Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Hüdraulika ja Pneumaatika". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
hüdro, mõõdu, rõhukadu, standardse, tootlikkus, mahuti, hüdrostaatiline, silinder, tõmbepinge, ristlõikepindala, 50mm, voolukiirus, vooluhulga, vooluhulk, poolse, pneumoseadmed, soots, ülerõhk, hüdrosilinder, mehaaniline, reast, siseläbimõõdu, 22mm, terastoru, silindris, minimaalselt, reynoldsi, 1bar, 28mm, mahuni, veesisalduse1MPa= 106Pa 13330Pa=13330/106=0,01333 MPa Vastus: Juhul kui X on 100mmHg siis see on võrdne 13330 paskaliga, 0,1333 bariga ja 0,01333 megapaskaliga. Ülesanne 3 (variant 4) Vertikaalselt paiknev hüdrosilinder peab tõstma koormust massiga m kG. Milline peab olema koormust tõstva silindri minimaalne läbimõõt d mm, kui rõhk p süsteemis ei tohi ületada 200bar ja silindri 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 = 400 kg = 0,95 pmax=200bar Leida: d=? pkäit=? Teisendan ühikud valemi jaoks sobivaks. 1kg=10N 400kg= 400*10=4000N 1bar=105Pa 200bar=200*105Pa=200*105N/m2 Kasutan hüdrostaatilise rõhu põhivalemit:
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: 320 kg massiga koormuse vertikaalsel tõstmisel töövedeliku rõhuga 200 bar on vajalik 14,6 mm läbimõõduga hüdrosilinder. Valisin 16mm läbimõõduga silindri, sest siis jääb rõhk koormuse tõstmisel alla 200bar-i. Ülesanne 2. (variant 3) Variant 3 Arvutada, milline on vedeliku poolt mahuti põhjale avaldatav hüdrostaatiline rõhk ( bar ), kui mahuti on täidetud vedelikuga, mille tihedus = 500 kg/m3 ja vedeliku vabale pinnale mõjuv väline ülerõhk p0 = 0,045 bar. Vedeliku taseme kõrgus mahutis on h = 3,5 m. Valemid. p = hg p = hüdrostaatiline rõhk vaadeldavas vedeliku punktis [ ] N h = vaadeldava punkti kaugus vedeliku pinnast vertikaalsuunas [m] = vedeliku tihedus [ kg/m3 ] g = raskuskiirendus , 9,81 [ ]
Kodused ülesanded Varjant 14 Õppeaines: Hüdro- ja pneumoseadmed Transporditeaduskond Õpperühm AT-21a Kontrollis: Lektor Rein Soots Tallinn 2012 Ülesanne 2. (Varjant 14) Arvutada, milline on vedeliku poolt mahuti põhjale avaldatav hüdrostaatiline rõhk ( bar ), kui mahuti on täidetud vedelikuga, mille tihedus = 750 kg/m3 ja vedeliku vabale pinnale mõjuv väline ülerõhk p0 = 0,26 bar. Vedeliku taseme kõrgus mahutis on h = 15m. Valemid. p = hg p = hüdrostaatiline rõhk vaadeldavas vedeliku punktis [N/m2] h = vaadeldava punkti kaugus vedeliku pinnast vertikaalsuunas [m] = vedeliku tihedus [ kg/m3 ] g = raskuskiirendus 9,81[m/s2 ]
Kodused ülesanded Varjant 12 Õppeaines: Hüdro- ja pneumoseadmed Transporditeaduskond Õpperühm AT-21a Kontrollis: Lektor Rein Soots Tallinn 2012 Ülesanne 2. (Varjant 12) Arvutada, milline on vedeliku poolt mahuti põhjale avaldatav hüdrostaatiline rõhk ( bar ), kui mahuti on täidetud vedelikuga, mille tihedus = 700 kg/m3 ja vedeliku vabale pinnale mõjuv väline ülerõhk p0 = 0,05 bar. Vedeliku taseme kõrgus mahutis on h = 4,5m. Valemid. p = hg p = hüdrostaatiline rõhk vaadeldavas vedeliku punktis [N/m2] h = vaadeldava punkti kaugus vedeliku pinnast vertikaalsuunas [m] = vedeliku tihedus [ kg/m3 ] g = raskuskiirendus 9,81[m/s2 ]
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] 2 d A 0,000417 m 2 A = d = 2 = 2 = 0,023m = 23mm 2 3,14 3) Arvutan välja maksimaalse rõhu, kui tõmbepinge .[Rm ] = 400 N /mm2 pDs [ ] = t kus: [] toru materjali lubatud tõmbepinge, [Pa] p maksimaalne rõhk, [Pa] Ds toru siseläbimõõt, [m] t toru seina paksus, [m] N 400 2mm [ ] = pDs p= [ ] t = mm 2 = 33,3 N
Kasutatud allikad: http://en.wikipedia.org/wiki/Torr#Manometric_units_of_pressure Ülesanne 3 Vertikaalselt paiknev hüdrosilinder peab tõstma koormust massiga 1000 kg. Milline peab olema koormust tõstva silindri minimaalne läbimõõt d mm, kui rõhk p süsteemis ei tohi 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
TALLINNA TEHNIKAKÕRGKOOL TALLINN COLLEGE OF ENGINEERING KODUSED ÜLESANDED AINES HÜDRAULIKA, PNEUMAATIKA Variant: NR. 9 Mehaanikateaduskond Üliõpilane: Õpperühm: Õppejõud: Tallinn Ülesanne 2 Arvutage, milline on vedeliku poolt mahuti põhjale avaldatav hüdrostaatiline rõhk, kui mahuti on täidetud vedelikuga, mille tihedus on = 850kg/m3 ja vedeliku vabale pinnale mõjub väline ülerõhk p0 = 1,2 bar. Vedeliku taseme kõrgus mahutis on 14 m. Antud: = 650kg/m3 p0 = 0,028 bar = 2800Pa h = 2,5m g = 9,8 p=? p = hg + p0 p = 650 2,5 9,8 + 2800 = 18725 N/m 2 = 0,19bar Vastus: Vedeliku poolt mahuti põhjale avaldatav hüdrostaatiline rõhk on 0,19 bar. Ülesanne 4
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 3000 = 1 = 0,0206m = 20,6mm 750 21 mm toru siseläbimõõt (25 × 2ZN) Seina paksus 2 mm = [ Rm] =400 N / mm 2 = 0,0004 N / m 2 materjali lubatud tõmbepinge
F=1348000 Pa ×2 m 2=2696000 N=2696 kN 1.4 Vastus Arvutasin ülesandes antud anuma põhjale mõjuva jõu rõhu barides.. Esiteks anuma põhjale mõjuva rõhu P. Teiseks arvutasin samale põhjale rakenduva jõu F, teades, et põhjapindala on 2 ruutmeetrit. Vastuseks sain, et F=2696 kN 4 2. ISESEISEV TÖÖ NR. 2 2.1 Ülesanne Ülesandes tuleb dimensioneerida kahepoolse toimega silinder liikumisele ( - ) suunas vastavalt Sele 2. Leian kolvi läbimõõdu D1, hõõrdejõu, koormusfaktori Lo ning vooluhulga vastavalt voolukiirusele v. Hõõrdeteguriks on , rõhk süsteemis on P Mpa. 2.2 Lähteandmed Variant 2 Kolvivarre läbimõõt: D2=8 mm Voolukiirus: v=0,8 m/s Mass: m=130 kg Hõõrdetegur: μ=0,61 Rõhk süsteemis: P=0,6 MPa Sele 2 Eelisarvude rida:
2.3 Hüdromehaanika Hüdromehaanika on mehaanika haru, mis käsitleb vedelike füüsikalisi omadusi ja käitumist staatilises olekus (hüdrostaatika) ja voolavas olekus (hüdrodünaamika). Erinevus vedelike ja tahkete ainete vahel seisneb selles, et vedelikud ei oma kindlat kuju, vaid võtavad neid ümbritseva anuma kuju. Rõhu ülekandmiseks kasutatakse nii gaase kui vedelikke, millede erinevuseks on see, et surve avaldamisel neile Sele 2.4 - Hüdrostaatiline paradoks muutub gaasi ruumala märksa enam kui vedeliku ruumala. Väliste jõudude poolt tekitatud rõhk Hüdrostaatika Hüdrostaatika seadused on rakendatavad vaid ideaalsete vedelike korral st. vedelik ei oma kaalu, puudub hõõrdejõud ja vedelik ei ole kokkusurutav. Nende seaduste abil saab hinnata ideaalsete (energiakadudeta) süsteemide käitumise üle. Reaalsetes hüdrosüsteemides tekib aga erinevaid
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
Isesesvad tööd Õppeaines: HÜDRO – JA PNEUMOSEADMED Transporditeaduskond Õpperühm: AT-21a Juhendaja: lektor Samo Saarts Esitamiskuupäev:……………. Üliõpilase allkiri:…………….. Õppejõu allkiri: ……………… Tallinn 2014 1. Ülesanne – hüdrostaatika Variant 4 Antud: Vedeliku samba kõrgus A=25 m 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 Ma
Leida: p = Pa-s, bar, MPa Vastus: Rõhk paskalites 33330,5 Pa, baarides ,0,333 bar ja megapaskalites 0,033 MPa. Ülesanne 2. Vertikaalselt paiknev hüdrosilinder peab tõstma koormust massiga 1000 kg. Milline peab olema koormust tõstva silindri minimaalne läbimõõt d mm, kui rõhk p süsteemis ei tohi ületada 200 bar ja silindri mehaaniline kasutegur m on 0,85 m? Vali silindrite standartsete läbimõõtude reast lähim sobiva läbimõõduga silinder. Milline peaks olema valitud silindri käitamiseks töövedeliku rõhk, bar? A= kus A on silindri põhjapindala, F on tõstejõud ja p on rõhk ja on mehaaniline kasutegur. Antud: m = 1000 kg g = 9,81 m/s² p = 200 bar = 20000000 Pa = 0,85 Leida: d =? F= mgF=1000*9,81= 9810 A= = 0,000577 m² = 5,77 cm² A= * = => r = r= = 0,013555
2.6 Suruõhu reservuaar Suruõhu reservuaari ülesandeks on vähendada rõhu kõikumisi pneumotorustikus. Tänu reservuaari pinnale toimub ka suruõhu eelnev jahtumine, mille tulemusena eraldub suruõhust osa niiskusest. 2.6.1 Suruõhu reservuaari ehitus Suruõhu reservuaari ehitus ja komponendid on esitatud selel 19. Sele 19 - Suruõhu reservuaari ehitus 2.6.2 Suruõhureservuaari ruumala määramine Suruõhureservuaari ruumala määravad kompressori tootlikkus, õhu kulu pneumotorustikus (kas on laiendatav?), lubatud rõhu kõikumised pneumotorustikus. Näide: Suruõhu reservuaari ruumala leidmine kompressori tootlikkuse automaatsel reguleerimisel Ülesande lahendamiseks saab kasutada nomogrammi (sele 20). Kompressori tootlikkus Q=20Nm3/h, käivituste arv tunnis z=20/h, lubatav rõhu kõikumine ∆p=100kPa, reservuaari ruumala VB=15 m3. 20 Sele 20 – Suruõhu reservuaari ruumala leidmine
2.6 Suruõhu reservuaar Suruõhu reservuaari ülesandeks on vähendada rõhu kõikumisi pneumotorustikus. Tänu reservuaari pinnale toimub ka suruõhu eelnev jahtumine, mille tulemusena eraldub suruõhust osa niiskusest. 2.6.1 Suruõhu reservuaari ehitus Suruõhu reservuaari ehitus ja komponendid on esitatud selel 19. Sele 19 - Suruõhu reservuaari ehitus 2.6.2 Suruõhureservuaari ruumala määramine Suruõhureservuaari ruumala määravad kompressori tootlikkus, õhu kulu pneumotorustikus (kas on laiendatav?), lubatud rõhu kõikumised pneumotorustikus. Näide: Suruõhu reservuaari ruumala leidmine kompressori tootlikkuse automaatsel reguleerimisel Ülesande lahendamiseks saab kasutada nomogrammi (sele 20). Kompressori tootlikkus Q=20Nm3/h, käivituste arv tunnis z=20/h, lubatav rõhu kõikumine p=100kPa, reservuaari ruumala VB=15 m3. 20 Sele 20 Suruõhu reservuaari ruumala leidmine
- hea soojusvahetus. 5. Hüdroajami kasutamist piiravad asjaolud. Hüdroajami puudustena tuleb nimetada: - tuleohtlikus töövedeliku või tema aurude lekkimisel, - töövedeliku tundlikus saastumise suhtes, - temperatuuri ja rõhu mõju töövedeliku viskoossusele, - suhteliselt madal kasutegur. 6. Hüdrostaatilise rõhu mõiste, tema allikad ja omadused. Hüdrostaatiliseks rõhuks nimetatakse rõhku, mis mõjub vedeliku sees. Rõhk vedelikus võib olla esile kutsutud kahel põhjusel: - hüdrostaatiline rõhk on tingitud vedeliku oma kaalust, - hüdrostaatiline rõhk on tingitud vedeliku vabale pinnale mõjuvatest välisjõududest. Hüdrostaatiline rõhk on sellisel juhul arvutatav valemiga: p = hg N/m2, kus p - hüdrostaatiline rõhk vaadeldavas vedeliku punktis, N/m2, h - vaadeldava punkti kaugus vedeliku pinnast vertikaalsuunas, m, - vedeliku tihedus, kg/m3, g - raskuskiirendus, 9,81m/s2. pinnale mõjub välisrõhk, siis rõhk vedeliku sees on selle välisrõhu võrra suurem (joon. 3).
Hüdroajami kogu kasutegur h on nimetatud kasutegurite korrutis: h = m x v 3. Hüdrostaatilise rõhu mõiste. Mis tekitab rõhu vedelikus? Hüdrostaatilise rõhu omadused. Hüdrostaatiliseks rõhuks nimetatakse rõhku, mis mõjub vedeliku sees. Teatavasti mõistame rõhu all ühele pinnaühikule mõjuvat jõudu, mis on üle pinna jaotunud ühtlaselt. Rõhk vedelikus võib olla esile kutsutud kahel põhjusel: hüdrostaatiline rõhk on tingitud vedeliku oma kaalust hüdrostaatiline rõhk on tingitud vedeliku vabale pinnale mõjuvatest välisjõududest Hüdrostaatilise rõhu omadused: hüdrostaatiline rõhk mõjub igas suunas võrdse jõuga hüdrostaatiline rõhk mõjub alati pinnaga risti hüdrostaatilise rõhu suurus ei ole sõltuv anuma kujust, vaid ainult vedeliku samba kõrgusest vaadeldava pinna kohal 4. Kuidas arvutada välisjõust ja raskusjõust põhjustatud rõhu suurust?
olekus, ning suhteline tasakaal ,kus vedelik on liikumatu anuma suhtes ,mis ise liigub. Iga aine osakeste vahel mõjuvad molekulaarjõud. Vedelikus on nad teiste jõududega võrreldes väikesed ja pääsevad mõjule alles siis ,kui vedeliku maht on väga väike . Hüdraulika seaduspärasuste tuletamisel on nad tähtsusetud ja jäetakse arvesse võtmata. Hüdrostaatiliseks rõhuks ehk surveks nimetatakse taskaalus olevas vedelikus mingi mõttelise tasapinnale mõjuva jõu intensiivsust ehk hüdrostaatiline jõud on pinnale jagatud jõud. P= d F / d A Hüdraulilisel rõhul on kaks omadust.: hüdrauliline rõhk mõjub risti pinda ja vedeliku mingis punktis mõjuv hüdrauliline rõhk on kõikides suundades ühesugune. Tasakaalus vedelikul on energiavaru , mille arvel on võimalik teha tööd. See on potensiaalne energia . Tasakaalus vedeliku kaaluühiku kohta tulev ( e.erienergia) potensiaalne energia võrdub vedelikusamba kõrguse kaudu mõõdetud rõhu e.survega .
KOOLIFÜÜSIKA: SOOJUS 1 (kaugõppele) 4. MOLEKULAARFÜÜSIKA ALUSED Molekulaarfüüsika käsitleb soojusprotsesse, lähtudes aine koosseisu kuuluvate aatomite (molekulide) soojusliikumisest. Gaaside kirjeldamisel kasutame ideaalse gaasi mudelit. Ideaalse gaasi korral jäetakse molekulidevahelised jõud arvestamata, mistõttu gaasi siseenergia on gaasi molekulide summaarne kineetiline energia. Gaasid tavatingimustes (veeldumistemperatuurist kõrgematel temperatuuridel ja normaalsetel rõhkudel) on küllalt hästi vaadeldavad ideaalse gaasina. 4.1 Mool, molaarmass, ühe molekuli mass Mool on SI-süsteemi ainehulga ühik. Mool on süsteemi ainehulk, mis sisaldab sama palju elementaarseid koostisosakesi, nagu on aatomeid 0,012 kilogrammis ¹²C (süsiniku isotoobis massiarvuga 12). Mooli kasutamisel peab täpsustama koostisosakeste tüüpi, milleks võivad olla aatomid, molekulid, ioonid, elektronid, mingid teised osakesed või eespool nimetatud osakeste kindlalt määratletud gr
Rõhk pumba survetorus p = M+ zm , kus zm on kõrgusvahest põhjustatud rõhk. V vaakum ehk rõhk imitoru selles punktis kuhu vaakummeeter on ühendatud. Pumpade tööparameetrid. Pumba tööd iseloomustavad järgmised parameetrid: 1. Imemiskõrgus hi (m), 2. Kavitatsioon ja kavitatsioonivaru h (m) - ingliskeelses kirjanduses NPSH - net positive suction head ehk lubatav vaakum pumba Tööpiirkonnas, H lub/vac(m), 3. Tõstekõrgus e. surve ( H - m veesammast ), 4. Tootlikkus (jõudlus , vooluhulk) 5. Tarbitav võimsus P (kW), 6. Kasutegur ( absoluutarv või % ), 7. Tööorgani liikumissagedus n ( pöörlemis-või käigusagedus p /min või käiku/minutis ). 1 Küsimus 2. Pumba imemiskõrgus ja selle avaldamine Bernoulli võrrandi kaudu Kui oleks võimalik tekitada pumbas absoluutne vaakum , siis vesi , mille tihedus on 1000 kg/m3 tõuseks imiktorus 10,33 m. Teiste vedelike imemiskõrgus, mille tihedus on veest
V1/ V2 = T1 / T2 Joonis 2. Gay-Lussaci seadus Boyle'i-Mariotte'i seadus Õhu keemilised omadused Õhk on gaaside segu ja koosneb peamiselt: lämmastik ca 78%; hapnik ca 21%; Peale selle veeaur, CO2, Ar, H2, He, Ne, Kr, Xe Suruõhu jaotamine Selleks et juhtida suruõhk seadmeteni, kasutatakse pneumotorustikku. 1. Torustiku läbimõõt tuleks valida selline, et rõhulang suruõhu mahuti ja tarbija ühenduskoha vahel ei oleks suurem kui 0,1 bar (100 kPa). 2. Suurem rõhulang vähendab tunduvalt süsteemi efektiivsust. 3. Torustiku ja kompressori parameetrite valikul tuleb arvesse võtta ka edaspidist laiendamisvõimalust, kuna pneumotorustiku hilisem ümberehitamine on kulukas. 4. Pneumotorustiku ehitamiseks ei tuleks kasutada juhuslike mõõtmetega torusid või rakendada nn. rusikareeglit, vaid pneumotorustiku läbimõõtu
Tallinna Tööstushariduskeskus Voolamist reguleerivad ventiilid 9 Voolamist reguleerivad ventiilid 9.1 Sissejuhatus Vooluventiilidega reguleeritakse täiturite töökiirust muutes (vähendades või suurendades) ventiili ristlõikepindala, reguleerimispunktis. Vooluventiilide erandiks on vedelikku jaotavad ventiilid, mis jaotavad vedelikuvoolu kaheks või enamaks haruks. Vastavalt funktsioneerimisele jaotatakse vooluventiilid nelja rühma (sele 9.1, 9.2 ja 9.3). Voolamist reguleerivad ventiilid Takistid Vooluhulka reguleerivad
1. Muutumatu rõhukao P korral dünaamilise rõhu tõusu korral teatava suuruse võrra (toru kitsene- mine) alaneb staatiline rõhk õhuvoolu kogurõhk jääb samaks 2. Rõhu langus mingil toru lõigul on võrdne kogurõhkude vahega selle lõigu otstel 3. Õhu väljumiskohas koosneb õhu kogurõhk ainuüksi dünaamilisest rõhust, s.t õhuvool omab seal ainult kineetilist energiat. Väljudes torust õhk hajub atmosfääri ja tema kineetiline energia kaob, s.t väljumiskoht kujutab endast ka rõhukadu Rõhukadusid torustiku pikkusel kirjeldab Darcy-Veisbachi valem: 1 PNEUMOTRANSPORDISÜSTEEMI ARVUTUS l v2 p t = d 2 kus - hüdrauliline takistustegur, l toru pikkus, m d toru diameeter, m v2
Sel juhul puudub isoleeritud süsteemi ja väliskeskkonna vahel nii soojuslik kui ka mehaaniline vastastikmõju. Isoleeritud termodünaamiline süsteem võib olla ka üksikutest seadmetest ja seadmegruppidest moodustatud ning ümbruskeskkonnast isoleeritud süsteemi tunnustega kooslus. Näited: Materiaalselt avatud süsteemi näideteks sobivad turbiin, pump, ventilaator. Materiaalselt suletud on balloon, kolviga silinder. Termodünaamiline keha. Termodünaamilises süsteemis asuvat keha, mille vahendusel toimuvad termodünaamilised protsessid ning energialiikide vastastikune muundumine, nimetatakse termodünaamiliseks kehaks. Soojusjõuseadmetes on termodünaamiliseks kehaks aine, mis vahendab neis sisalduva või ülekantava energia muundamist tööks. Soojustransformaatorites on termodünaamiliseks kehaks aine, mille kaudu soojus siirdub jahedamalt kehalt kuumemale
TEHNILINE TERMODÜNAAMIKA SISSEJUHATUS Termodünaamika on teadus energiate vastastikustest seostest ja muundumistest, kus üheks komponendiks on soojus. Tehniline termodünaamika on eelmainitu alaliigiks, mis uurib soojuse ja mehaanilise töö vastastikuseid seoseid. Tehniline termodünaamika annab alused soojustehniliste seadmete ja aparaatide (näiteks katelseadmete, gaasiturbiinide, sisepõlemismootorite, kompressorite, reaktiivmootorite, soojusvahetusseadmete, kuivatite jne.) arvutamiseks ja projekteerimiseks. Tehniline termodünaamika nagu termodünaamika üldse tugineb kahele põhiseadusele. Termodünaamika esimene seadus on energia jäävuse seadus, rakendatuna soojuslikele protsessidele, teine seadus aga määrab kindlaks vahekorra olemasoleva soojuse ja temast saadava mehaanilise töö vahel, st määrab kindlaks soojuse mehaaniliseks tööks muundamise tingimused. Termodünaamika kui teadus hakkas hoogsalt arenem
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.
*kaod hõõrdumisele pumbas, klappides, silindrites ja hüdromootoris, neid kadusid iseloomustatakse ajami mehaanilise kasuteguriga *kaod sisemistele ja välisleketele, mida iseloomustatakse ajami mahulise kasuteguriga 5.Jõu ülekandmine vedelikus, Millest on sõltuv rõhu poolt avaldatava jõu suurus. Silindris mõjuva rõhu suurus on pöördvõrdeline silindri ristlõikepindalale mõjuva jõu ja selle pindalaga. Mida suurem jõud mõjub kolvi varrele, seda kõrgemat rõhku on tarvis, et silinder liikuma hakkaks. Niikaua, kuni töövedelik täidab silindrit, puudub rõhk, kuna vedelik liigub ilma takistuseta. Kui töövedelik on täitnud silindri, hakkab süsteemis olev rõhk tõusma, kuni on ületatud kolvi takistusjõud ja kolb hakkab liikuma. 6.Hüdrostaatilise rõhu mõiste ja allikad Hüdrostaatiliseks rõhuks nimetatakse rõhku, mis mõjub vedeliku sees. Rõhk vedelikus võib olla esile kutsutud kahel põhjusel: - hüdrostaatiline rõhk on tingitud
Ülesanded termodünaamikast 8. detsember 2003 Urmas Paejärv Sisekaitseakadeemia 11 Määrata gaasi absoluutne rõhk anumas, kui anumaga ühendatud elavhõbedabaromeeter näitab 650mm Hg, atmosfääri rõhk elavhõbedabaromeetri järgi on aga 750mm Hg. Õhu temperatuur mõõteriistade seadistamise kohas on 0°C. p = 650mm Hg B = 750mm Hg T = 0°C = 273,15 K pabs = ? p = pman + B p = 650 + 750 = 1400mm Hg 760mm Hg = 101325 Pa 1400mm Hg = 1400*101325/760 = 186651,3 Pa 0,187 Mpa Vastus: Absoluutne rõhk anumas on 0,187 Mpa. 13 Auruturbiini kondensaatoris hoitakse rõhku 0,004 Mpa. Milline oleks vaakummeetri näit kilopaskalites ja mm Hg, kui baromeetri näidud on 735 ja 764mm Hg? B1 = 735mm Hg B2
2. Erinevate energialiikide ja ajamite omavaheline võrdlus (pneumo-, hüdro-, elektriseadmed) 3. Füüsikaliste suuruste tähistus ja mõõtühikud 4. Hüdrostaatika. Hüdrostaatika põhivõrrand. Rõhk. Rõhkude määratlus. Pascal'i seadus. Jõudude ja rõhu muundumine Hüdrostaatika uuritakse vedeliku tasakaalu seadusi (vedelik liikumatu, kokkusurumatu, vedeliku viskoossust ei arvestata) Hüdrostaatilise rõhu omadused: - hüdrostaatiline rõhk mõjub risti pinda - hüdrostaatiline rõhk on kõikides suundades ühesugune (rõhk on skalaarne suurus) p p0 z+ = z0 + =const Hüdrostaatika põhivõrrand seos punkti kõrguse z ja rõhu p vahel samas punktis g g N
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 ∙ 2( ) =1,963∙ 10−3 m2 d2 2 S 2=π ∙ 2( ) =0,314 ∙ 10−3 m2 S 1 ∙ V 1 1,963 ∙ 10−3 ∙ 20 V 2= = =125,0 m/s S2 0,314 ∙ 10−3
ringprotsess ja määra termilise kasuteguri avaldise. Carnot'i protsessi saab läbi viia ideaalses mootoris kus silinder on täidetud ideaalse gaasiga, silindri seinad on mitte soojust juhtivad ja puudub hõõrdumine. Silindri pea ühendatakse vaheldumisi soojusallikaga ja jahutajaga. 1 2 protsess on isotermne paisumine (juhitakse juurde soojushulk väliselt soojusallikat) 2 -3 toimub edasine paisumine q toimel (e isoentroopne protsess). 3 4 toimub
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Mehaanikateaduskond Rakendusenergeetika Kodutöö II Üliõpilane: Mihhail Knjazetski 111294 MATMM MATM10 Õppejõud: Allar Vrager Tallinn 2013 Valida kataloogist sobiv pump, mis rahuldaks järgmisi lähteandmeid: Matr. nr. Hi Hs p2 L Q 11129 4 m m bar m l/s 2 4,5 0,24 1000 24 Vee temperatuur - (25°C) hti=1,5mH2O - survelang imitorustikus v - 1-2,5 m/s vee kiirus ds toru läbimõõt DN standardist
1. Sissejuhatus. Gaasilises olekus aine molekulid täidavad ühtlaselt kogu ruumi, molekulid on pidevas korrapäratus soojusliikumises. Molekulidevahelised kaugused on suured, mistõttu jõud nende vahel on väikesed ja jäetakse sageli arvestamata – ideaalgaas. Gaasiliste ainete mahtu väljendatakse tavaliselt kokkuleppelistel nn normaaltingimustel: temperatuur 273,15 K (0 °C) rõhk 101 325 Pa (1,0 atm; 760 mm Hg) Viimasel ajal soovitatakse kasutada gaaside mahu väljendamiseks ka nn standardtingimusi: temperatuur 273,15 K (0 °C) rõhk 100 000 Pa (0,987 atm; 750 mm Hg) Avogadro seadus. Kõikide gaaside võrdsed ruumalad sisaldavad ühesugusel temperatuuril ja rõhul võrdse arvu molekule (või väärisgaaside korral aatomeid). Kui normaaltingimustel on 1,0 Vm 22,4dm 3 / mol mooli gaasi maht ehk molaarruumala , siis standardtingimustel 101235
annaabi.ee 
