Файл: Полубояринов Ю.Г. Основы машиностроительной гидравлики и пневматики учеб. пособие.pdf

ном объеме сплошной среды или же в объеме, ограниченном абсо­ лютно жесткими стенками, происходит со скоростью, равной ско­ рости звука а

(6)

Для капельных жидкостей значение Еоб определяется по экс­ периментальным данным. Для газов с большой точностью можно принять £ о б = k-p (адиабатный объемный модуль упругости).

Если изменение плотности, сопровождающее распространение звуковой волны, происходит изоэнтропно, то скорость звука за­ висит только от природы газа и его температуры:

(6а)

Равновесное парциальное давление, которое оказывают на сво­ бодную поверхность молекулы, покидающие объем жидкости, на­

ление в жидкости понижается до величины р н , то сплошность жид­ кости нарушается, появляются паровые пузырьки, или каверны, — происходит холодное кипение. Последующее смыкание пузырьков

Опытные данные свидетельствуют о том, что касательные напря­ жения в жидкостях зависят от скорости деформации, а не от самой деформации, как это имеет место для твердых тел. Жидкости, ко­

Уравнение (7) показывает зависимость между силой и парамет­ рами движения. Действие вязкости состоит в том, что касательные напряжения появляются в результате поперечного молекулярного переноса импульса (количества движения) при сдвиге слоев жид­ кости.

Отношение динамического коэффициента вязкости к плотности жидкости называется кинематическим коэффициентом вязкости

(8)

9

Кинематический коэффициент вязкости численно равен коэффи­ циенту молекулярной диффузии при переносе импульса.

Динамический коэффициент вязкости выражается в пуазах

Вязкость жидкости зависит от ее природы и температуры. С по­ вышением температуры вязкость капельных жидкостей умень­ шается, а газообразных жидкостей увеличивается. Зависимость вязкости от давления незначительна для капельных жидкостей и пренебрежимо мала для газообразных жидкостей, пока давление не слишком велико.

Жидкости, являющиеся энергоносителями в системах управле­ ния с гидравлическими элементами, называются р а б о ч и м и жидкостями.

В качестве рабочей жидкости используются минеральные (на нефтяной основе) масла, синтетические жидкости на органической и неорганической основе, глицерин, спиртоглнцериновые и водоглнцериновые смеси, вода и

Основными техническими требованиями, предъявляемыми к ра­ бочим жидкостям, являются следующие:

1)малая зависимость вязкости от температуры и давления;

2)хорошие смазывающие свойства;

3)химическая стойкость;

4)огнестойкость (высокая температура вспышки);

5)высокий модуль объемного сжатия и малый температурный коэффициент объемного расширения;

той или иной жидкости в качестве рабочей, является выбор сорта масла с оптимальной вязкостью. При большой вязкости увеличи­ ваются потери давления и нагрев системы. При малой вязкости уве­ личиваются утечки через уплотнения и перетечки жидкости из по­ лостей с повышенным давлением в полости с пониженным давле­ нием, что снижает объемный к. п. д. установки. Не рекомендуется

10

Г л а в а 1

ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ

§ 1. РАВНОВЕСИЕ ЖИДКОСТИ (ГИДРОСТАТИКА)

v Равновесие жидкости является результатом действия поля мас­ совых сил, в которое помещена жидкость, и поверхностных сил, действующих на границах объема жидкости. Рассмотрим условие

'ро ~oonst

2'/

:М(Р) 4'

/

4у

dx

Рис. 1

равновесия этих сил, действующих на элементарный объем прямо­ угольного параллелепипеда dxdydz, выделенный в неподвижной жидкости (рис. 1). Равнодействующая F массовых сил уравнове­ шивается силами давления, которые действуют на грани элемен­ тарного объема. Обозначим проекции (на координатные оси х, у, z) ускорения равнодействующей массовых сил X, Y, Z. Пусть давле­ ние в центре элементарного объема (точка 7И) равно р, на грани

12

где — градиент давления в направлении оси х. Сокращая на

дх

массу элементарного объема р dxdydz, находим

где С — постоянная интегрирования, определяемая из граничных условий на свободной поверхности, т. е. при z = z0 (рис. 1) давле-' ние р = р 0 , откуда

С —

и

Решим последнее уравнение относительно давления р

13