Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Hüdraulika ja pneumaatika kodused ülesanded". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
gaas, hüdro, rõhukadu, minutis, tootlikus, voolukiirus, ühikud, torr, silindris, tõmbepinge, vooluhulga, valemist, pneumoseadmed, rein, 13600, silinder, avaldan, mahuline, minimaalselt, koormatud, antava, manomeeter, õhurõhk, veesisalduse, hüdrosilinder, reast, kasutatava, sobivaks, 1bar, torude, siseläbimõõdu, mahulised, reynoldsi, geodeetilinemehaaniline kasutegur m? Valida silindrite standardsete läbimõõtude reast lähim sobiva läbimõõduga silinder. Milline peaks olema valitud silindri käitamiseks kasutatava töövedeliku rõhk, bar? Hüdrosilindrite normaalläbimõõtude (mm) rida: 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50,63, 80, 100, 125, 160, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400. Antud: F = 3600 kg = 36000N = 0,9 pmax=200bar=200x105 dmin=? F = pA p rõhk silindris F kolvile mõjuv jõud A kolvi pindala kasutegur Avaldan F A= p × A= = =0.002m2 = 2000mm2 mille puhul silindri diameeter on: d= = = 50,46mm Vastus Antud juhul on miinimum silindri mõõde d min = 56,46mm , standard mõõtude seast sobiks järgmisena 63mm läbimõõduga silinder, mille puhul 1000kg raskuse tõstmiseks peab olema rõhk vähemalt F 3600 10000
mehaaniline kasutegur m? Valida silindrite standardsete läbimõõtude reast lähim sobiva läbimõõduga silinder. Milline peaks olema valitud silindri käitamiseks kasutatava töövedeliku rõhk, bar? Hüdrosilindrite normaalläbimõõtude (mm) rida: 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50,63, 80, 100, 125, 160, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400. Antud: F = 2800 kg = 28000N = 0,86 pmax=200bar=200x105 dmin=? F = pA p rõhk silindris F kolvile mõjuv jõud A kolvi pindala kasutegur Avaldan F A= p × A= = =0.002m2 = 2000mm2 mille puhul silindri diameeter on: d= = = 50,46mm Vastus Antud juhul on miinimum silindri mõõde d min = 56,46mm , standard mõõtude seast sobiks järgmisena 63mm läbimõõduga silinder, mille puhul 1000kg raskuse tõstmiseks peab olema rõhk F 2800 10000
Vastus: 400kg massiga koormuse vertikaalsel tõstmisel töövedeliku rõhuga 200 bar on vajalik 16,22mm läbimõõduga hüdrosilinder. Kasutades 16 mm standardmõõduga silindrit on töövedeliku rõhk koormuse tõstmisel 205,4 bar. 5 Ülesanne 4. Variant 4 Torustikus voolab vedelik koguses q = 12 l/min. Leida milline peab olema torustiku minimaalne siseläbimõõt d [mm], et tagada lubatud vedeliku voolukiirus v = 4 m/s. Valida sobiva läbimõõduga terastoru standardsete toru läbimõõtude reast. Millist maksimaalset rõhku p [bar] talub valitud toru, kui toru materjali lubatud tõmbepinge Rm= 400 N/mm2 ? Valemid. Mahulise vooluhulga valem on: q v = vA v = töövedeliku voolukiirus m s A = voolu ristlõikepindala m 2 Siit saame tuletada toru siseava ristlõikepindala leidmiseks valemi: A= qv m[ s ]×10 3 -6
mehaaniline kasutegur m? Valida silindrite standardsete läbimõõtude reast lähim sobiva läbimõõduga silinder. Milline peaks olema valitud silindri käitamiseks kasutatava töövedeliku rõhk, bar? Hüdrosilindrite normaalläbimõõtude (mm) rida: 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50,63, 80, 100, 125, 160, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400. Antud: m = 320 kg = 0,94 pmax=200bar Leida: d=? pkäit=? Teisendan ühikud valemi jaoks sobivaks. 1kg=10N 320kg= 320*10=3200N 1bar=105Pa 200bar=200*105Pa=200*105N/m2 Valemid: F =mg F=pa A =r 2 d =2r=2 P pinnale mõjuv vedeliku rõhk, N/m2; F mõjuv välisjõud, N; A jõudu ülekandva pinna pindala, m2. Arvutuskäik: F=320kgx9,81=3139,2N A==0,000166979=166,979m d=2=14,6mm Arvutame töövedeliku rõhu 16mm läbimõõduga silindri puhul. A=x=200,96 p==166,2bar Vastus:
ületada 200 bar ja silindri mehaaniline kasutegur on 0,85ηm? Valida silindrite standardsete läbimõõtude reast lähim sobiva läbimõõduga silinder . Milline peaks olema valitud silindri käitamiseks kasutatava töövedeliku rõhk bar ? Lahendus Minimaalse silindri läbimõõdu arvutamine: pmax = 200 bar = 200x105 Pa F = 1000 kg = 10000 N η = 0,85 dmin = ? F pA , kus p – rõhk silindris F F – kolvile mõjuv jõud Avaldan A A – kolvi pindala p η – kasutegur asendan A 110 4 1 1 0,0006m 2 600mm 2 2 10 0,85 2000 0,85 1700 7 mille puhul silindri diameeter on 4A 4 600
A = d = 2 = 2 = 0,0883m = 88,3mm 2 3,14 Vastus: Silindri minimaalne läbimõõt peaks olema 88,3 mm. Ülesanne 4 Antud: q = 100 l/min = 0,1 m3/min = 0,00167 m3/s v = 3 m/s Leida: Ds = ? Lahendus: 1) Leian toru ristlõike pindala. m3 q = vA s kus: q mahuline vooluhulk, [l/m] A voolu ristlõike pindala, [m2] v vedeliku voolukiirus, [m/s] m3 0,00167 q s = 0,000417 m 2 q = vA A = = v m 4 s 2) Leian toru diameetri: 2 d A = 2 kus: A - vedelikuga koormatud seina osa pindala, [m2] d ringi diameeter, [m2] Archimedese konstant, [~3,14]
p=? (Pa, bar, MPa) rõhk Lahendus: p=h g (N/m 2 ) Rõhu mõõtühikuna on kasutusel paskal. 1 Pa= 1 N/m 2 1 bar = 10 5 Pa 1MPa=10 6 Pa p=3,4 13600 9,81=453614,4 Pa = 4,5 10 5 Pa = 4,5 bar = 0,45 MPa Vastus: Rõhk 3400 mmHg on 453614,4 Pa; 4,5 bar ja 0,45 MPa. Ülesanne 4 Torustikus voolab vedelik koguses q l/min. Leidke, milline peab olema torustiku minimaalne siseläbimõõt, mm, et tagada lubatud vedeliku voolukiirus v m /s. Valige sobiva läbimõõduga terastoru standartsete toru läbimõõtude reast ( toru läbimõõt ja seina paksus). Vt lisa 1. Millist maksimaalset rõhku (bar) talub valitud toru, kui toru materjali lubatud tõmbepinge [Rm] = 400 N /mm2? Antud: q=60 l/min (dm 3 /min) =0,001 m 3 /s v= 3 m/s d=? (mm) Lahendus: q=v A A= qv 0,001 1 A= = m2 3 3000 d2 4 A A= d = 4 1 d= 4
1. Arvutan anuma põhjas oleva rõhu P2. P=P1+A*g* ρ P2=4*105 + 25*9.81 *950=632987.5 Pa=6.329875 bar 2. Arvutan jõu F. Pa=N/m2 632987.5 N/m2 / 2 m2=316493.75 N Vastus: P2=6.329875 bar F=316493.75 N ÜLESANNE 2. Antud: d=18 mm=0.018m – toru sisediameeter v=3.5 m/s – vedeliku kiirus l=130 m – toru pikkus υ=35 mm2/s=35*10-6 m2/s – kinemaatiline viskoossus tegur ρ=900 kg/m3 - tihedus Σξ=30 - kohalike takistuste summa Leida: p1 2 - Rõhukadu barides Lahenduskäik: 1. Määrame voolureziimi Re ≤ 2300, laminaarne voolamine Re > 2300, turbulentne voolamine Re=v*d/ υ Re=3.5 *0.018/35*10-6 =1800 – laminaarne voolamine 2. Arvutame hõõrdetakistus teguri λ Laminaarse voolamise puhul kehtib valem: λ=64/Re λ=64/1800=0.03555555 3. Arvutame hõõrdetakistustest põhjustatud rõhukadu 1-2 vahel ∆�ℎ1−2= λ*l/d*ρ*v2/2 ∆�ℎ1−2= 0.035(5)*130/0.018*900*3.52/2=1415555.533 Pa 4
Välisrõhk P1=3 bar Vedeliku tihedus = 950 kg/m3 Põhja pindala Sp=2m2 Leian vedeliku rõhu pvedelik=h**g=A**g pvedelik=25*950*9,81=232987,5 [Pa]=0,232 [MPa]=2,32 [bar] Leian rõhu anumas P= pvedelik+P1 P=2,32+3=5,32 [bar] = 532000 [Pa] Arvutan jõu anuma põhjas F=P*Sp F=532000*2=1064000 [N]=1063 [kN] Vastus: Põhjale mõjuv rõhk P=5,32[bar]. Anuale mõjuv jõud põhjas F=1063 [kN] 2. Ülesanne – silindri dimensioneerimine Antud: Kolviläbimõõt D2=10 mm Vedeliku voolukiirus v=1,2 m/s Mass m=80 kg Hõõrdetegur μ= 0,8 Rõhk süsteemis P=0,7 MPa Leian hõõrdejõu F=m*g* μ=80*9,81*0,8=627,81 [N] ≈ 628 [N] √( 2 2 π ( D 1 −D 2 ) 2 4F - Leian kolvi läbimõõdu Fteor =p* 4 D1=
A = r² d = 2r d = 2 · 0,013555= 0,02711 m = 27,11 mm Vastus: Koormust tõstva silindri minimaalne läbimõõt peab olema 27,11 mm Lähim D=32mm=3,2cm S=8,03cm²=0,000803m². Sellise silindri käitamiseks vajalik rõhk on p=9810/0,000803*0,85=14372573 Pa=143,7bar. Ülesanne 3. Hüdrosilinder, mille läbimõõt on 125 mm, nihutab koormust kiirusega 1200 mm/min. Arvuta silindrit toitva pumba minimaalselt vajalik tootlikus q l/min. On teada et süsteemi mahulised kaod moodustavad pumba tootlikusest q 4 %. Antud: d =125 mm = 1,25 dm v = 1200 mm/min = 12 dm/min x = 4% Leida q=? q = v·A, kus v on vedeliku voolu kiirus ja A on voolu ristlõike pindala. A = ·r² q = 12 · 0,625²· = 14,72 l/min Mahulised kaod 4%
v 1=1,42 , v =1,11 , v 3=26,57 , v 4=1,25 , v 5=1,9 arvutamise teel järgnevalt: s 2 s s s s Kõikide ristlõigete puhul on tegemist laminaarse voolamisega, vaid viimase ristlõike puhul on tegemist turbulentse voolamisega. 9 4. ISESEISEV TÖÖ NR. 4 4.1Ülesanne Ülesandes tuleb arvutada torustiku rõhukadu barides, kui torustiku pikkuseks on 100 meetrit. Kinemaatilise viskoossuse tegur on 25 mm2/s ja kohalike takistuste summa on 30. 4.2 Lähteandmed Variant 2 Torustiku siseläbimõõt: d=16 mm=0,016 m Vedeliku voolukiirus: v=2 m/s Vedeliku tihedus: p=850 kg/m3 Torustiku pikkus: l=100 m Kinemaatilise viskoosuse tegur: ν=25 mm2/s=0,000025 m2/s Kohalike takistuste summa: Σ=30� 4.3 Lahendus Ülesande lahendamiseks leian antud süsteemi kirjeldava Reynolds´i arvu, kasutades valemit
suurus? Jõu ülekandmine vedelikes toimub pinna kaudu, sest vedelik on niivõrd väikese tugevusega keha, et ka väikseima punktjõu mõjul ta puruneb ja jõuülekannet ei toimu. Jõu ülekandmiseks tuleb vedelik sulgeda anumasse, silindrisse, sulgeda silinder vedeliku vabal pinnal tihedalt kaanega, kolviga ja rakendada kolvile välisjõud. Välisjõu toimel tekib vedelikus surveolukord, mida nimetatakse rõhuks. Rakendades silindris tekitatud rõhu p teises temaga ühendatud silindris olevale kolvile, mille pindala on A, saame viimasel jõu F= pA, mis on rakendatav mingi konkreetse toimingu realiseerimiseks. 6. Mehaanilise- ja vedelikmanomeetri töötamise põhimõtted. Nendega saavutatava mõõtmistäpsuse ja kasutamise mugavuse võrdlus. Mehaaniline-manomeeter- töö põhineb rõhu poolt tekitatud deformatsiooni mõõtmisel. Mida suurem on
sekundis s2 g = 9,81 m/s2 sekundi kohta vooluhulk qv, Q kuupmeetrit m3 1 m3/s = 60 000 l/min Q = V/t sekundis s Q=V×A pöörlemiskiirus n pööret 1 sekundis s-1 s 1 = 60 n =1/t pööret minutis 1 s min min-1 min mass m kilogramm kg 1kg = 1000g m=V× tihedus kilogrammi kg kg/dm3 = m/V kuupmeetris m3 1kg/m3 = 0,001kg/dm3 jõud F njuuton N 1N = 1 (kg × m) F=m×g s2 FG = m × g
po=F/A(Pa) 7)Rõhu mõõtühikud, nende dimensioonid, tähised. SI mõõtühikute süsteemis on rõhu põhiühikuks paskal, mille tähis on Pa. 1 Pa = 1 N/m2.: kilopaskal, 1 kPa = 103 Pa ja megapaskal, 1 MPa = 106 Pa Laialdaselt kasutatakse mittesüsteemset ühikut baar, tähisega bar. 1 bar = 105 Pa Baar sobib hästi rõhkude skaalasse olles arvuliselt lähedane õhurõhule ja asendades senist tehnikas kasutatud rõhuühikut tehniline atmosfäär (at). 1 at = 1 kgf/cm2 = 0,981 bar. 1 mm Hg =1 torr (Tr) , millimeetrit elavhõbeda sammast, 1 torr = 133,3 Pa. 1 mm H2O, millimeetrit veesammast, 1mm H2O = 9,81 Pa. Tollisüsteemi kasutavates maades on enamlevinud rõhuühikuks psi. 1 psi = 1 lbf/in2 = 1 jõunael/ruuttollile. 1 bar 14,5 psi. 8) Selgitage mõisted: absoluutne rõhk, alarõhk, ülerõhk. 0-lugemiks on rõhk p = 0. Sellise skaala järgi mõõdetud rõhku nimetatakse absoluutseks rõhuks. Relatiivse skaala 0-lugemiks on õhurõhk. Õhurõhust suuremat rõhku nimetatakse ülerõhuks
S1=100mm S2=10mm 0m=0,9 0v=0,95 F1=? ; A2 =? S 2 A1 S1 A1 = S 2 A2 A2 = S1 10 240 A2 = = 24mm 2 100 F2 A1 F1 = A2 2500 240 F1 = = 25000 N 24 Vastus: F1 = 25000N ja A2 = 24 mm². Ülesanne 8 Torustik, mille siseläbimõõt on d=6 mm, voolab vedelik kiirusega v=6 m/sek. Vedeliku tihedus on =900 kg/m3. Arvutage, milline on rõhukadu meetites ja baarides, kui torustiku pikkus on l=30 m. Vedeliku kinemaatilise viskoossuse tegur on v=45 mm 2/s. On teada, et kohalike takistuste tegurite summa on = 8 Antud: d=40 mm=0,04m v=6 m/sek =850 kg/m 3 l=220 m v=60 mm2/s=6*10-5m2/s = 45 Leida: h1-2 = h1-2 + hk 1-2 L v2 hk 1-2 = * d 2g vd 6 * 0,04 Re = = = 4000 turbolentne voolamine v 6 * 10 -5 0,3164 0,3164 = 4 = 4
PNEUMAATIKA ALUSED Koostas: Rein Uulma Sisukord 1 Pneumaatika ajalugu ja kasutatavad ühikud............................................................................ 2 1.1 Suruõhu kasutamise ajalugu............................................................................................. 2 1.2 Suruõhu omadused ........................................................................................................... 2 1.3 Füüsikalised alused .......................................................................................................... 3 1
PNEUMAATIKA ALUSED Koostas: Rein Uulma Sisukord 1 Pneumaatika ajalugu ja kasutatavad ühikud............................................................................ 2 1.1 Suruõhu kasutamise ajalugu............................................................................................. 2 1.2 Suruõhu omadused ........................................................................................................... 2 1.3 Füüsikalised alused .......................................................................................................... 3 1
Õhu füüsikalised omadused Rõhk on füüsikaline suurus , mis võrdub pinnale risti mõjuva jõu ja pindala suhtega: p = F / S , kus p - rõhk F - jõud (ühik njuuton N), S - pindala (ühik ruutmeeter) Rõhu mõõtühikud Rõhu ühik SI-süsteemis on paskal; 1Pa = 1N/m². 1 Pa - on väga väike ühik, seetõttu kasutatakse praktikas ühikut 1 bar = 100 000 Pa = 0,1 MPa Elavhõbedasammas: mmHg (torr); 1bar = 750 torr Kui välisjõud mõjub tahkele kehale, siis annab keha rõhu edasi mõjuva jõu suunas. Vedelikud ja gaasid alluvad Pascali seadusele. Pascali seaduse ehk hüdrostaatika põhiseaduse kohaselt kandub rõhk vedelikus või gaasis edasi igas suunas ühteviisi. Boyle'i-Mariotte'i seadus Gaas täidab alati kogu ruumi. Õhu rõhk ja ruumala on omavahel seotud. Kui
Määrata soojushulk, mis on vajalik selle kuumutamiseks temperatuurini 200ºC. V = 100 l = 0,1 m3 To = 273,15K p = 760 mm Hg = 101325 Pa T = 200 K cv õhk = 0,9261 kJ / m3 * K Q = Vo c´T Q = 0,1 m3 * ,9261 kJ / (m3 * K) * 200 K = 18,522kJ Vastus: Vajalik soojushulk on 18,522 kJ. 38 Balloonis mahuga 10 m3 on metaan rõhul 0,8 Mpa ja temperatuuriga 17ºC. Päikese kiirguse mõjul gaasi temperatuur tõuseb päeva jooksul 10ºC võrra. Millise soojushulga sai gaas? Kui palju suurenes rõhk balloonis? Metaani erisoojus arvutada molekulaarkineetilise teooria järgi. Metaan CH4 T1 = 273,15K+17=290,15K T2 = 273,15K+27=300,15K V = 10m3 =const p1 = 0,8*106 Pa p2 = ? Q=? Cv Cp Suhe Vabadusastmete arv kJ ( kmol K ) k = Cp / C v i
Selliste filtrite hulka kuuluvad metallvõrgust elementidega filtrid. Mahtfiltrid. Filtreeritavad osakesed peetakse kinni põhiliselt filtermaterjali sees. Võrreldes pindfiltritega on nad suurema saastemahtuvusega ja väiksema takistusega. 12.Filtrit iseloomustavad näitajad: Nimivoolik, Minimaalne rõhulang filtris, tihedus, -arv, purunemisrõhk? · nimivooluhulk- minimaalne vooluhulk, mille tagab filter antud rõhulangu puhul. · minimaalne rõhulang filtris on rõhukadu uues, saastamata filtris kindla vooluhulga korral. · filtri tihedus iseloomustab filtri poolt kinnipeetavate osakeste suurust. · - arv- näitab mitu korda väheneb filtri läbimisel tähistatud suurusega osakeste arv vedelikus. · purunemisrõhk ISO 2941 normidega määratletud rõhulang filtris, mida filterelement talub antud vooluhulga korral 13.Millest on sõltuvad hüdrovõimendilt saadava võimenduse suurus? Seda piiravad asjaolud?
arvutada DIN 1952 järgi valemiga: = v × dH2 p ×2 (3) Q=×A× (1) l = takistuse pikkus [m] = kinemaatiline viskoossus[m2/s] v = voolukiirus [m/s] Q = vooluhulk ajaühikus [m3/s] dH = hüdrauliline läbimõõt [m] A = ristlõikepindala [cm2] 4×A p = rõhulangus [N/m2] dH= (4) = tihedus [Ns2/m4] U = voolamiskoefitsient, mis A = takistuse ristlõikepindala
Nimetatud rõhu all pumbatakse vedelik akumulaatorist mööda toru E hüdraulilise masinasse ( näiteks pressi silindrisse ). Selle tulemusel töötab masin ühtlase koormusega . Vedelikus tekitatud hüdrostaatiline rõhk on seda suurem ,mida väiksem on kolvi ristlõikepind. Väga väikese läbimõõduga kolb ei ole aga küllalt tugev. Seetõttu kasutatakse nendes seadmetes , kus vajatakse kõrget hüdrostaatilist rõhku ( joon ) , nn. differentsiaalakumulaatoreid . Nende kolb on astmeline . Silindris A surutakse vedelik kokku rõngakujulise pinnaga , mis moodustub kolvi astmete läbimõõtude erinevuse tõttu. Kolvi astmete läbimõõdud võib valida nii ,et nad üksteisest vähe erinevad . Nii saab muuta kolvi tööpindala väikseks , ilma et kolb seejuures nõrgeneks. Ühendatud anumate seadus: vedelikusammaste kõrgused on pöördvõrdelised vedelike tihedustega . See seadus on rakendatav omavahel segunematute vedelike tiheduse määramise ning vedelike pumpamisel õhktõstuki abil.
Joonis 1. Boileri töö temperatuuride graafik 3. Vee keskmine temperatuur aparaadis ja sellele vastavad vee füüsikalised omadused Vee keskmine temperatuur: tkesk = ta t ; °C tkesk = 105 43,2= 61,8 °C tkesk = 61,8 °C Selle temperatuuri järgi leian veetabelist järgmised näitajad: Soojusjuhtivustegur = 0,567 kcal/m°Ch Tihedus (erikaal) = 983,2 kg/m3 Erisoojus c = 1,004 kcal/kg°C Kinemaatiline viskoossus = 0,479 10-6 m2/s Prandtli kriteerium Pr = 3,00 4. Vee voolukiirus aparaadis Kui vesi voolaks 1 torus korraga, avalduks voolukiirus: G w(1) = ; m/s 3600 0,785 ds 2 G aparaadi tootlikkus; kg/h (lähteandmetes). ds toru siseläbimõõt; m (lähteandmetes, teisendada mm m). vee tihedus; kg/m3 (vt. punkt 3). 9500 9500 w(1) = = = 5,47 m/s 3600 983,2 0,785 0,000625 1736,577 w(1) = 5,47 m/s
p1V1 = p 2V2 , millest avaldame otsitava rõhu p1V1 p2 = . V2 Lihtne arvutus annab 105 0,004 p2 = ( ) Pa = 2 10 5 Pa. 0,002 Vastus: gaasi rõhk kolvis on 2 10 5 Pa (2 bar'i). Kuna isotermilisel protsessil on rõhu ja ruumala muutused teineteisega pöördvõrdelised, siis näeme, et ruumala vähendamisel kaks korda suureneb gaasi rõhk samuti kaks korda. NB! Siin ülesandes jätsime ruumala ühikud (liitrid) algandmetes kuupmeetriteks teisendamata, sest lõpptulemuse arvutamisel on vaja teada ruumalade suhet. Kahe füüsikalise suuruse suhe ühikute valikust ei sõltu, oluline on ainult see, et nad oleks samades ühikutes. Näidisülesanne 7. Gaasi temperatuur kolvis on 30 0 C. Millise temperatuurini tuleb gaasi isobaariliselt jahutada, et tema ruumala oleks 90% esialgsest? 8 Lahendus. Antud:
Samuti on võimaliklahendada ka pöördülesannet- leida etteantud rõhukaole vastav vedeliku kiirus ja kulu. Energiakadu (rõhukadu) vedelike voolamisel torustikus sõltub torustiku pikkusest ja kohttakistustest (nn. Torupõlved, torukäänakud, kolmikud, järsud ahendid ja laiendid, toru armatuur). Kõik need kaod on tingitud vedeliku viskoossusest, järelikult mehaaniline energia hajub ja läheb üle soojuslikuks. Torustiku sirgel osal tekkivat hõõrderõhukadu Δph ja kohttakistuse rõhukadu Δpkt määratakse järgmiste empiiriliste sõltuvuste abil 2 1 ρw Δ ph =λ d 2 2 ρw ∆ pkr =ζ 2 Δ ph kus , Δpkt – vastavalt hõõrderõhukadu ja kohttakistuserõhukadu, Pa, λ – hõõrdekoefitsent, l- toru pikkus, m, d- toru diameeter, m, ρ- vedeliku tihedus, kg/m3, w- vedeliku voo keskmine kiirus, m/s, ζ- kohttakistuskoefitsent.
mehaaniline ja soojuslik koosmõju. Termodünaamilise süsteemi ja väliskeskkonna koosmõju toimub süsteemi väliskeskkonnast eraldatavate pindade vahendusel. Olgu termodünaamiliseks süsteemiks liikuva kolviga silindrisse paigutatud gaasiline keha. Vaadeldaval juhul võib väliskeskkond mõjutada termodünaamilist süsteemi ainult siis, kui silindris paikneva gaasi rõhk erineb väliskeskkonna rõhust. Selle tagajärjel silindris paikneva gaasi maht kas suureneb või väheneb. Viimane väljendub kolvi asendi muutuses. Termodünaamilise süsteemi ja väliskeskkonna vastastikune mõju toimub kolvi kaudu. Termodünaamilise süsteemi ja väliskeskkonna vastastikuse soojusliku mõju all mõistetakse soojuse ülekandmist termodünaamiliselt süsteemilt väliskeskkonnale või vastupidi. See on võimalik ainult siis kui termodünaamilise süsteemi temperatuur erineb väliskeskkonna temperatuurist.
Ekin = v2/(2g). Seega võib avaldada Bernoulli võrrandi voolu erienergia kohta pumba veevõtukoha veepinna ja pumba imiava ristlõigete (I II) jaoks : z 0 + p0 /( g) + v0 2 /(2g) = z 1 + pi /( g) + vi 2 /(2g) + hti , kus - z0 on vedeliku asendienergia veepinnal , - p0 = põ õhurõhk veevõtukoha pinnal (1,03 kgf/ cm2), - v0 on vedeliku voo kiirus veepinnal , - z1= hi on vedeliku asendienergia imikavas (staatiline imemiskõrgus), - pi ja vi rõhk ja kiirus imiavas , - hti , rõhukadu takistustest imitorus 2 Oletame , et pump töötab teoreetiliselt ideaalsetes tingimustes: - z0 = 0 s.o. vedeliku potensiaalse energia asendienergia veepinnal on null - v0 = 0 , voolukiirus veepinnal on null - pi /( g) = 0 st. pump tekitab absoluutse vaakumi (rõhuenergia on null) - vedelik imiktorus liigub väga aeglaselt vi 2 / 2g = 0 , - imiktorus pole vedelikul takistust hti= 0, Siis z1 = hi = põ/(g)
Samuti on võimaliklahendada ka pöördülesannet- leida etteantud rõhukaole vastav vedeliku kiirus ja kulu. Energiakadu (rõhukadu) vedelike voolamisel torustikus sõltub torustiku pikkusest ja kohttakistustest (nn. Torupõlved, torukäänakud, kolmikud, järsud ahendid ja laiendid, toru armatuur). Kõik need kaod on tingitud vedeliku viskoossusest, järelikult mehaaniline energia hajub ja läheb üle soojuslikuks. Torustiku sirgel osal tekkivat hõõrderõhukadu ph ja kohttakistuse rõhukadu pkt määratakse järgmiste empiiriliste sõltuvuste abil kus , pkt vastavalt hõõrderõhukadu ja kohttakistuserõhukadu, Pa, hõõrdekoefitsent, l- toru pikkus, m, d- toru diameeter, m, - vedeliku tihedus, kg/m3, w-vedeliku voo keskmine kiirus, m/s, - kohttakistuskoefitsent. Vedeliku voo keskmine kiirus määratakse järgmiselt: kus V- mahtkulu, m3/s, A- vedeliku voo ristlõige m2. Hõõrdekoefitsent ja kohttakistuskoefitsendid ei ole konstantsed suurused, nad sõltuvad
) ei muutu, kui süsteem mõjutab teda soojuslikul, mehaanilisel või mõnel muul viisil. Termodünaamilise süsteemi üks lihtne näide on gaas balloonis. Süsteemi ja ümbruskeskkonna vaheline piir on ballooni sisepind, ümbruskeskkonna moodustab aga balloon ise koos seda ümbritseva õhuga. Termodünaamiline süsteem võib olla homogeenne või heterogeenne. Homogeenses süsteemis on aine füüsikalis-keemilised omadused kõigis punktides ühesugused. Sellise süsteemi näiteid on gaas, vesi ja jää. Heterogeenseks nimetatakse süsteemi, mille üksikosade füüsikalis-keemilised omadused on erisugused. Seejuures on süsteemi osad üksteisest eraldatud lahutuspinnaga. Heterogeenne süsteem on näiteks vesi ja jää, aur ja vesi, aur ja jää. Termodünaamiline süsteem võib olla kas materiaalselt suletud või materiaalselt avatud. Süsteem on materiaalselt suletud, kui puudub aine juurdevool süsteemi või äravool sellest, sest siis ei
Hüdrostaatika põhivõrrand seos punkti kõrguse z ja rõhu p vahel samas punktis g g N p0 -vedeliku pinnale mõjuv ülerõhk 2 m 1 bar = 105 Pa -vedeliku tihedus kg 3 1 at = 0,981 bar = 0,981 105 Pa m m 1 mmHg = 1 torr (Tr ) = 133,3 Pa g -raskuskiirendus 2 s h -sügavus (m) 1 mmH 2O = 9,81 Pa Hüdrostaatiliseks rõhuks nimetatakse vedeliku (gaasi) sees mõjuvat rõhku. Pascal'i seadus rõhu muutus millises tahes vedeliku punktis kandub niisamasugusena edasi kõigisse teistesse punktidesse. 0-lugemiks on rõhk p = 0. Sellise skaala järgi mõõdetud rõhku nimetatakse absoluutseks rõhuks. Relatiivse skaala 0-lugemiks on õhurõhk
Leida voolu kiirus, lugedes gaasi kokkusurumatuks. m g= 0,51 kg ρ = 7,5 kg/m3 t = 30 min d = 2 cm = 0,02 m mg V= =0,51 ∙7,5=0,068 m3=68 l ρ 2 S=π r d 2 π∙ () 2 =π ∙ 0,012=3,142 ∙10−4 m2 V 0,068 m3 l= = =216,42 m S 3,142 ∙10−4 m2 l 216,42m 216,42m v= = = =0,12 m/s t 30 min 1800 s Vastus: gaasi voolukiirus on 0,12 m/s 8 ÜLESANNE 8 Rõhtsas torus, mille diameeter on 5 cm, voolab vesi hüdrostaatilisel rõhul 2·10 -5 Pa kiirusega 20 m/s. Kui suur on hüdrostaatiline rõhk toru peenikeses osas, mille diameeter on 2 cm? d1 = 5 cm=0,05 m ρ= 1000kg/m3 P1= 2·10-5 Pa V1= 20 m/s d2= 2cm=0,02m S 1 ∙ V 1=S2 ∙V 2 S1∙ V 1 V 2= S2 d1 2 S 1=π ∙
Müra (eriti väljalaske portides) Signaali madal liikumiskiirus (elektril 300 km/s, pneumol 40-150 m/s) 4. Surve definitsioon Rõhk on füüsikaline suurus, mis võrdub pinnale risti mõjuva jõu ja pindala suhtega. Pascal'i seadus P- rõhk; Pa F- Mõjuv jõud; N A- pindala; m2 5. Vooluhulk Ajaühikus voolu ristlõiget läbinud vedeliku (gaasi) kogus Mahuline vooluhulk: Massivooluhulk: Vooluhulga leidmine kiiruse kaudu: Ristlõike vähenedes voolukiirus suureneb 6. Õhu niiskus Maksimaalne niiskus (küllastuspiir): Fmax [g/m3] maksimaalne veeauru sisaldus 1m3 õhus antud temperatuuril. Absoluutne niiskus: f [g/m3] tegelik veeauru sisaldus 1m3 õhus antud temperatuuril Suhteline niiskus , % = Maksimaalne veeauru sisaldus (g) teatud õhu mahus ei sõltu rõhust ning sõltub ainut temperatuurist. Kastepunkt- temperatuur, milleni tuleks õhu temperatuuri alandada, et õhus olev veeaur hakkaks kondenseeruma.
Pa ehk N / m2 kgf/cm2 mmHg Pa 1 10 -5 0,0075 kgf/cm2 10 (98067) 5 1 735,6 mmHg 133,3 1,36× 10 - 3 1 4. Ideaalse gaasi olekuvõrrandid Ideaalne gaas on kujutletav gaas, milles täielikult puudub molekulide vastastikune mõju. Tugevasti hõrendatud reaalsed gaasid (näiteks õhk nornaaltingimustel) on omadustelt lähedased ideaalsele gaasile. Olekuvõrrand annab seose gaaside rõhu, temperatuuri ja ruumala vahel Tihti vaadeldakse protsesse, mille puhul üks olekuparameeter jääb konstantseks (ei muutu). Rõhu jäävuse puhul nimetatakse protsessi isobaarseks. Temperatuuri jäävuse puhul nimetatakse protsessi isotermiliseks
annaabi.ee 
