Upload
ince
View
28
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
KYÕ THUAÄT ÑIEÀU KHIEÅN BAÈNG THUÛY LÖÏC. Chöông 2. CAÙC ÑAÏI LÖÔÏNG VAÄT LYÙ. CÔ LÖU CHAÁT. THUÛY ÑOÄNG. THUÛY TÓNH. AÙP SUAÁT. Aùp suaát thuûy tænh laø aùp suaát taùc ñoäng leân coät chaát loûng, khoâng phuï thuoäc vaøo hình daïng cuûa bình chöùa. p 2 = h . r . g. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
KYÕ THUAÄT ÑIEÀU KHIEÅN BAÈNG THUÛY
LÖÏC
KYÕ THUAÄT ÑIEÀU KHIEÅN BAÈNG THUÛY
LÖÏC
CAÙC ÑAÏI LÖÔÏNG VAÄT LYÙ
CAÙC ÑAÏI LÖÔÏNG VAÄT LYÙ
Chöông 2
CÔ LÖU CHAÁT
THUÛY TÓNH THUÛY ÑOÄNG
Aùp suaát thuûy tænh laø aùp suaát taùc ñoäng leân coät chaát loûng, khoâng phuï thuoäc vaøo hình daïng cuûa bình chöùa
p2 = h . . g
p2 : aùp suaát thuûy tónh [Pa]h : chieàu cao coät chaát loûng [m] : khoái löôïng rieâng chaát loûng [kg/m3]g : gia toác troïng tröôøng [m/s2]
AÙP SUAÁT
VÍ DUÏ
AÙP SUAÁT
VÍ DUÏ
AÙP SUAÁT
VÍ DUÏ
AÙP SUAÁT
LÖÏC TAÙC ÑOÄNG
AF
p
P – Aùp suaát [bar]
F – Löïc taùc ñoäng [N]
A – Dieän tích [m2]
LÖÏC TAÙC ÑOÄNG
VÍ DUÏ
Moät xy lanh cung caáp aùp suaát 100 bar treân beà maët piston coù dieän tích 7.85cm2. Tính löïc taùc ñoäng toái ña sinh ra
Moät thang maùy naâng moät taûi 15.000N vôùi aùp suaát 75 bar. Tính dieän tích caàn thieát cuûa piston ?
ÑÖÔØNG KÍNH, LÖÏC, AÙP SUAÁT
SÖÏ TRUYEÀN AÙP SUAÁT
AF
p
SÖÏ TRUYEÀN NAÊNG LÖÔÏNG
AF
p vaø AF
p2
22
1
11
AF
AF
pp
:khi baèng caàn thoángHeä
2
2
1
121
VÍ DUÏ
Cho taûi m = 1500 kg Löïc F2 sinh ra
F2 = m . g
SÖÏ DÒCH CHUYEÅN
Neáu moät taûi troïng F2 ñöôïc naâng leân moät khoûang caùch laø s1; thì piston 1 phaûi dòch chuyeån moät löôïng chaát loûng nhaát ñònh ñeå naâng piston 2 leân moät khoûang laø s2
A.s A.sVV vì
A.sV vaø A.sV
221121
222111
A.s A.sVV vì
A.sV vaø A.sV
221121
222111
1
221
2
112 s
A.sA vaø
AA.s
s 1
221
2
112 s
A.sA vaø
AA.s
s
VÍ DUÏ
TRUYEÀN AÙP SUAÁT
Aùp suaát thuûy tænh p1 sinh ra löïc F1, treân tieát dieän A1. Nhö theá, löïc F1 taùc ñoäng leân tieát dieän A2 taïo ra aùp suaát thuûy tænh p2 .
2
112
2
112
221121
222111
p A.p
A vaø AA.p
p
A.p A.p F F vì
A.pF vaø A.pF
VÍ DUÏ
LÖU LÖÔÏNG
Löu löôïng laø theå tích cuûa chaát loûng chaûy quamoät oáng daãn trong moät ñôn vò thôøi gian
Theå tích (V)Theå tích (V)
Thôøi gian (t)
tV
Q Q – Löu löôïng [m3/s]
V – Theå tích [m3]
T – Thôøi gian [s]
VÍ DUÏ
ChoCho
PHÖÔNG TRÌNH LIEÂN
TUÏCNeáu thôøi gian t ñöôïc thay baèng s/V (V=s/t) trong coâng thöùc tính löu löôïng (Q=V/t) vaø theå tích V coù theå ñöôïc thay theá baèng A.s
Q – Löu löôïng [m3/s]
v – Vaän toác [m/s]
A – Tieát dieän oáng [m2]
AQ
v vQ
A
Q = A . v
Cho
Cho
VÍ DUÏ
Neáu trong coâng thöùc t
VQ
Theå tích V ñöôïc thay theá bôûi theå tích dòch chuyeån
s.AV
ts.A
Q Keát quûa seõ laø:
Cho
333222111 .vAQ .vAQ .vAQ
Trong moät ñöôøng oáng giaù trò cuûa Q luoân baèng nhau
Löu löôïng cuûa moät chaát loûng ñöôïc dieãn taû qua theå tích trong moät ñôn vò thôøi gian chaûy xuyeân qua moät oáng coù tieát dieän thay ñoåi laø baèng nhau taïi taát caû caùc vò trí cuûa oáng.
332211 .vA .vA .vA
Cho
VÍ DUÏCho
Q = 10 lít/ph
d1 = 6 mm (Þ oáng daãn)
d2 = 32 mm (Þ piston)
Tìm
Vaän toác doøng chaûy v1
Vaän toác cuûa piston v2
Doøng chaûy taàngDoøng chaûy taàngDoøng chaûy roáiDoøng chaûy roái
KIEÅU DOØNG CHAÛY
Doøng chaûy taàng, daàu thuûy löïc chaûy xuyeân qua oáng theo caùc lôùp hình truï moät caùch ngaên naép. Caùc lôùp beân trong chaát loûng di chuyeån vôùi vaän toác nhanh hôn caùc lôùp beân ngoøai
Neáu vaän toác cuûa daàu vöôït quaù moät ñieåm xaùc ñònh (hay coøn goïi laø vaän toác tôùi haïn), caùc haït chaát loûng khoâng coøn di chuyeån theo caùc lôùp ngaên naép. Caùc haït ôû taâm cuûa oáng bò baén vaøo thaønh oáng. Keát quûa laø caùc chaát loûng taùc ñoäng vaø caûn trôû haït khaùc, taïo ra xoaùy, doøng chaûy trôû thaønh roái, vaø naêng löôïng seõ bò maát trong doøng chaûy chính
Re<2300 : chaûy taàng
Re>2300 : chaûy roái
KIEÅU DOØNG CHAÛY
υ
d.vRe
Soá Reynold (Re) phuï thuoäc vaøo:
Vaän toác doøng chaûy
Ñöôøng kính oáng
Ñoä nhôùt ñoäng löïc hoïcDoøng chaûy roái khoâng trôû thaønh doøng chaût taàng ngay laäp töùc khi ñaït trò soá Re döôùiKhoâng ñaït ñöôïc phaïm vi chaûy taàng cho ñeán ½ Re tôùi haïn
Ñöôøng kính oáng
Ñoä nhôùt ñoäng löïc
hoïc
Soá Reynold
Löu löôïng
d v Re Q
[mm]
[cSt=10-
6m2/s][-] [dm3/
min]
Nhaèm ngaên xaûy ra doøng chaûy roái laøm toån thaát bôøi ma saùt trong caùc heä thoáng thuûy löïc, do vaäy khoângneân vöôït quaù Re tôùi haïn
Vaän toác tôùi haïn khoâng coù moät giaù trò xaùc ñònh, noù tuøy thuoäc vaøo ñoä nhôùt cuûa daàu thuûy löïc vaø ñöôøng kính oáng daãn
Ñöôøng aùp suaát: ñeán aùp suaát laøm vieäc 50 bar : 4.0 m/s
ñeán aùp suaát laøm vieäc 100 bar : 4.5 m/s
ñeán aùp suaát laøm vieäc 150 bar : 5.0 m/s
ñeán aùp suaát laøm vieäc 200 bar : 5.5 m/s
ñeán aùp suaát laøm vieäc 300 bar : 6.0 m/s
Ñöôøng huùt : 1.5 m/s
Ñöôøng daàu hoài : 2.0 m/s
VÍ DUÏ
Doøng chaûy chæ chaûy roái taïi tieát dieän A4 bôûi 2500 > 2300. Doøng chaûy trôû laïi chaûy taàng taïi tieát dieän A3 sau khi qua ñieåm nuùt 500 < 1150. Tuy nhieân chæ sau moät khoûang oån ñònh
MA SAÙT, NHIEÄT, SUÏT AÙP
Ma saùt xaûy ra trong taát caû caùc thieát bò vaø ñöôøng oáng cuûa heä thoáng thuûy löïc maø chaát oûng ñi qua.
Söï ma saùt naøy xaûy ra chuû yeáu taïi caùc vaùch oáng (ma saùt ngoøai). Ma saùt cuõng xaûy ra ôû giöõa caùc lôùp chaát loûng (ma saùt trong)
Ma saùt laøm noùng daàu thuûy löïc vaø caùc thieát bò. Keát quûa laø nhieät seõ taïo ra, aùp suaát trong heä thoáng giaûm, qua ñoù laøm giaûm aùp suaát hieän thôøi taïi ñoäng cô.
Möùc ñoä suït aùp tuøy thuoäc vaøo söï ma saùt trong Cuûa heä thoáng thuûy löïc.Chuùng phuï thuoäc vaøo :
Vaän toác doøng chaûy (tieát dieän beà maët, löu toác)
Kieåu doøng chaûy
Loaïi vaø soá tieát dieän caét thu nhoû trong heä thoáng oáng (coå oáng…)
Ñoä nhôùt cuûa daàu
Chieàu daøi oáng vaø chieàu doøng chaûy
Xöõ lyù beà maët beân trong cuûa oáng
Caùch boá trí oáng
MA SAÙT, NHIEÄT, SUÏT AÙP
MA SAÙT, NHIEÄT, SUÏT
AÙP
Aûnh höôûng cuûa vaän toác ñeán söï toån thaát aùp suaát
Trôû khaùng cuûa doøng chaûy trong ñöôøng oáng treân 1m chieàu daøiDaàu thuûy löïc vôùi r = 850 kg/m3(K) taïi nhieät ñoä khoûang 150C ( v = 100mm2/s); (W) taïi nhieät ñoä khoûang 600C ( v = 20mm2/s)
Trôû khaùng cuûa doøng chaûy trong ñöôøng oáng treân 1m chieàu daøiDaàu thuûy löïc vôùi r = 850 kg/m3(K) taïi nhieät ñoä khoûang 150C ( v = 100mm2/s); (W) taïi nhieät ñoä khoûang 600C ( v = 20mm2/s)
MA SAÙT TRONG
ÑÖÔØNG OÁNG
Ví duï
2v.2
.dl
.p
Re75
λυ
d.vRe
Ma saùt giöõa caùc lôùp chaát loûng vaø söï baùm dính cuûa chaát loûng treân thaønh oáng taïo ra trôû khaùng coù theå ño vaø tính ñöôïc qua söï suït aùp suaát
Moät doøng chaûy coù vaän toác v = 0,5m/s chaûy qua moät oáng Þ 6mm Ñoä nhôùt = 100 mm2/s ôû 150CKhoái löôïng rieâng cuûa daàu r = 850 kg/m3
Tính aùp suaát toån thaát p cho 1m chieàu daøi oáng
(So saùnh vôùi baûng)
(So saùnh vôùi baûng)
(So saùnh vôùi baûng)
2v.
.p2
2v.
.b.p2
TOÅ THAÁP AÙP SUAÁT DO CAÙC
BOÄ PHAÄN
Doøng chaûy ñaûo chieàu seõ taïo ra toån thaát aùp suaát khaù lôùn trong caùc oáng cong,daïng T, nhaùnh vaù caùc khôùp noái goùc. Trôû khaùng taêng phuï thuoäc vaøo daïnghình hoïc cuûa caùc phaàn töû vaø giaù trò cuûa doøng chaûy.Caùc toån thaát naøy ñöôïc ñöôïc tính baèng caùch söû duïng heä soá z (ñöôïc ruùt ra töø caùc thí nghieäm)Vì caùc heä soá hình hoïc naøy phuï thuoäc raát lôùn vaøo soá Reynold, do ñoù moät heä soá b töông öùng vôùi soá Reynold ñöôïc söû duïng.
TOÅ THAÁP AÙP SUAÁT DO CAÙC
BOÄ PHAÄN
Baûng hieäu chænh heä soá b
T Uoán 900
Goùc keùp
Goùc 900
Van
Baûng heä soá hình daïng
NAÊNG LÖÔÏNG &
ÑOÄNG LÖÏC
THEÁ NAÊNGTHEÁ NAÊNG
Theá naêng laø naêng löôïng
trong moät vaät (hoaëc chaát loûng)
ñöôïc naâng leân moät chieàu cao h
h . g . mW
W – coâng [J]
m – khoái löôïng cuûa chaát loûng [kg]
g – gia toác troïng tröôøng[m/s2]
h – chieàu cao coät chaát loûng [m]
Trong ñoù
NAÊNG LÖÔÏNG &
ÑOÄNG LÖÏC
THEÁ NAÊNGTHEÁ NAÊNG
h . g . mW sW
1J 1Nm 1s
kg.m1 :vò ñôn
hs h . g . mW ñöôïc ta
g . mF s . FW Töø
2
Cho : m = 100 kg
g = 9,81 m/s2 # 10 m/s2
h = 2 m
J 2000Nm 2000s
kg.m.m20002m
sm
10h . g . mW 22
NAÊNG LÖÔÏNG &
ÑOÄNG LÖÏC
AÙP SUAÁT NAÊNG LÖÔÏNG
AÙP SUAÁT NAÊNG LÖÔÏNG
Neáu moät chaát loûng chòu aùùp suaát, theå tích cuûa noù bò co laïi, theå tích co laïi tuøy thuoäc vaøo chaát khí ñöôïc giaûi phoùng ra khoûi chaát loûng. Phaàn co laïi chieám 1-3% theå tích ban ñaàu. Do ñaëc tích coù theå neùn ñöôïc cuûa daàu thuûy löïc giôùi haïn, coù nghóa V töông ñoái nhoû, neân naêng löôïng aùp suaát thaáp. Taïi aùp suaát 100 bar V chieám khoûang 1% theå tích ban ñaàu.
NAÊNG LÖÔÏNG &
ÑOÄNG LÖÏC
HEÄ SOÁ NEÙN
HEÄ SOÁ NEÙN
NAÊNG LÖÔÏNG &
ÑOÄNG LÖÏC
ÑOÄNG NAÊNG
ÑOÄNG NAÊNG
Naêng löôïng chuyeån ñoäng (hay coøn goïi laø ñoäng naêng) laø naêng löôïng maø vaät theå (hay chaát loûng) di chuyeån vôùi moät vaän toác xaùc ñònh. Naêng löôïng ñöôïc cung caápqua gia toác, vaø moät löïc F taùc ñoäng leân moät vaät theå.Ñoäng naêng phuï thuoäc vaøo vaän toác doøng chaûy vaø khoái löôïng
NAÊNG LÖÔÏNG &
ÑOÄNG LÖÏC
NHIEÄT NAÊNG
NHIEÄT NAÊNG
NAÊNG LÖÔÏNG &
ÑOÄNG LÖÏC
COÂNG SUAÁTCOÂNG SUAÁT
NAÊNG LÖÔÏNG &
ÑOÄNG LÖÏC
HIEÄU SUAÁTHIEÄU SUAÁT
Hieäu suaát theå tích : bao goàm toån thaát töø doø ræ beân trong vaø ngoøai bôm, ñoäng cô vaø van
Hieäu suaát cô – thuûy löïc : bao goàm toån thaát töø ma saùt beân trong vaø ngoøai bôm, ñoäng cô vaø xy lanh
Toång toån thaát xaûy ra beân trong bôm, ñoäng cô vaø xy lanh khi chuyeån hoùa ñöôïc goïi laø
HIEÄU SUAÁT TOÅNG COÄNG
NAÊNG LÖÔÏNG &
ÑOÄNG LÖÏC
TOÅN THAÁT AÙP SUAÁT
TOÅN THAÁT AÙP SUAÁT
Naêng löôïng giaûm taïi caùc vò trí tieát löu daãn ñeán laøm maát naêng suaát. Coù theåxaùc ñònh baèng caùch ño aùp suaát maát vaø nhieät ñoä taêng. Aùp suaát toån thaát phuï thuoäc vaøo:Ñoä
nhôùtKieåu vaø chieàu daøi boä tieát löuKieåu doøng chaûy (taàng/roái)Coâng thöùc
Poiseuille
pp.2
A.Q 00
Δα
0 – heä soá doøng chaûy A0 – Tieát dieän caét cuûa boä tieát löu [m2]p – Ñoä cheânh aùp [Pa]r – Khoái löôïng rieâng cuûa daàu [kg/m3]Q – Löu löôïng [m3/s]
Doøng chaûy ñi qua moät boä tieát löu tuøy thuoäc vaøo söï cheânh leäch aùp suaát