,8
оливковое 15 920 9025 93,8
парафиновое 18 925 9074 94,3
соляровое 15 880-890 8633—8731 89,7-90,7
сурепное 15 920 9025 93,8
терпентиновое 15 870 8535 88,7
трансформатор­ ное 20 887—896 8701—8790 90,4- 91,3
турбинное 30
и 32 20 894—904 8770—8868 91,1-92,1
« 46 20 920 9025 93,8
« 57 20 930 9123 94,8
цилиндровое 20 886—916 8692—8986 90,3—93,4
Молоко цельное 20 1029 10094 103
1 1 2 1 3 4 5
Нефть натуральная 15 700—900 6867—8829 71,4-91,7
Патока 0 1450 14224 148
Пиво 15 1040 10202 106
Ртуть 20 13546 132886 1381
Серная кислота
(87 о/0) 15 1800 17658 183
Скипидар 18 870 8535 88,7
метиловый 15 810 7946 82,6
этиловый 15—18 790 7750 80,5
Температура /, °С Жидкость 1 1 Тсмпс- 1 РатУРа Жидкость Темпе­ратура и °с Жидкость
вода ртуть вода ртуть вода ртуть
0 999,9 13596 30 995,7 13522
4 1000 40 992,2 13497
10 999,7 13571 50 988,1 13473
20 998,2 13546 60 983,2 13449
Жидкость Давление р, МПа Спирт
Вода 999,9 1046 1084 1146
Ртуть 13596 13660 13690 13800

Плотность и удельный вес жидкостей уменьшаются с повышением температуры. Вода в диапазоне температур от 0 до 4°С представляет исключение: при 4СС вода характеризуется наибольшими значениями р и у (см. табл. 1.2).

Сжимаемость жидкостей

Сжимаемость-это свойство жидкости, которая изменяет свой объем под давлением. Сжимаемость жидкости характеризуется объемным коэффициентом сжимаемости, который представляет собой относительное изменение объема жидкости v0. Au 1 Л. С. .(1 .1 Знак минус формулы (1 .1) обусловлен тем, что положительному приращению давления соответствует отрицательное приращение (уменьшение) объема. Единицы системы МКГСС в 1 / ПА в системе СИ м2 / кгс .Часто он представлен см2 / кгс. Если приращение давления cp = p-p0 и изменение объема предполагается (1 .2 (1 .3

В уравнениях (1. 2) и (1. 3) v и v0-объем, а p и p0-плотность при давлениях p и p0 соответственно. Людмила Фирмаль

Взаимное объемного коэффициента сжимаемости называется объемным модулем упругости жидкости Единицы Так же, как давления: кгс / м2, в системе МКГСС, Н / м2, в системе СИ или в Паскалях (па), кгс / см2 также часто используется. Жидкость ежа имеет значение температуры и давления р.

Существуют адиабатический модуль упругости и изотермический модуль упругости 1-й немного больше, чем 2-й, и, по-видимому, представляет собой переходный процесс сжатия жидкости, например, во время гидравлического удара в трубе внутри стола. 1. 4 значение изотермического модуля упругости Таблица 1.4 Давление р, МПа (1МПа=104 Па).

Если давление и температура изменяются в пределах небольшого предела, то значение h> k можно считать постоянной величиной. В таблице приведены средние значения изотермического модуля упругости некоторых жидкостей.

Температура Давление р. МПа

0.1 8 14 21 28 | 35
40 8437 8750 9500 9843 10194 10560
102 6820 7040 7734 8087 8437 8850
150 4920 5484 5976 6327 6750 7760
200 3585 3867 4359 4640 4992 5273
260 1968 2180 2672 2953 3234 3715

Таблица 1.6

Изотерма модуль упругости МПа кгс/см3

Алкоголь (спирт) 1275 13000
Бензин авиационный 1305 13300
Вода 2060 21000
Глицерин 4464 45500
Керосин 1275 13000
АМГ-10 1305 13300
индивидуальное 20 1362 13888
индустриальное 50 1473 15015
касторовое 1942 19801
сурепное 1761 17953
турбинное 1717 17500
цилиндровое 11 1768 18018
Силиконовая жидкость 1030 10500
Ртуть Масло 32373 330000

Температурное расширение жидкостей

Тепловое расширение жидкости количественно характеризуется коэффициентом теплового расширения (3/, 1’0 относительное изменение с изменением температуры / ia gs: Коэффициент теплового расширения воды увеличивается с увеличением давления и температуры. Для большинства других капельных жидкостей он уменьшается с увеличением давления.

В табл. 1. 7 приведены значения 3/ воды при различных давлениях и температурах [14], в табл. 1. 8 —значения ^ некоторых жидкостей при температуре 20° С и давлении 0, 1 МПа (1 ат) [2, 104, 121]. Таблица 1. 7 Давление р, МГТа 1–10 10-20 Температура (, °С 40–-0 | 60–70 00-100 Жидкость Алкоголь Вода Глицерин.

Масло: оливковое репное Нефть Ртуть 0, 00! 10 0, 00015 0, 00050 0, 00072 0, 00090 0, 00060 0, 00018 При изменении температуры и давления в небольших пределах можно принять , и тогда объем жидкости при изменении температуры на величину (11 = 1–10 вычисляется по формуле при этом Рэ Н Здесь v и Уо — объемы; р и р0 — плотности соответственно при температурах.

Вязкость

Вязкость-это свойство жидкости, которая сопротивляется относительному движению (сдвигу) частиц жидкости. Вязкостными характеристиками являются коэффициент динамической вязкости c и коэффициент кинематической вязкости v. Единицей коэффициента кинематической вязкости системы ghs является pozzu, а 100/1 пор называется centipoise системы mkgss, а единицей коэффициента кинематической вязкости является kgf-s / m2.

Система Си-па-С. Соотношение между единицами таково: коэффициент кинематической вязкости единицами коэффициента кинематической вязкости системы СГС являются ход (СТ) или 1 см2 / с, а ССТ: 1 ССТ = 0, 01 С. В системах МКГСС и Си единицей коэффициента кинематической вязкости является м3/с: i м2 / с = 104st. As температура повышается, вязкость жидкости снижается. Влияние температуры на коэффициент динамической вязкости жидкости оценивается по формуле.

А индекс в зависимости от типа жидкости. Например, для масла его значение изменяется в пределах 0, 025-0, 035. Для смазочных и смазочных масел, используемых в механических и гидравлических системах, предложено уравнение[76], связанное с коэффициентом кинематической вязкости и температурой.

Коэффициент температурной кинематической вязкости при температуре 50 ° с. (Температура*- температура, необходимая для определения вязкости, °с; n-показатель степени, который изменяется от 1, 3 до 3, 5 или более в зависимости от значения УЗО. С достаточной точностью n может быть определено выражением n = 1. 50 + 2, 7.

Величина n, зависящая от начальной вязкости v при 50°с, приведена в Таблице 1: 9 [76]. Значения динамических и кинематических коэффициентов вязкости для некоторых жидкостей приведены в таблице 1. 10 [47, 62, 116 температурная зависимость вязкости v некоторых смазочных масел приведена на Рис. 1. Т-следующее масло:/ — автол 18; 2-дизель Л; 3-цилиндр 11; 4-автол 10; 5-мотор Т; 6-мотор М; 7-промышленный 30 (машина л) ; 8-турбина л; 9-сепаратор; 10-промышленный 12 (шпиндель 2) ; 11-трансформатор; 12-Солер; 13-цикл.

Данные о вязкости некоторых сплавов, представляющих интерес для литейного производства, приведены:

Бензин 15 0,0065 0,0093
Глицерин:
50%-иый водный раствор 20 0,0603 0,0598
86%-пый водный раствор 20 1,2970 1,059Э
безводный 20 14,99Э 11,890
Керосин 15 0,0217 0,0270
Мазут 18 38,700 20,000
Молоко цельное 20 0,0183 0,0174
Нефть:
легкая 18 0,178 0,250
тяжелая 18 1,284 1,400
Патока 18 888 600
Ртуть 15 0,0154 0,0011
Скипидар 16 0,0160 0,0183
Спирт этиловый 20 0,0119 0,0154
Эфир 20 0,0246 0,00327

Таблица 1.11 (= 13-0 С 300 «С Сплавы V, Ст ( IX, П 1 V, Ст

1, °С V, Ст 1, °С V, Ст (, °С V, Ст 1, СС 1 V, Ст
0 0,0179 7 0,0143 25 0,0090 60 0,0048
1 0,0173 10 0,0131 30 0,0080 70 0,0042
2 0,0167 12 0,0124 35 0,0072 80 0,0037
3 0,0162 15 0,0114 40 0,0065 90 0,0033
4 0,0157 17 0,0109 45 0,00(Ю 100 0,0029
5 0,0152 20 0,0101 50 0,0055

Вязкость жидкости зависит не только от температуры, но и от давления, эта зависимость проявляется только при относительно большом изменении pressure. As повышается давление, вязкость большинства жидкостей increases. It можно оценить по формуле m = tsob (p-p<). Где q и значение динамического коэффициента вязкости. Давление р и кости Р0, МПа; в-показатель, при котором значение минерального масла изменяется в пределах 0, 02-0, 03 (нижний предел соответствует высокой температуре, верхний предел соответствует низкой температуре).

Коэффициенты динамической вязкости некоторых масел при различных давлениях приведены в таблице. 1. 13 [72]. В практических расчетах увеличение вязкости минерального масла, которое зависит от давления в интервале температур 20-60°с, получено из следующих приближенных данных[72]. Давление, МПа 7 15 20 40 00 Увеличение вязкости, начальный процент при атмосферном давлении 20-25 35-40 50-00 120-100 250-350.

Зависимость от давления р при увеличении вязкости минерального масла, используемого в гидросистеме, до 50 ППА может быть определена по приближенной эмпирической формуле= x (+cr). Р-давление, МПа. Коэффициент эксперимента по марке k-масла; для легкого масла^ 50 <15 cst) k −0. 02; для тяжелого масла (u5o> 15 cst) k = 0. 03. При давлении более 50 МПа нарушается линейная зависимость v от p, а при давлении 2000 МПа минерал затвердевает.

Во многих случаях вязкость жидкости, особенно масла, выражается в степени Энглера. Мощность Энглера — это отношение времени, которое вытекает из вискозиметра рыболова определенного количества образца u к времени, когда такое же количество дистиллированной воды вытекает из ta. 20 ° С: — значения вязкости некоторых материалов при степени Энглера Сидя при температуре 50°c дается

Масло Марка <Е&0

Авиационное МС-24 13-22
Автомобильное АКП-9,5 Не менее 1,8
* АК-16 6,0
Вазелиновое Л 1,40—1,72
Велосинтетическое Т 1,29-1,40
Веретенное АУ 2,05—2,26
Индустриальное 12 1,86-2,20
* 20 2,60—3,31
* 30 3,81—4,59
* 45 5,74-7,07
* 50 5,76-7,86
Масло АМГ-10 1,83
Машинное С 5,5—7,0
Приборное мвп 1,51 — 1,72
Сепараторное л 1,60—1,93
* т 2,2—2,5
Трансформаторное 1,8
Турбинное 22 2,9-3,2
* 30 3,9—4,4
* 40 6,0-6,5
* 57 7,5-8,0

Расчет вязкости по Стоксу, выраженной в градусах Энглера, осуществляется по формуле 0. 0631. С v = 0. 073 ГЭ -^. (1. 4 В Соединенных Штатах единицы вязкости широко использовались в британских секундах saybolts, французских секундах redwood и градусах bar bay. Жидкость 20 1 40 Бензин Б-70 Керосин: Т-1 ТС-1 Масло: АМГ-10 индустриальное 20 индустриальное 50 Ртуть Спирт 0, 0163 0, 0332 0, 00394 0, 00545 0, 02 0, 0000002 0, 008

Парообразование

Испарение-это свойство сбрасывать жидкость и изменять состояние агрегации в газ. Испарение, которое происходит только на поверхности капающей жидкости, называется испарением. Испарение всей жидкости называется boiling. It происходит при определенной температуре в зависимости от давления. Давление, при котором жидкость кипит при данной температуре, является давлением насыщенного пара или давлением испарения rp. It называется п.

Его величина зависит от типа жидкости и ее температуры. Внутри таблицы. 1. 15 пн воды при различных температурах. (mpa) показывает значение другого жидкостного pn согласно температуре. Значения для (МПа) приведены в таблице. 1. 16 [12, 24, 115]. Если рабочая жидкость представляет собой многокомпонентную смесь различных минеральных масел, то расчет позволяет взять жидкость с большим значением Р.

К относительно низкой упругости относится силиконовое масло. Ниже приведено 1 давление насыщенного пара этой жидкости марки. Температура, °С25 65130200260 260 или выше Высокая скорость сатурации давления Пар п». Р, МПа 0, 00072 0, 001 0, 003 0, 007 увеличение 0, 007-0, 01 Силиконовая жидкость имеет сорт, давление паров которого в 5-10 раз превышает заданное значение.

1, СС Рн.п» МПА 1 | 1, С Рн.П’ МПа 1 рн.п- МПа Рн.п» МПа
0 0,0006 25 0,0032 60 0,0202 90 0,0714
5 0,0009 30 0,0043 70 0,0317 100 0,1033
10 0,0012 40 0,0075 75 0,0392 125 0,2370
20 0,0024 50 0,0126 80 0,0482 150 0,4850

Растворимость газов в капельных жидкостях и пенообразование

Растворимость газа в капельной жидкости характеризуется коэффициентом растворения k. Коэффициент растворимости k рассчитывается при нормальных условиях 0°c и атмосферных ВИ. Давление), количество растворителя. Коэффициент растворения зависит не только от температуры и давления, но и от свойств жидкости и газа.

Растворимость газа в низковязких маслах выше, чем в высоковязких oils .As температура повышается, растворимость снижается slightly .As давление газа увеличивается, растворимость в жидкости увеличивается по линейному закону. Количество газа, которое может быть растворено перед каплей Полное насыщение выражается формулой yr =где p {и p-2- P1 Соответственно, начальное и конечное давление газа.

Бензин 0,2200 веретенное АУ 0,0759
Вода дистиллированная 0,1600 ГМЦ-2 0,1038
Керосин 0,1270 индустриальное 12 0,0759
Масло: индустриальное 20 0,0755
АМГ-10 0,1038 трансформаторное 0,0828
вазелиновое велосит 0,0877 0,0959 Спирто-глицериновая смесь: 56

Растворимость масла к сатурации воздуха зависит от плотности oil .As плотность увеличивается, растворимость уменьшается .Приведены данные о коэффициенте воздушного растворения некоторых жидкостей при температуре 20°С и давлении 0, 1 МПа .

Снижение давления в любой точке системы (всасывающая труба и др.) сопровождается выделением воздуха в виде мелких пузырьков и образованием bubbles .In кроме того, пузырьки образуются, когда воздух всасывается из негерметичных соединений в системе или когда жидкость смешивается в резервуаре с помощью свободной струи .Наличие пузырьков в жидкости значительно повышает сжимаемость, снижает ее плотность, что приводит к нарушению непрерывности движения .

Поверхностное натяжение и капиллярность

Поверхность капающей жидкости подвержена поверхностному натяжению, которое стремится придать объему жидкости сферическую форму и вызвать дополнительное давление. Здесь cg-коэффициент поверхностного натяжения, Н / м или кгс / м. G], а g2-главный радиус кривизны рассматриваемых элементов поверхности. Если поверхность жидкости представляет собой сферу или ее часть, то r равен r2-g, и Формула (1. 5) принимает вид: Р = — (1. 6

  • Коэффициент поверхностного натяжения пропорционален плотности капельной жидкости и плотности газовой среды над жидкостью, которая уменьшается с увеличением температуры. Значение коэффициента поверхностного натяжения o (дан / м) для некоторых жидкостей выше < 7 / л. <5Э Рисунок 1. 2.
  • Граница между воздухом и давлением 0, 1 МПа показана в таблице. 1. 18 [84, 107]. Для расплавленного чугуна при / = 1550°c, a = 0, 187-0, 190 дан / м для расплавленного немодифицированного чугуна при 1200-1450°c, o = 0, 0918-0, 102 дан / м. Избыточное давление Р, определяемое формулами (1. 5) и (1. 6), всегда направлено к центру кривизны поверхности.
  • Наличие этого дополнительного давления является описанием капиллярности, и в открытой трубке малого диаметра с одним концом, погруженным в жидкость, последний устанавливается выше уровня с вогнутым мениском или ниже его с выпуклым мениском (рис. 1. 2).

При увлажнении жидкостью поверхности трубки образуется вогнутый мениск (рис. 1. 2, а) (вода-стекло и др.), а когда поверхность трубки жидкая и влажная, образуются выпуклые мениски (рис. 1. 2, б) (ртутное стекло и др.). Высота подъема жидкости в стеклянном капилляре диаметром si мм n (ММ) (при опускании ртути) определяется по формуле Один. (1-7

Высоту подъема (или падения) жидкости между параллельными стеклянными пластинами (расстояние составляет мм) можно определить по формуле: (1. 8 В формулах (1. 7) и (1. 8) k-экспериментальный коэффициент, имеющий следующее значение (мм2) : вода+30, ртуть-10. 1, спирт+11. 5, толуол+13.

Некоторые физические свойства жидкостей при давлении 0,1 Мпа

Жидкость

Температура, 0С

Плотность, кг/м3

Удельный вес, Н/м3

Вязкость 1042

Бензин

авиационный

20

739-780

7250-7652

0,49

для 20 0С

автомобильный

712-761

6980-7470

Масло

веретенное АУ (ГОСТ 1642-75)

50

888-896

8711-8790

для гидравлических систем АМГ-30

(ГОСТ 6794-75)

850

8340

индустриальное общего назначения без присадок (ГОСТ 20799-75)

И-5А

890

8731

0,04-0,06

И-8А

900

8829

0,06-0,08

И-12А

880

8633

0,10-0,14

И-20А

885

8682

И-25А

890

8731

0,24-0,27

И-30А

890

8731

0,28-0,33

И-40А

895

8780

0,35-0,45

И—100А

920

9025

0,90-1,18

соляровое

20

885-902

8680-8850

трансформаторное

50

886

8692

турбинное (ГОСТ 32-74)

22

900

8829

30

900

8829

0,28-0,36

46

900

8829

0,44-0,48

Кинематическая вязкость масел при различных температурах

Масло

104, м2/с при 0С

100

50

10

0

-5

-10

веретенное АУ (ГОСТ 1642-75)

0,036

0,13

0,90

1,80

2,80

4,40

для гидравлических систем АМГ-30 (ГОСТ 6794-75)

0,047

0,11

0,30

0,44

0,54

0,67

индустриальное (ГОСТ 20799-75)

И-20

0,048

0,18

1,13

2,75

4,20

6,40

И-45

0,081

0,42

5,01

11,90

19,50

59,90

И-50 (машинное СУ)

0,085

0,50

8,33

22,90

41,70

83,80

трансформаторное с присадкой ионол

0,030

0,09

0,05

0,89

1,24

1,77

турбинное (ГОСТ 32-74; 9972-74)

ТП-22

0,060

0,22

2,13

4,76

7,73

9,10

ТП-22 (из сернистых нефтей)

0,050

0,21

1,72

3,75

5,68

25,30

ТП-30УТ

0,060

0,42

3,59

8,63

14,40

33,10

Динамическая вязкость масел при различных температурах

Жидкость

0C

10-1 Па с при давлении МПа

0,1

10

20

30

40

50

Автол

37

1,440

1,940

2,450

3,030

3,672

4,896

Машинное

22

2,880

3,416

4,176

5,184

6,822

8,640

Трансформаторное

22

0,346

0,374

0,418

0,489

0,562

0,650

Гидравлическая мощность
Скорость жидкости в трубе
переменнаяФормула слова с единицамиУпрощенная формула
Давление жидкости — P(PSI) = сила (фунты) / площадь (кв. Дюймы)P = F / A
Расход жидкости — QGPM = расход (галлоны) / единица времени (минуты)Q = V / T
Жидкость в лошадиных силах — HPЛошадиная сила = Давление (PSIG) x Расход (GPM) / 1714HP = PQ / 1714

Основные гидравлические формулы

Формула для:Формула слова:Формула письма:
ДАВЛЕНИЕ
ЖИДКОСТИ
в фунтах
на
квадратный
дюйм
ДАВЛЕНИЕдавление
СКОРОСТЬ
ПОТОКА
ЖИДКОСТИ
в галлонах / минута
СКОРОСТЬ ПОТОКАПОТОКА  ЖИДКОСТИ
ЖИДКОСТЬ В
ЛОШАДИНОЙ СИЛЕ
ЛОШАДИНАЯ СИЛАЛОШАДИНОЙ СИЛЕ
СКОРОСТЬ через
ТРУБОПРОВОД
В Футах / Вторая Скорость
СКОРОСТЬ через ТРУБОПРОВОДТРУБОПРОВОД
СЖИМАЕМОСТЬ НЕФТИ
Требуется масло
Для достижения высокого давления
СЖИМАЕМОСТЬ НЕФТИ СЖИМАЕМОСТЬ
Сжимаемость
жидкости
Сжимаемость  жидкостижидкости
ОСОБАЯ
ГРАВИТАЦИЯ
ЖИДКОСТИ
ОСОБАЯ  ГРАВИТАЦИЯ  ЖИДКОСТИГРАВИТАЦИЯ

Соотношение давления, силы и лошадиных сил

Давление (фунт / кв.дюйм) = сила (фунты) / площадь (дюйм²)

Сила (фунты) = площадь (в ²) х давление (фунтов на квадратный дюйм)

Площадь (дюйм²) = сила (фунты) / давление (фунт / кв.дюйм)

Жидкость мощность

Мощность жидкости Мощность (л.с.) = давление (фунт / кв.дюйм) х расход насоса (галлонов в минуту) / 1,714

Отношения крутящего момента и лошадиных сил:

Крутящий момент (фунт-фут) = лошадиная сила (л.с.) x 5,252 / скорость (об / мин)

Лошадиная сила (л.с.) = крутящий момент (фут-фунт) х скорость (об / мин) / 5 252

Скорость (об / мин) = лошадиная сила (л.с.) x 5,252 / крутящий момент (фут-фунт)

Основные расчеты цилиндров:

Площадь поршневого цилиндра (дюйм²) = диаметр в квадрате x .7854

(Можно также использовать квадраты с радиусом 3,1416 х)

Площадь конца поршневого штока (торцевое кольцо) (дюйм²) = площадь поршневого цилиндра (дюйм²) — площадь штока (дюйм²)

Сила цилиндра (фунты) = давление (фунт / кв.дюйм) х площадь (дюйм²)

Скорость цилиндра (фут / мин) = 19,25 x скорость потока (галлонов в минуту) / площадь (дюйм²)

(Разделите на 60, чтобы преобразовать скорость в футы / с)

Скорость цилиндра (дюйм / мин) = скорость потока (куб. Дюйм / мин) / площадь (дюйм²)

(Обратите внимание, что 1 галлон США = 231 у.е.)

Время цилиндра (сек) = площадь (дюйм²) x ход цилиндра (дюйм) x .26 / расход (галлонов в минуту)

Расход цилиндра (галлонов в минуту) = 12 x 60 x скорость цилиндра (фут / с) x площадь (дюйм²) / 231

Объем цилиндра (галлоны) = площадь цилиндра (дюйм²) x ход цилиндра (дюйм) / 231

Основные расчеты гидравлического двигателя :

Крутящий момент двигателя (в фунтах) = давление (фунт / кв.дюйм) x рабочий объем двигателя (куб. Дюйм / об.) / 6,28

(Можно также использовать мощность (л.с.) х 63,025 / скорость (об / мин)

Скорость двигателя (об / мин) = 231 x скорость потока (галлонов в минуту) / рабочий объем двигателя (куб. Дюйм / об)

Мощность двигателя (л.с.) = крутящий момент (в фунтах) x скорость двигателя (об / мин) / 63 025

Расход двигателя (галлонов в минуту) = скорость двигателя (об / мин) х смещение двигателя (куб.см / об) / 231

Рабочий объем двигателя (куб. Дюйм / об.) = Крутящий момент (в фунтах) x 6,28 / давление (фунт / кв. Дюйм)

Основные расчеты насоса :

Расход на выходе насоса (галлонов в минуту) = частота вращения насоса (об / мин) x рабочий объем насоса (куб. Дюйм / об.) / 231

Скорость насоса (об / мин) = 231 x расход насоса (галлонов в минуту) / рабочий объем насоса (куб. Дюйм / об)

Мощность насоса (л.с.) = скорость потока (галлонов в минуту) х давление (фунт / кв.дюйм) / 1714 х коэффициент полезного действия насоса

(Можно также использовать мощность (л.с.) = крутящий момент (в фунтах) x скорость насоса (об / мин) / 63 025)

Крутящий момент насоса (в фунтах) = давление (фунт / кв.дюйм) х рабочий объем насоса (куб. Дюйм / об.) / 6,28

(Можно также использовать мощность (л.с.) х 63,025 / рабочий объем насоса (куб. Дюйм / об.)

Формула производства тепла : преобразование тепла в другие единицы

1 л.с. = 2545 БТЕ / ч = 42,4 БТЕ / мин = 33 000 фут. Фунтов / мин = 746 Вт

Лошадиная сила (л.с.) = давление (фунт / кв.дюйм) x расход (галлонов в минуту) / 1714 — BTU / час = 1½ x фунтов на кв. Дюйм х галлон

1 БТЕ / час = 0,0167 БТЕ / мин = .00039 л.с.

Пример: поток 10 галлонов в минуту через редукционный клапан с падением в 300 фунтов / кв. Дюйм = 1,75 л.с.

1.75 л.с. тепла = 4453 БТЕ / час = 105 БТЕ / мин = 57 750 футов. Фунтов / мин = 1305 Вт

  • Большая часть этого тепла будет возвращена в резервуар.
  • Обратите внимание, что тепло вырабатывается каждый раз, когда не производится механическая выходная работа.

Общая охлаждающая способность стального резервуара: HP (тепло) = .001 x TD x A

TD = разница температуры масла в резервуаре и окружающего воздуха

A = вся площадь поверхности резервуара в квадратных футах (включая дно, если оно поднято)

Общая информация и «Правила большого пальца» :

Оценка мощности привода насоса: 1 л.с. входного привода на каждый 1 галлон в минуту при производительности насоса 1500 фунтов / кв. Дюйм

Мощность на холостом ходу насоса: на холостом ходу и ненагруженном насосе потребуется около 5% от полной мощности л.с.

Объем резервуара (GALS) = длина (INS) x ширина (INS) x высота (INS) / 231

Сжимаемость масла: уменьшение объема приблизительно на 1/2% на каждые 1000 фунтов на квадратный дюйм давления

Сжимаемость воды: уменьшение объема приблизительно на 1/3% на каждые 1000 фунтов на квадратный дюйм давления

Мощность для нагрева гидравлического масла: каждый 1 ватт повышает температуру 1 галлона масла на 1 ° F в час

Указания по скорости потока в гидравлических линиях:

  • От 2 до 4 футов / с = всасывающие линии
  • От 10 до 15 футов / с = напорные линии до 500 фунтов на квадратный дюйм
  • От 15 до 20 футов / с = напорные линии 500 — 3000 фунтов на квадратный дюйм
  • 25 футов / с = напорные линии более 3000 фунтов на квадратный дюйм
  • 4 фута / с = любые маслопроводы в системах подачи воздуха над маслом

Скорость потока нефти в трубе: скорость (фут / сек) = расход (галлонов в минуту) х. 3208 / внутренняя площадь трубы (кв. Дюймы)

Формулы площади круга:

  • Площадь (кв. Дюймы) = π x r², где π (pi) = 3,1416 и r = радиус в дюймах в квадрате
  • Площадь (кв. Дюймы) = π x d² / 4, где π (pi) = 3,1416 и d = диаметр в дюймах
  • Окружность (ins) = 2 x π xr, где π (pi) = 3.1416, а r — радиус в дюймах
  • Окружность (ins) = π xd, где π (pi) = 3.1416 и d = диаметр в дюймах

Часто используемые эквиваленты мощности жидкости :

Один галлон США равен:

  • 231 кубический дюйм
  • 3,785 литра (1 литр = 0,2642 доллара США)
  • 4 кварта или 8 пинт
  • 128 унций жидкости / 133,37 унции веса
  • Вес 8,3356 фунтов

Одна лошадиная сила равна:

  • 33 000 футов фунтов в минуту
  • 550 футов в секунду
  • 42,4 БТЕ / мин
  • 2,545 БТЕ в час
  • 746 Вт
  • 0,746 кВт

На пси равняется:

  • 0,0689 бар (1 бар = 14,504 фунтов на кв. Дюйм)
  • 6,895 килопаскаля
  • 2,0416 рт.ст. (дюймов ртутного столба)
  • 27,71 ”воды

Одна атмосфера равна:

  • 14,696 фунтов на квадратный дюйм
  • 1,013 бар
  • 29,921 рт.ст. (дюймов ртутного столба)

Эти страницы могут быть вам полезны:

  1. Задачи по гидравлике
  2. Решение задач по гидравлике
  3. Методические указания по гидравлике
  4. Примеры решения задач по гидравлике
  5. Учебник по гидравлике
  6. Сборник задач по гидравлике
  7. Курсовая работа по гидравлике