mõjub rõhk p1 saadakse tulemusena jõud F1, mis kolvivarre kaudu mõjudes kolvile 2 pindalaga A2, tekitab silindris 2 rõhu p2. Arvestamata takistusjõude saame: F1 = F2 ja p1 × A1 = p2 × A2 siit p1 × A1 = F1 ja p2 × A2 = F2 või p1 A2 = p2 A1 Rõhumuundajas toimub rõhu suuruse muutmine pöördvõrdeliselt kolbide pindaladele. Hüdrokineetika Hüdrokineetika käsitleb vedelike voolamisseadusi ja voolamist põhjus- tavaid jõude. Hüdrokineetika abil saab 17 Tallinna Tööstushariduskeskus Hüdraulika teoreetilised alused Kui mitte arvestata vedeliku pinnal ja vedelikus endas esinevaid hõõrdejõude, võib voolamisprotsessi lugeda ideaalseks. Edasi me käsitlemegi ideaalset voolamisprotsessi, kuna seda on võimalik kirjeldada piisavalt täpselt. Voolamisseadus Torus voolava vedeliku kogus mingil
punktidesse. 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. Seda rõhku näitavad manomeetrid, mistõttu nimetatakse teda ka manomeetriliseks rõhuks. Õhurõhust väiksemat rõhku nimetatakse alarõhuks e vaakumiks. Alarõhku mõõdetakse vaakummeetriga. 5. Vedelike voolamise seadused. Elementaarjuga. Elementaarjoa vooluhulk. Vedeliku voolu pidevusvõrrand. Vedeliku vooluhulga jagunemine ristumiskohtades. 6. Rõhulangud torudes ja aparaatides. Bernoulli võrrand ideaalvedelike ja reaalvedelike kohta, selle geomeetriline tõlgendus. Energiakaod vedeliku liikumisel. 7. Vedelike voolamise tüübid laminaarne, turbulentne. Kiiruse jaotus laminaarses ja turbulentses voolus. · Laminaarsel(kihilisel) voolamisel on vedeliku osakestel vaid vedeliku voolusuunaline kiirus. Vedeliku
Pindfilter. Filter, mille puhul filtreeritavad osakesed püütakse filtri välispinnale. 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
1. Hüdroajami mõiste. Tema kasutamist soosivad ja piiravad asjaolud. Hüdroajamiks nimetatakse sellist ajamit, milles energia kandjaks on vedelik. Hüdroajami väljundis muudetakse vedeliku hüdrauliline energia, mida iseloomustavad vedeliku rõhk ja vooluhulk, mehaaniliseks energiaks, mida kasutatakse seadme töös vajalike jõudude ja liikumiste saamiseks. Soosivad asjaolud: · Võimalus saada suuri jõude ja jõumomente suhteliselt väikeste komponentide abil. · Lihtne on saada nii kulgevat kui ka pöörlevat liikumist. · Liikumiste täpne positsioneerimine. · Võime startida suurtel koormustel. · Lihtne vältida ülekoormust.
Küsimused refereeritud osast 1. Torude tugevusarvutus – F= p*l*d ( p- rõhk, l-torupikkus, d-toru sisemine diameeter) 2. Voolupidevus – Muutuva ristlõikepindalaga vedeliku voolus, kus vedeliku kogus ei muutu, on vooluhulk igas ristlõikes konstantne. 𝑞1 = 𝑞2 𝑣1𝐴1 = 𝑣2𝐴2 𝑣1/𝑣2 = 𝐴2/𝐴1 Skeem 1 vihikus. 3. Kirchoffi seadus - Vedeliku voolude ristumiskohta tulevate vooluhulkade summa võrdub sealt lähtuvate vooluhulkade summaga. Skeem 2. 𝑛 𝑘 ∑ 𝑞𝑠 𝑖 − ∑ 𝑞𝑣 𝑗 = 0 𝑖 =1 𝑗=0 4. Viskoossus – vedeliku osakeste omavahelise hõõrdumise e
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 [ = mm 2 ] vm [ s] Läbimõõdu leidmiseks ristlõikepindala järgi tuletame valemi: A = ×r2 A r= A d = 2r = 2
2/2 suunaventiil 2 ava, 2 olekut (sele 8.1) Sele 8.3 Suunaventiili baassümbol Sele 8.1 2/2 suunaventiil Sele 8.4 4/3 suunaventiili tähis koos 4/3 suunaventiil 4 ava, 3 olekut juhtimisviiside ja liiteavade tähistusega (sele 8.2) Selel 8.5 on esitatud enam levinud ventiili olekute tingmärgid P = Sissevool (pumbast) T = Väljavool (reservuaari) A,B = Tööavad Sele 8.2 4/3 suunaventiil 82 Tallinna Tööstushariduskeskus Suunaventiilid Töö- ja üleminekuolekud 3-Liiteava 2-Liiteava 4- Liiteava Sele 8.5 Enamlevinud olekute tingmärgid 83
Torustikus voolab vedelik koguses q l/min. Leida, milline peab olema torustiku minimaalne siseläbimõõt mm, et tagada lubatud vedeliku voolikiirus v m/s. valida sobiva läbimõõduga terastorude standardsete torude läbimõõtude reast (toru läbimõõt ja seina paksus). Vt. lisa 1 Millist maksimaalset rõhku (bar) talub valitud toru, kui toru materjali lubatud tõmbepinge [Rm]= 400N/mm2 Antud: q= 12 l/min v=4m/s [Rm]=400 N/mm2 Leida: Dtoru= ? Pmax= ? Teisendan mahulise vooluhulga vajalikeks ühikuteks: Mahulise vooluhulga valemist avaldan voolu ristlõike pindala: q mahuline voolu hulk, m3/s; v vedeliku voolu kiirus, m/s; a voolu ristlõike pindala, m2 . Teisendan voolu ristlõike pindala sobivatese ühikutese: Voolu ristlõike pindala järgi arvutan minimaalse toru siseläbimõõdu, avaldades ringi pindala valemist diameetri. S voolu ristlõike pindala d toru siseläbimõõt
2. Milline on drosseli lülitusviis sisenemisele, väljumisele? 3. Milline nähtus kaasneb kolvi liikumisele väikestel kiirustel? Miks? 4. Kas kiiruse reguleerimine drosseliga on keerukas? Mida võiks lugeda reguleerimise puuduseks? Vastused: 1. + suunas 2. Sisenemisele 3. Lünklik liikumine. Sest kolb peab ületama takistusi ja tal on vaja enne nende ületamiseks silindrisse teatud rõhk koguda. 4. Ei ole keerukas. Vooluhulga näidiku puudumine. PN4.H1.2 Küsimused: 1. Millise kolvi liikumise (+, -) kiiruse reguleerimine toimub? 2. Milline on drosseli lülitusviis sisenemisele, väljumisele? 3. Milline nähtus kaasneb kolvi liikumisele väikestel kiirustel? Miks? 4. Kas kiiruse reguleerimine drosseliga on keerukas? Mida võiks lugeda reguleerimise puuduseks? Vastused: 1. – suunal 2. Väljumisele 3. Lünklik liikumine
Vastutusrikastel seadmetel (survemahutid, katlaseadmed jne) töötavaid mehaanilisi manomeetreid tuleb perioodiliselt kontrollida. Mehaaniliste manomeetrite eelisteks on nende töökindlus, väikesed gabariidid, võimalus mõõta suuri rõhkusid ja paigutada manomeeter seadmel mugavalt jälgitavasse kohta. 10) Töövedeliku ülesanded hüdroajamis. Töövedelikud on hüdroajamis energiakandjateks. Töövedelikuga kandub pumba poolt vedelikule antud hüdrauliline energia vedeliku vooluhulga ja rõhu näol hüdrosilindrisse või hüdromootorisse, kus see muudetakse kolvi sirgjoonelise liikumise või mootori väljuva võlli pöörlemise mehaaniliseks energiaks. *Töövedelik määrib hüdroajami elemente, *Töövedelik kannab soojusena eraldunud energia tema tekkimise kohast ära, seega jahutab ajamit *Töövedelik summutab rõhu kõikumistest tingitud vibratsioone *Töövedelik kaitseb süsteemi elemente korrosiooni eest *Töövedelik peseb süsteemi
On teada, et süsteemi mahulised kaod moodustavad pumba tootlikusest q x%. Antud: d=50mm v=1100 mm/min x=5% Leida: qmin=? l/min Arvutan süsteemi mahulise kasuteguri v. x süsteemi mahulised kaod Teisendan kolvi kulgemis kiiruse. Hüdrosilindri läbimõõdu järgi arvutan rõhuga koormatud kolvi pindala. S rõhuga koormatud kolvi pindala d kolvi diameeter Avaldan hüdrosilindri kulgeva kiiiruse valemist vedeliku vooluhulga silindrisse. v kolvi kulgev liikumiskiirus, m/min; q vedeliku vooluhul silindrisse, l/min; A rõhuga koormatud kolvipindala, mm2; v-silindri mahuline kasutegur. Vastus: silindrit toitva pumba minimaalselt vajalik tootlikus on 2,27 l/min. Ülessane 7 (variant 14) Torustikus mille siseläbimõõt on d mm, voolab vedelik kiirusega v m/s. vedeliku tihedus on kg/m3. Arvutada, milline on rõhukadu meetrites ja barides, kui torustiku pikkus on l m. vedeliku
pumba minimaalselt vajalik tootlikus q l/min. On teada, et süsteemi mahulised kaod moodustavad pumba tootlikusest q x%. Antud: d=32mm v=600 mm/min x=6% Leida: qmin=? l/min Arvutan süsteemi mahulise kasuteguri v. x süsteemi mahulised kaod Teisendan kolvi kulgemis kiiruse. Hüdrosilindri läbimõõdu järgi arvutan rõhuga koormatud kolvi pindala. S rõhuga koormatud kolvi pindala d kolvi diameeter Avaldan hüdrosilindri kulgeva kiiiruse valemist vedeliku vooluhulga silindrisse. v kolvi kulgev liikumiskiirus, m/min; q vedeliku vooluhul silindrisse, l/min; A rõhuga koormatud kolvipindala, mm2; v-silindri mahuline kasutegur. Vastus: silindrit toitva pumba minimaalselt vajalik tootlikus on 0,51 l/min. Ülessane 7 (variant 12) Torustikus mille siseläbimõõt on d mm, voolab vedelik kiirusega v m/s. vedeliku tihedus on kg/m3. Arvutada, milline on rõhukadu meetrites ja barides, kui torustiku pikkus on l m. vedeliku
Leida: P2 - anuma põhjas olev rõhk F - jõud kui anuma põhjapindala on S=2 m2 Lahenduskäik: 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
4.3 Suruõhu ettevalmistamise plokk Praktikas ühendatakse suruõhu ettevalmistusseadmed ühte plokki, mida nimetatakse õhu ettevalmistamise plokiks (sele 36). Õhu ettevalmistamise ploki moodustavad: * õhufilter, * rõhuregulaator, 35 * õliti (vajadusel). Sele 36 - Õhu ettevalmistamise plokk Õhu ettevalmistamise ploki kasutamisel tuleb arvestada järgmiseid tegureid: 1. Seadme mõõtmed määravad ära läbivoolava õhu vooluhulga. Läbivoolu suurenedes suureneb ka rõhu langus seadmes. Seetõttu tuleb õhu ettevalmistamise seadmete valikul tähelepanelikuit jälgida tootja poolt etteantud väärtusi. 2. Töörõhk ei tohi olla kunagi kõrgem kui tootja poolt seadmele etteantud maksimaalne töörõhk. Samuti ei tohi ümbritseva keskkonna temperatuur olla kõrgem kui 323 K (50°C), mis on plastikdetailidele lubatud kõrgeim töötemperatuur. 36
4.3 Suruõhu ettevalmistamise plokk Praktikas ühendatakse suruõhu ettevalmistusseadmed ühte plokki, mida nimetatakse õhu ettevalmistamise plokiks (sele 36). Õhu ettevalmistamise ploki moodustavad: * õhufilter, * rõhuregulaator, 35 * õliti (vajadusel). Sele 36 - Õhu ettevalmistamise plokk Õhu ettevalmistamise ploki kasutamisel tuleb arvestada järgmiseid tegureid: 1. Seadme mõõtmed määravad ära läbivoolava õhu vooluhulga. Läbivoolu suurenedes suureneb ka rõhu langus seadmes. Seetõttu tuleb õhu ettevalmistamise seadmete valikul tähelepanelikuit jälgida tootja poolt etteantud väärtusi. 2. Töörõhk ei tohi olla kunagi kõrgem kui tootja poolt seadmele etteantud maksimaalne töörõhk. Samuti ei tohi ümbritseva keskkonna temperatuur olla kõrgem kui 323 K (50°C), mis on plastikdetailidele lubatud kõrgeim töötemperatuur. 36
2 õhk 4 12 7 8 1 - kolonn; 2 - kraan proovi võtmiseks selge vedeliku kõrguse mõõtmise seadmel; 3 - diferentsiaalmanomeeter taldriku takistuse mõõtmiseks; 4 - ventilaator; 5 - siiber; 6 - gaasi kuluarvesti; 7 - alglahuse mahuti; 8 - pump; 9 - survepaak; 10 - rotameetrid; 11 - ventiilid vedeliku kulu reguleerimiseks; 12 - ventiil. 3 Katseseadme kirjeldus Laboratoorses kolonnis 1 (joonis1) siseläbimõõduga 98 mm on kaks sõelpõhitaldrikut: taldriku aukude läbimõõt d0 = 4 mm; taldriku paksus s = 4 mm; taldriku aukudega pinna osa vaba = 0,15; taldrikutevaheline kaugus H = 400 mm. Alumine taldrik on varustatud seadmega taldrikul oleva selge vedeliku kihi kõrguse H0 mõõtmiseks, kraaniga 2 proovi võtmiseks
V A h , seega V 0,0123 1.2 0,01476m 3 14,8l ... mis tähendab, et pumba tootlikkus peab olema 4% mahuliste süsteemi kadude korral 14,8 q 15,42l / min 0,96 Ülesanne 6 Läbi drosseli voolab vedelik tihedusega ρ = 750 kg/m3. Milline on vedeliku vooluhulk läbi drosseli l/min, kui rõhkude vahe drosseli ees ja järel on Δp = 50 bar. Drosseli avanenud ristlõike pindala A = 4mm2. Vooluhulga tegur μ=0,65 Vastus Δp = 50bar = 50x105 Pa 2p (Näite 1 ja 2, lk. 26, põhjal q A 2 A = 4mm = 0,4x10 m -5 2 hüdraulika õpikust) μ = 0,65 ρ = 750 kg/m3
2 õhk 4 12 7 8 1 - kolonn; 2 - kraan proovi võtmiseks selge vedeliku kõrguse mõõtmise seadmel; 3 - diferentsiaalmanomeeter taldriku takistuse mõõtmiseks; 4 - ventilaator; 5 - siiber; 6 - gaasi kuluarvesti; 7 - alglahuse mahuti; 8 - pump; 9 - survepaak; 10 - rotameetrid; 11 - ventiilid vedeliku kulu reguleerimiseks; 12 ventiil 2 Katseseadme kirjeldus Laboratoorses kolonnis 1 (joonis1) siseläbimõõduga 98 mm on kaks sõelpõhitaldrikut: taldriku aukude läbimõõt d0 = 4 mm; taldriku paksus s = 4 mm; taldriku aukudega pinna osa vaba = 0,15; taldrikutevaheline kaugus H = 400 mm. Alumine taldrik on varustatud seadmega
muutub ruumala kuni 5%. Viskoosus vedeliku omadus takistada oma osakeste liikumist üksteise suhtes. Eristab ideaalseid vedelikke reaalsetest. Ideaalsetes vedelikes viskoossust ei arvutata. Laminaarselt liikuva vedeliku kihtide vahel tekib viskoossust põhjustatud hõõrdejõud, mida kirjeldab I Newtoni valem: , kus - hõõrdepinge erinevate kihtde vahel, - absoluutse viskoossuse tegur dünaamiline viskoossus (Pas), - kiirusgradient, A- kihtide vaheline pindala m2, - kinemaatiline viskoossustegur Mõlemad viskoossused olenevad vedeliku liigist, temperatuurist ja rõhust ning määratakse katseliselt viskosimeetri abil.vedeliku soojenedes viskoosus väheneb, rõhu tõustes suureneb. Kinemaatilist viskoossust saab arvutada J. Poiseulle' valemist. Kui vesi on 18°C siis võiks võtta =10-6 (m2/s). Küllastunud auru rõhk rõhk, mille juures hakkab vesi keema ja muutub auruks
imiavas peab olema suurem küllastunud auru survest st. pi /(g) + vi2 /(2g) = hka + ( h) , siis viies selle tingimuse Bernoulli võrrani järgi saadud imikõrguse valemisse hi = põ/g ( pi /(g) + vi2 /(2g) +hti)) saame , et pumba kavitatsiooniohuta tööks tuleb vähendada tema arvestuslikku staatilist imemiskõrgust (hi [m]) pumba passis antud kavitatsioonivaru ( h [m] ) võrra. hi = põ/g (hka + hti ) - h ) [m] Pumba kaviteerimisohtu saab vähendada : - jõudluse vähendamisega ( vooluhulga vähenedes väheneb ka kavitatsioonivaru vastavalt pumba karakteristikale - vt.graafik pumba põhiparameetrid). 5 - pöörlemissageduse muutmisega , mida võib arvutada valemiga hn2 = hn1( n2 /n1)2 - survekao vähendamisega imitorus (vt. imikõrguse valem): hi = põ/g ( pi /(g) + vi2 /(2g) +hti) Selleks tehakse imitoru survetorust tunduvalt jämedam , et voolukiirus ei oleks suur. Soovitatav voolukiirus imitorus on (0,88...
Mõisted reaalne fluidum- Reaalvedelikud jaotatakse: - tilkvedelikud – moodustavad homogeense võõristeta ja tühikuteta keskkonna (vedelikud), on praktiliselt kokkusurumatud ning väikese ruumpaisumisteguriga, - gaasid ja aurud - on kokkusurutavad, tihedus sõltub temperatuurist ja rõhust. ideaalne fluidum -vedelik, millel on konstantne tihedus ja nulliline viskoossus. See tähendab, et ideaalvedelikul on lõpmatult suur voolavus, ta liikumine on hõõrdevaba (puudub viskoossus); ta ei ole rõhu mõjul kokkusurutav ning ta tihedus ei muutu temperatuuri muutudes. perioodiline protsess- protsess,mis toimub tsüklitena (seeriatena) s.t. on teatud ajavahemike järel korduv, seejuures protsess viiakse igas tsüklis lõpuni.
õhk 4 12 7 8 Joonis 2. Katseseadme skeem. 1 - kolonn; 2 - kraan proovi võtmiseks selge vedeliku kõrguse mõõtmise seadmel; 3 - diferentsiaalmanomeeter taldriku takistuse mõõtmiseks; 4 - ventilaator; 5 - siiber; 6 - gaasi kuluarvesti; 7 - alglahuse mahuti; 8 - pump; 9 - survepaak; 10 - rotameetrid; 11 - ventiilid vedeliku kulu reguleerimiseks; 12 - ventiil. Töö käik AMMONIAAGI VESILAHUSE VALMISTAMINE JA AMMONIAAGI KONTSENTRATSIOONI MÄÄRAMINE Valmistatakse 20 l 0,050,1 n ammoniaagi vesilahust kasutades selleks kontsentreeritud (25 mass%, tihedus 0,91 g/cm3) NH3 vesilahust ja kraanivett. Lahuse kontsentratsioon määratakse 20 ml proovi tiitrimisega 0,1 N HCl-ga indikaatori (metüüloranz) juuresolekul -- proovi kollane
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
