гидравликийн хууль

  • 1,006 views
Uploaded on

 

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
No Downloads

Views

Total Views
1,006
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2

Actions

Shares
Downloads
22
Comments
0
Likes
1

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. Basic theories of Hydraulics fluids movement, fluid flow and pressure loss Chapter 1. History of Hydraulic Technology Chapter 2. Basic Theories of Fluids Movement Chapter 3. Fluid Flow and Pressure Loss Chapter 4. Force and Velocity of Cylinder Chapter 5. Power and Efficiency
  • 2. Ãèäðàâëèêèéí øèíæëýõ óõààí íü øèíãýíèé òýíöâýðèéí áàéäàë , øèíãýíèé óðñãàë õºäºë㺺íèé ç¿é òîãòîë , øèíãýí áà õàòóó áèåèéí õàðèëöàí ¿éë÷ëýë , øèíãýí õàòóó áèåèéã òîéðîí óðñàõ çýðýã àñóóäëûã ñóäëàñíû ¿ð ä¿íä óñíû èíæåíåðèéí áàðèëãà áàéãóóëàìæóóä , õèé , øèíãýí , äóëààí äàìæóóëàõ áàðèëãà áàéãóóëàìæóóä , ìàøèí òåõíèêèéí áà ¿éëäâýðèéí òîíîã òºõººðºìæ¿¿äûí øàòàõ òîñëîõ ìàòåðèàëóóä , õºðãºëòèéí áîëîí àæëûí øèíãýí¿¿ä , äóëààí ñîëèëöîîíû àïïàðàòóóä , õèé , øèíãýíèé õºòë¿¿ð¿¿äèéí èíæåíåðèéí òºñºë òîîöîîã ã¿éöýòãýõýä îíîëûí ¿íäýñ áîëæ ºãäºã Ãèäðàâëèêèéã îíîëûí áà ïðàêòèêûí ¿íäñýí õî¸ð õýñýãò õóâààí ¿çýæ áîëíî Îíîëûí ãèäðàâëèê íü ãèäðîñòàтèê , ãèäðîäèíàìèê , êèíåìàòèê ãèäðàâëèê ãýñýí ãóðâàí ñàëáàðò õóâààãäàíà. Ãèäðîñòañèê íü øèíãýíèé ôèçèê îðчèí äàõü òýíöâýðò áàéäàëûã ñóäëàäàã. Ïðàêòèê ãèäðàâëèê íü îíîëûí гидравликийн хуулиудыг техникт хэрэглэх туршилт судалгааг явуулж , техник технологыг оновчтой шийдлүүдийг боловсруулдаг .
  • 3. Chapter 1. Introduction to Hydraulics Structure of Hydraulic system
  • 4. Chapter 1. Introduction to Hydraulics Application Fields of Hydraulic Technology Construction : bulldozer, excavator, crane, truck, etc Transportation : dump-truck, concrete mixer truck, folk lift Ship : Winch, steering gear, etc Machinery : machining center, multi-axis drill machine, etc Plastic machinery : catapult, extruder, etc Steel machinery : rolling mill, continuous casting machine, etc Printing machinery :Rotary press, offset press, shredder, etc Other : Robot, airplane, rocket, etc
  • 5. Chapter 2. Fundamental of Hydraulics Pascal’s Law Pressure Transmission Continuity Equation
  • 6. Chapter 1. Introduction to Hydraulics Дараах äèàãðàìààð ãèäðàâëèêèéí ¿íäñýí ñèñòåìèéã èëýðõèéëñýí áàéíà. Õýëõýýíèé øóãàìóóä ººð ººð ºíãºòýé áàéãààã àíõààðààðàé. Ýíý íü õýñýã òóñ á¿ðäýý ººð ººð äàðàëòòàé áàéãàà èëýðõèéëæ áàéãàà áà óëààíààð õàìãèéí ºíäºð äàðàëòòàé, öýíõýðýýð áëîêëîãäñîí áóþó óðñãàëã¿é, íîãîîðîîð áóöàõ áóþó õàìãèéí áàãà äàðàëòòàé õýñãèéã òóñ òóñ õàðóóëæ áàéíà. Åðºíõèé ñèñòåì íü äàðààõü ýä àíãèàñ á¿ðäýíý. ¯ ¿íä: 1.Øèíãýí /fluid 2.Áàê / øèíãýíèé ñàâ / tank 3.Ôèëòåð /ø¿¿ð / filter 4.Íàñîñ /øàõóóðãà / pump 5.Óäèðäëàãûí õàâõëàã /control valve 6.Õºòë¿¿ð /actuator/ã¿éöýòãýõ ìåõàíèçì / 7.Øóãàì /lines/ 8.Õàìãààëàõ õàâõëàã /relief valve/ 9.Õºðã¿¿ð /cooler/
  • 7. Bha1188.avi
  • 8. Chapter 1. Introduction to Hydraulics History of Hydraulic Technology Hydraulic technology is to give and control power and movement by fluid. There are many fields using the hydraulic system and devices. 2000 years ago : Hydraulic Turbine ‘1550 : PASCAL’s law ‘1750 : Bernoulli’s Principle ‘1882 : Planer reciprocation motion ‘1920 : Hydraulic Pump ‘1940 : Hydraulic device, Aero, In 1650, when he pressed the cork of fulfilled wine bottle by hand, he saw breaking of the bottom of bottle - Pascal found that Pressure will transmit to every direction constantly within the contained fluid Servo motor Present In 1750, Bernoulli found that fluid energy conservation theory.
  • 9. Figure 1 - Liquids and gases have no shape of their own.
  • 10. Figure 2 - Gases compress; liquids are virtually incompressible.
  • 11. Figure 3 - Illustration of Pascal's law.
  • 12. Figure 4 - Containers can take any shape.
  • 13. Chapter 2. B asic T heories of F luids M ovement Хий , шингэний шинж чанар Gas and fluids characteristic Хий , шинж чанар : Урсамтгай , шахагдахгүй / шингэн / хэлбэр , байхгүй , хий= V- ихсэнэ , багсана шингэн=V-0 тэмүүлэнэ . Хий ба шингэнийг , эзэлж буй орон зайд тасралтгүй түгсэн нэл орчин гэж үздэг . Шингэний нэг байрлалаас нөгөө байрлалд шилжих шилжилтийг шингэний урсамтгай чанар гэнэ . Механикт хий ба шингэний нягт орчин гэж үзэх бөгөөд шингэний нягт даралтаас бага хамаарана . Нягт нь хугацаанаас хамаарч өөрчлөгдөхгүй , бүх хэсэгт нягт нь адил байдаг шингэнийг үл шахагдах шингэн гэнэ .
  • 14. Chapter 2 . Basic Theories of Fluids Movement Pascal’s law Паскалийн хууль Pascal’s law Pascal’s law Паскалийн хууль ёсоор битүү саванд буй шингэнд үйлчлэх даралт шингэний бүх чиглэлд ижил тархаж , үйлчилж буй гадаргууд перпиндикуляр үйлчилнэ. Зураг : Паскалийн хууль (1) Битүү саванд буй шингэний даралт нв үйлчилж буй гадаргуутай перпиндикуляр байна . (2) Шингэнд үйлчлэх даралтын хэмжээ бүх чиглэлд адил тэнцүү байна . (3) Шингэнд даралтаар үйлчилхэд даралт нь шингэний жинг үл харгалзан
  • 15.  Саван дахь шингэний хувьд нэгж талбайд Aхүч үйлчилхэд Δ F даралтын хэмжээ (P дараах хэлбэртэй олдоно .   Δ )  байна .   Үүнд:    Энд , Δ A→ 0 байгаа үед даралтын хэмжээг (P "хэвийн даралт " ) гэнэ . Даралтын хүч F нь А талбайд порпорцианаль байна :   P / нэгж [па ] =F A Гидравликт даралт гэдэг нь “нэгж талбайд үйлчлэх хүчний хэмжээ ” байдаг . Олон улсын нэгжийн систем болох метрийн системийг 1960онд Олон улсын стандартын байгууллагаас батласнаар стандарт болгон мөрдөж байна . Уг системээр паскалийн нэгж ( Па ) буюу ( H/m2)-ээр даралтыг илэрхийлэх болсон .        pascal's law.FLV
  • 16. Figure 11 - Determining pressure in SI units.
  • 17. Chapter 2 . Basic Theories of Fluids Movement Pressure Transmit Pressure Transmit Pascal’s law Даралт дамжуулалт   Зураг 2д даралт хэрхэн дамжуулдгийг үзүүлэв . Шингэний шахуургын ажиллагааг авч үзье . Бүлүүрээс шингэнд F1 ба F -гэсэн хүч 2 үйлчилхэд шингэнд тодорхой даралт үүсч байна . Бүлүүр ба шингэний үрэлт , шингэн алдалт , энергийн алдагдал байхгүй гэж үзвэл бүлүүрээс шингэнд үйлчлэх даралтыг доорх байдлаар илэрхийлж болно .    Даралтын өөрчлөлт өөр шингэний потенциал энерги өөрчлөгдөх өөрчлөлтийг авч үзэхгүйгээр тэгшитгэлийг дараах байдлаар хялбаршуулж болно .  Өөрөөр хэлбэл бүлүүрт үйлчилж байгаа хүч нь бүлүүрийн хөндлөн огтлол ын тайлбайтай пропорциональ байна . /Зурагт 2 /д 2-р бүлүүрийн тайлбай A2 нь 1-р бүлүү рийн тайлбай A1-ээс бага бол F нь 2 F ээс их байна . 1-
  • 18. Chapter 2. Fundamental of Hydraulics Pressure Transmission Increase in power 100 kg F F = P = A A 10 kg/cm2 1000 kg 100 cm2 10 cm2 A PUMP ACTUATOR
  • 19. Chapter 2 . Basic Theories of Fluids Movement Continuity Equation Continuity Equation Fluids flow Урсгал тасралтгүйн тэгшитгэл Шингэн дамжуулах битүү системд шингэний масс халгалагдна . Шингэн урсаж буй тухайн хоолойд үл шахагдах шингэний урсгалын хурд , хоолойн хөндлөн огтлолын талбай хоёрын үржвэр тогтмол байна . А/ area/ V / * velocity/ =const=V / Volume/ Өөрөөр хэлбэл Битүү системд хоолойгоор орж байгаа болон гарж байгаа ургасгалын түвшин масс хадгалагдах хуулиар ижилхэн байна .Үүнийг урсгал тасралтгүйн тэгшитгэл гэнэ ρ-Шингэний нягт A1V1=AV1=const  ν–Шингэний урсгалын хурд  А–хоолойн хөндлөн огтлолын талбай  
  • 20. Chapter 2 . Basic Theories of Fluids Movement Continuity Equation Continuity Equation Fluids flow Т эгшитгэлийг эмхэтгэвэл dm/ нь хоолой дахь шингэний урсгалын масс dt нь нэгж хугацаанд А 1 хөндлөн огтлолоор дамжин урсах шингэний масс / ρ*А*ν /байна . Урсгал тасралтгүйн тэгшитгэл дараах байдалтай болно . Шингэн шахагдахгүй буюу нягт нь ρ=const тогтмол гэж үзвэл : Тиймээс Q=A* ν  Энд Q нь шингэний зарцуулалт болно . Хоолойн дурын хөндлөн огтлолын талбайд шингэний урсгалын зарцуулалт тогтмол байна . Өөрөөр хэлбэл , ги дравликт шингэний урсгалын зарцуулалт гэдэг нь "нэгж хугацаанд урсаж буй шингэний хэмжээ ” байдаг . Тэгвэл шингэний урсгалын зарцуулалт , Л / МИН буюу cm3/ sec нь нэгж хугацаагаар илэрхийлнэ . Түүнчлэн шингэний урсгалын хурд гэдэг нь "Нэгж хугацаанд шингэний туулах зай ” юм . Дээрх тэгшитгэлээс гаргалгаа хийвэл : ν=Q/ A Хэмжих нэгж нь m/ байна . c
  • 21. Chapter 2 . Basic Theories of Fluids Movement Bernoulli Equation Bernoulli Equation Fluids flow Бернуллийн тэгшитгэл Бернуллийн тэгшитгэл нь шингэний энерги хадгалагдах хуулийг харуулна . Шингэн дамжуулах системд гурван төрлийн энерги бий гэж үзнэ .  Эдгээр нь 1) даралтын энерги , /Шингэн д даралт үзүүлэхэд шингэний энерги ихсэнэ/ 2) хурдны энерги / Шингэнийг хөдөлгөөнд оруулахад шаардагдах энергийг хөдөлгөөний энерги гэнэ / 3) потенциал энерги юм. /энэ энерги нь шингэний өргөгдсөн өндрөөс хамаарана . / Уг тэгшитгэлээр шингэний энерги хадгалагдах хуулийг тайлбарлана . Аглуун бус , үл шахагдах шингэний тогтмол урсгалд бүрэн даралт болон потенциал,хурдны ба кинетик энергийн нийлбэр урсгалын дурын хөндлөн огтлолд тогтмол байна . Үүнд : ν –Х урд ɀ -өндөр
  • 22. Chapter 2 . Basic Theories of Fluids Movement Bernoulli Equation Bernoulli Equation Fluids flow Питогийн хоолой Ѕ1=ν1Δt , Ѕ2=ν2Δt –volume F1=P1*A1, F2=P2*A2
  • 23. Chapter 3. Fluid Flow and Pressure Loss Laminar and Turbulent Flow Laminar and Turbulent Flow Fluids flow Тэгшитгэл дэх элемент бүр уртын нэгжээр илэрхийлбэл доорх байдлаар илэрхийлнэ . Үүнд: Шилжсэн өндөр ,даралтын энерги / Гидростатик даралт /= Хурдны өндөр , хурны энерги / Динамик даралт / = Потенциал өндөр , потенциал энерги / Статик даралт /= Нийт өндөр , Нийт энерги =
  • 24. Chapter 3. Fluid Flow and Pressure Loss Laminar and Turbulent Flow Laminar and Turbulent Flow Fluids flow Шингэний урсгал гэж юу вэ ? 2-1. Ламинар ( шууд ) ба Турбулент ( хуйларсан ) урсгал Шингэний урсгал нь ламинар ( шууд ) ба турбулент ( хуйларсан ) гэсэн 2 төрөл байдаг . Ламинар ургалтай үед кинематик аглуун чанар харьцангуй өндөр , шингэний хурд харьцангуй удаан байна . Ламинар урсгалыг нарийхан хоолой болон шингэн ба жижиг зүйлсийн хооронд харилцан хамаарлаас тодорхойлж болно . Турбулент урсгалын үед кинематик аглуун чанар бага , шингэний хурд өндөр байна . Турбулент урсгал бүдүүн хоолойд явагдана . Гидравлик системийн ихэнх эд анги маш нарийхан урсгалын сувагтай , шингэн нь кинематик аглуун чанар өндөртэй байдгаас ихэнх урсгал ламинар байдаг . Хоолой доторх шингэний урсгал “ламинар байна уу ?”, эсвэл “турбулент байна уу ?” гэдгийг олж мэдэх нь чухал . Энд ламинар урсгал турбулент урсгалд шилжих нөхцөлийг тодорхойлсон Осборн Рейнольдсийн туршилт байдаг . Үүнд :   ν - кинематик аглуун чанар A - хоолойн дотоод диаметр ( m) Re  - Рейнолдсын тогтмол haluun ba hiuten_xvid.avi ursgal_xvid.avi
  • 25. Chapter 3. Fluid Flow and Pressure Loss Laminar and Turbulent Flow Laminar and Turbulent Flow Fluids flow Эндээс харахад Рейнольдсийн тоо нь тухайн шингэний урсгалын хурд , хоолойн дотоод диаметрийн үржвэртэй шууд хамааралтай харин кинетик аглуун чанартай урвуу хамааралтай байна . Шингэн нарийн хоолойгоор удаан орж ирэх үед аглуун чанар ихсэж аглуун чанарын хүч инерцийн хүчнээс их болж Рейнольдсийн тогтмол нь 0 рүү тэмүүлнэ . Шингэн хурдтай орж ирэх үед Рейнолдсийн тогтмол ихсэж , шингэн ламинар урсгалаас турбулент урсгалд шилжинэ . Шингэний урсгал ламнараас турбулент болон шилжих үед хоёр өөр урсгалын хоорондох зааг дээрххурдыг “критик хурд ” гэх ба уг цэг дээрх Рейнольдсийн тогтмол “Рейнолдсын критик тоо ” гэнэ . Рейнольдсийн критик тоо нь урсгалын шилжилтийг тодорхойлдог хэмжээсгүй тоо бөгөөд Re=2300 болоход урсгал Турбулент болдог байна .
  • 26. Chapter 4. Fluid Flow and Pressure Loss Pressure Loss in Pipe Pressure Loss in Pipe Pressure Хоолой дахь даралтын алдагдал  Шингэний систем дэх энергийн алдагдлын үндсэн шалтгаан нь шингэний аглуун ба үрэлтийн шинж чанартай холбоотой . Шингэний үрэлт болон аглуун чанараас үүдэн шингэний хүчний системд энергийн алдагдал үүснэ .  Хоолой дахь даралтын алдагдлыг тооцоолохдоо Дарсигийн тэгшитгэлийг хэрэглэдэг .  Энэ тэгшитгэл дэх :  λ- үрэлтийн коеффициент   l - хоолойн урт ( м )    d - хоолойн дотоод диаметр ( м ) υ - шингэний дундаж хурд ( м / )   с g - хүндийн хүчний хурдатгал ( m/   s2)  Дээрх параметрийн хувьд үрэлтийн коеффициент / / -ийн утга , λ Рейнольдсын тогтмол болон хоолойн дотоод диамертэй хамааралтай
  • 27. Chapter 4. Fluid Flow and Pressure Loss Pressure Loss in Pipe Pressure Loss in Pipe Pressure Дарсигийн тэгшитгэлийг ашиглавал , ламинар урсгалтай хоолой дахь даралтын алдагдал тогтмол 64-тэй тэнцүү байна . Үрэлтийн коеффициентыг Рейнольдсийн тоогоор хуваасантай тэнцэнэ .  Зураг 3-5 Хоолой дахь даралтын алдагдал   Шингэний урсгал ламинар байхад зөвхөн үрэлт л үрэлтийн алдагдал үүсгэнэ . Харин урсгал турбулент байхад аглуун чанарын үрэлтээс гадна хоолойн дотор хананы биржгэр гадаргуу үрэлтийн алдагдал үүсгэж болно . Иймд хоолой дахь урсгалыг ламинар бай вал зохино .
  • 28. Chapter 4. Force and Velocity of Cylinder Force and Velocity of Cylinder Force and Velocity of Cylinder cylinder Хоёр талын ажиллагаатай цилиндрийн хүч , хурдыг доорх байдлаар тооцоолно . (1) Цилиндрийн хүч ① Эсрэг даралтгүй. ② Эсрэг даралттай. (2) Цилиндрийн хурд
  • 29. Chapter 4. Power and Efficiency Жишээ бодлого Жишээ ::бодлого -P iston area ratio = 1.45, -P iston diameter - D = 70 mm, - Rod diameter - d = 50 mm; -F low rate - Q1=3.5m3/ c - Nominal pressure- p1 = 20 M pa Дээрх нөхцөлүүдийг ашиглан цилиндрийн V-хурд, F ба F 1 2хүч , А 1, А 2-тайлбай, P г тус 2тус олж тодорхойлно уу ?
  • 30. Chapter 4. Power and Efficiency Fluid Power Fluid Power Чадал ба ашигт үйлийн коэффициент 4-1. Шингэний чадал Ажил нь хүч [kg]×зай [m] бөгөөд үүнд хугацаа хамарахгүй . Чадал гэдэг нь өгөгдсөн хугацаанд хийсэн ажил юм . Тиймээс доорх тэгшитгэлийг гаргаж болмоор байна . Q( урсгалын зарцуулалт )-г цилиндрийн х өндлөн огтлолын талбайд / A/ даралтаар / /үйлчилэхэд шингэний чадал доорх P байдлаар тодорх ойлогдоно . Цилиндрт бодит чадлыг kW р илэрхийлбэл : 1kW =102[kgm/ sec]
  • 31. Chapter 4. Power and Efficiency Pump Efficiencies Pump Efficiencies Шахуургын ашигт үйлийн коэффициент  Гүйцэтгэх механизм нь шахуургад чадал үүсгэдэг . Шахуурга нь чадалыг хүлээн авч шингэний чадал болгон хувиргаж дамжуулдаг . Ийн хувиргах явцад эргэлдэгч эд ангиудын хоорондын үрэлтээс механик алдагдал үүсэх тул чадалын нэг хэсэг нь алдагддаг . Механик ашигт үйлийн коэффициент нь шингэн гадагш алдагдахаас бусад шалтгаанаар алдагдсан энергийн хэмжээг илтгэнэ .  Эзэлхүүний тэлэлтийн ашигт үйлийн коэффициент нь шахуургын доторх шингэний алдагдлын хэмжээг заана . Нийт ашигт үйлийн коэффициент нь бүх энергийн алдагдлыг илтгэнэ . Ашигт үйлийн коэффициентийн тэгшитгэл :
  • 32. Chapter 4. Power and Efficiency Pump Efficiencies Pump Efficiencies Ашигт үйлийн коэффициентийн тэгшитгэл :   (1) Шахуургын нийт ашигт үйлийн коэффициент (2) Шахуургын ашигт үйлийн коэффициент   (3) шахуургын багтаамжийн ашигт үйлийн коэффициент   = шахуургад очих бодит чадал = Шахуургаас ирэх бодит чадал (онолоор) = Онол ёсоорх шингэний урсгал = Шингэний бодит урсгалын хэмжээ