Состояние равновесия жидкости. Виды равновесия жидкости.
Относительным равновесием ж. называется такое сост-е, при к-ром каждая ее частица сохраняет свое положение относительно твердой стенки движущегося сосуда. При относительном равновесии рассматриваются две задачи: характер распределения давления и форма поверхности уровня. Решаем эти задачи при помощи уравнения для определения гидростатического давления 
При р=const Xdx+Ydy+Zdz=0. В общем случае любое сложное движение сосуда с жидкостью можно представить в виде суммы трех движений: поступательного по вертикали и горизонтали и вращательного. 1) Движение по вертикали с постоянным ускорением а. Проекции массовых сил на координатные оси будут: X=0, Y=0, Z= 
. Знак «-» соответствует равноускоренному подъему резервуара, «+»- спуску. Характер распределения давления получим следующий 
, Или проинтегрировав +С, где С- постоянная интегрирования, определяемая из граничных условий на свободной поверхности Z=Z0 и P=P0 Тогда 
ур-е поверхности уровня ( 
Если g 
а, то dz=0, z=const, т.е. поверхности равного давления представляют собой горизонтальные плоскости.
2) Горизонтальное перемещение резервуара с жидкостью с постоянным ускорением а. В этом случае X=-a, Y=0, Z=-g. Закон распределения давления получим 
После интегрирования с учетом граничных условий X=X0, Z=Z0, P=P0 получим закон распределения давления в следующем виде 
Т.о. распределение давления в жидкости подчиняется основному закону гидростатики для любой фиксированной вертикали. Поверхность равного давления определится уравнением 
После интегрирования 
Или 
Т.о. поверхностями равного давления будут плоскости, углы наклона которых к горизонтальной плоскости определяются угловым коэффициентом, равным –a/g.
|
|
|
3) Вращение цилиндрического сосуда с жидкостью с постоянной угловой скоростью В этом случае проекции массовых сил: X= 
Z= -g. Поверхность равного давления определяется уравнением 
Или проинтегрировав 
Или учитывая, что 
получим 
. Откуда 
Т.о. при вращении сосуда с жидкостью вокруг вертикальной оси поверхностями равного давления будет семейство параболоидов вращения, осью которых является ось Oz. Закон распределения давления получим 
Или 
После интегрирования с учетом граничных условий r =0, z=z0, p=p0 получим закон распределения давления: 
- распределение давления подчиняется линейному закону для любой фиксированной круглоцилиндрической поверхности. В покоящейся ж. всегда присутствует сила Р, к-рая наз-ся гидростатическим давлением. Ж. оказывает силовое воздействие на дно и стенки сосуда. Частицы ж, расположенные в верхних слоях водоема, испытывают меньшие силы сжатия, чем частицы ж, находящиеся у дна. 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.
|
|
|
29. Схема, устройство и принцип действия осевого насоса. Достоинства и недостатки осевого насоса. Рабочее колесо ОН состоит из втулки, на к-рой укреплено несколько лопастей, представляющих собой удобообтекаемое изогнутое крыло с закругленной передней, набегающей на поток кромкой. Раб.колесо насоса вращается в трубчатой камере заполненной перекачиваемой ж. При динамическом воздействии лопасти на ж. за счет изменения скорости течения Р над лопастью повышается, а под ней понижается. Благодаря образующейся при этом подъемной силе основная масса ж. в пределах колеса движется в осевом направлении, что и определило название насоса. Двигаясь поступательно, перекач-ая ж. одновременно несколько закручивается рабочим колесом. Для устранения вращ. движения ж. служит выправляющий аппарат, через который она проходит перед выходом в коленчатый отвод, соединяемый с напорным трубопроводом. Ж. подводится к рабочим колесам небольших осевых насосов с помощью конических патрубков. У крупных насосов для этой цели служат камеры и всасывающие трубы относительно сложной формы. Осевые насосы выпускаются двух модификаций: с жестко закрепленными на втулке лопастями рабочего колеса и с поворотными лопастями. Изменение в определенных пределах угла установки лопастей рабочего колеса позволяет поддерживать высокое значение КПД насоса в широком диапазоне изменения его рабочих параметров. В качестве привода осевых насосов используются эл.двигатели синхронного и асинхронного типа, непосредственно соединяемые с насосом муфтой. Насосные агрегаты изготовляют с вертикальным, горизонтальным или наклонным валом. Подача серийно выпускаемых промышленностью осевых насосов колеблется от 0,5 до 45 м3/с при напорах от 2,5 до 27 м. Таким образом, по сравнению с центробежными осевые насосы имеют значительно большую подачу, но меньший напор. КПД высоко производительных осевых насосов достигает 0,9 и выше. В связи с проектированием систем межбассейновой переброски части стока рек ведутся работы по созданию крупных осевых насосов с подачей 100 м3/с и более при напорах от 2 до 20 м. Достоинства Эти насосы обеспечивают плавную и непрерывную подачу перекач-мой ж. при достаточно высоких значениях коэффициента полезного действия. Относительно простое устр-во обеспечивает их высокую надежность и достаточную долговечность. Отсутствие поверхностей трения, клапанов создает возможности для перекачивания загрязненных жидкостей. Простота непосредственного соединения с высокооборотными двигателями способствует компактности насосной установки и повышению её к. п. д. Они явл-ся основными насосами в хим. промышленности. К недостаткам относится ограниченность их применения в области малых производительностей и больших напоров, что объясняется снижением к. п. д. при увеличении числа ступеней для достижения высоких значений Н.
|
|
|
|
|
|
30. Схема, устройство и принцип действия пластинчатого насоса (ПН). Достоинства и недостатки ПН Изготавливают пластинчатые гидромашины однократного действия и двукратного действия. Известны также гидромашины многократного действия[2]. В машинах однократного действия за один оборот вала гидромашины процесс всасывания и нагнетания осуществляется один раз, в машинах двукратного действия - два раза. Пластинчатые насосы могут использоваться в режиме гидромотора только в том случае, если в пространстве под пластинами расположены пружины, осуществляющие прижим пластин к корпусу статора. При отсутствии таких пружин насос не является обратимым. Принцип работы насоса однократного действия состоит в следующем. При сообщении вращающего момента валу насоса ротор гидромашины приходит во вращение. Под действием центробежной силы (или под действием силы упругости пружин, находящихся под пластинами) пластины прижимаются к корпусу статора, в результате чего образуется две полости, герметично отделённых друг от друга. Объём одной из полостей постепенно увеличивается (в эту полость происходит всасывание), а одновременно с этим объём другой полости постепенно уменьшается (из этой полости осуществляется нагнетание рабочей жидкости).Рисунок, поясняющий принцип работы пластинчатой гидромашины с двумя пластинами Изменение рабочего объёма в процессе работы возможно осуществлять только в машинах однократного действия. Однако в таких гидромашинах со стороны полости высокого давления на ротор действует постоянная радиальная сила, что приводит к более быстрому износу деталей гидромашины. В машинах двукратного действия полостей высокого давления — две, и радиальные силы скомпенсированы друг другом. Изменение рабочего объёма (регулирование гидромашины) осуществляется путём изменения эксцентриситита — величины смещения оси ротора относительно оси статора. Пластинчатые гидромашины способны работать при давлениях до 14 МПа [3], рекомендуемые частоты вращения обычно лежат в пределах 1000—1500 об/мин[3]. В сравнении с шестерёнными, пластинчатые гидромашины создают более равномерную подачу [4], а в сравнении с роторно-поршневыми и поршневыми гидромашинами — дешевле, проще по конструкции и менее требовательны к фильтрации рабочей жидкости. Пластинчатые гидромашины широко применяются в системах объёмного гидропривода (например, в приводе металлорежущих станков). Достоинства сравнительно низкая пульсация подачи (для насосов) и расхода (для гидромотора); достаточно низкий уровень шума; принципиальная возможность реализовать регулируемость рабочего объёма; хорошие характеристики всасывания (для насоса). Недостатки сложность конструкции и низкая ремонтопригодность; довольно низкие рабочие давления.
31. правила пуска центробежного насоса Перед пуском центробежных насосов всасывающий трубопровод и внутреннюю полость корпуса насоса следует залить перекачиваемой жидкостью. Существует несколько способов заливки центробежных насосов: из напорного трубопровода, путем отсасывания воздуха вакуум-насосом или струйным насосом. Заливка насоса из напорного трубопровода возможна при наличии на всасывающей линии приемного клапана. Заливку необходимо продолжать до тех пор, пока из воздушного крана насоса не польется вода. Заливку насоса путем отсасывания воздуха струйным насосом или вакуум-насосом применяют, как правило, на крупных или автоматизированных насосных станциях. Обычно используют один или два вакуум-насоса для заливки всех насосов данной станции. Для этого устанавливают общий циркуляционный бачок и от него – сеть воздушных всасывающих линий, идущих к каждому насосу. При заливке насосов, перекачивающих загрязненную жидкость, необходимо, кроме того, предусматривать приспособления, предотвращающие попадание загрязнений в вакуум-насос. Заливка насосов путем отсасывания воздуха струйным насосом осуществима при достаточно высоком давлении в напорном трубопроводе. Струйный насос присоединяют к верхней части корпуса насоса. Перед пуском струйного насоса задвижку на напорном трубопроводе закрывают, а насос включают тогда, когда струйный насос начинает откачивать вместо воздуха перекачиваемую жидкость. В некоторых случаях на насосных станциях, оборудованных крупными насосами, для питания струйных насосов специально устанавливают вихревой или центробежно-вихревой насос. Перед пуском залитого тем или иным способом насоса нужно открыть кран у манометра и включить электродвигатель. При этом задвижка на напорном трубопроводе должна быть закрыта. После того как насос разовьет требуемую частоту вращения, а манометр покажет соответствующее давление, следует открыть кран вакуумметра и краны на трубах, подводящих воду к сальникам. Если подшипники насоса охлаждаются водой, то необходимо открыть и краны на трубах, подводящих воду к подшипникам, и только после этого можно открыть задвижку на напорном трубопроводе. Следует отметить, что в тех случаях, когда это не приводит к опасным перегрузкам электродвигателя, запуск насоса допустим и при открытой задвижке на напорном трубопроводе.
32. Существующие системы водоснабжения. Требования предъявляемые к качеству питьевой воды. Водоводы подразделяются на напорные, самотечные и комбинированные. В напорных подача воды осуществляется насосом, в самотечных – самотеком под действием сил тяжести. Комбинированный водовод состоит из напорных и самотечных водоводов. В свою очередь напорные системы, делятся на круглогодичные и летние системы водоснабжения. Самотёчная система была популярна несколько лет назад, из-за недостатка водоподъёмного оборудования. Сейчас, эта система используется довольно редко и делается в тех местах, где источник воды, из которого ведётся забор, даёт недостаточное количество воды. Для того чтобы осуществить бесперебойную подачу воды, необходимо установить накопительный бак, так чтобы он был выше всех точек потребления. (водонапорные башни) Сначала вода из колодца (скважины) подаётся в накопительный бак, а затем вода из бака распределяется самотёкам к точкам потребления. Напорная система. Принцип действия - комплексная работа водоподъёмного оборудования. В основном это насос, гидроаккумулятор и реле давления. Процесс водоснабжения начинается с подачи воды насосом в Гаккумулятор. Гаккумулятор сделан в виде метал. бака, внутри него расположена мембрана в виде груши. Мембрана герметично соединена с металлическим корпусом фланцем, к-рый имеет резьбовое соединение для присоединения к сетям водопровода. Свободное пространство между мембраной и метал. корпусом заполнено воздухом под Р 1,5 бара. При попадании под давлением воды из скважины, мембрана, присоединённая к водопроводу, начинает увеличивается в объёме. За счёт этого объём воздуха, который находится между мембраной и металлическими стенками бака, начинает уменьшаться, создавая еще большее Р. Реле давления, установленное на необходимый уровень, при наборе нужного давления, размыкает контакты подачи электроэнергии на насос и он перестаёт качать воду в бак. Если открыть кран, воздух, давящий на мембрану будет под Р выталкивать воду из бака в кран. По мере расхода воды в мембране будет падать Р до определенного уровня, на реле давления сомкнутся контакты подающие электроэнергию на насос, и он вновь заработает. Требования к качеству питьевой воды, а также к системам водоснабжения и водозаборным сооружениям, обеспечивающим подготовку питьевой воды и ее подачу населению, устанавливаются техническим регламентом - федеральным законом о питьевой воде и питьевом водоснабжении. Питьевая вода – это вода, пригодная к употреблению человеком и отвечающая критериям качества, то есть, - вода безопасная и приятная на вкус. В масштабах мирового сообщества критерии качества были утверждены Европейским сообществом и приняты каждой из стран. В России действует ГОСТ «Вода питьевая». Санитарные Правила и Нормы 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», утверждены постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 24.10.1996 г. и введенны в действие с 1 июля 1997 года. По большинству параметров российский СанПиН удовлетворяет рекомендациям ВОЗ и не уступает зарубежным стандартам. Качество воды характеризуют следующие параметры: общие физико-химические показатели качества воды, орагнолептические показатели, бактериологические и паразитологические показатели, радиологические показатели, показатели неорганических и органических примесей, а также ряд других параметров, часто употребляемых в водоподготовке.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 200; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!