Hidraulika. 1.előadás A hidraulika alapjai. Szilágyi Attila, NYE, 2018.

Átírás

1 Hidraulika 1.előadás A hidraulika alapjai Szilágyi Attila, NYE, 018.

2 Folyadékok mechanikája Ideális folyadék: homogén, súrlódásmentes, kitölti a rendelkezésre álló teret, nincs nyírófeszültség. Folyadékok és gázok tulajdonságai: alakváltozással szemben csekély ellenállást fejtenek ki, felveszik az edény alakját, nyírófeszültség hatására elmozdulnak, A mozgás és a termodinamikai állapot hely és idő függvényeként felírható. A folyadékok összenyomhatatlanok, míg a gázok összenyomhatóak, a folyadékok sűrűsége (közel) állandó, a gázoké változó. A hangsebesség alatti áramlással a hidrodinamika, a hangsebesség feletti áramlással a gázdinamika foglalkozik.

3 Hidraulikai törvények Pascal törvénye: A folyadékokban a külső nyomás minden irányban gyengítetlenül terjed. F N A nyomás egységnyi felületre ható súlyerő. p Pa A m A nyomást a folyadékoszlop magasságának (nyomómagasság) és fajsúlyának szorzatával is kifejezhetjük. A nyomóerő nem függ az edény alakjától. A kontinuitási törvény: az áramerősség minden keresztmetszetben ugyanakkora. 3 m m Q A1 v1 A v m s s Bernoulli tétele (az energia-megmaradás és a kontinuitás alapján): folyadék áramlásakor a statikus és a dinamikus nyomások összege állandó. p g h v állandó

4 Hidraulikai munkavégzés A folyadékok által végzett munka: A hidraulikus teljesítmény: Hidraulikai áttétel: alapján J V p s F W W s m Pa Q p P A F A F p 1 1 A A F F i /1.forrás alapján/

5 Áramlás jellege A folyadék áramlási jellemzőjét a dimenziótlan Reynolds szám segítségével tudjuk meghatározni. vd Re ahol Re kritikus = 30 v a folyadék áramlási sebessége [m/s], d a csőátmérő [m], ρ a folyadék sűrűsége [kg/m 3 ], η a dinamikai viszkozitás [Pa s]. Ha Re > 30 akkor az áramlás turbulens (örvények keletkeznek), Ha Re < 30 akkor az áramlás lamináris (egyenletes az áramlás).

6 Viszkozitás Viszkozitás: belső súrlódás, folyadékokban az egyes rétegek között kialakuló súrlódás. Dinamikai viszkozitás: η [Pa s] Kinematikai viszkozitás: ϑ [m /s] A viszkozitás függ a folyadék hőmérsékletétől, magasabb hőmérsékleten alacsonyabb a viszkozitás, alacsonyabb hőmérsékleten magasabb a viszkozitás. Viszkozitási index DVI: Dinamikai viszkozitási index KVI: Kinematikai viszkozitási index Pa s kg 3 m m s

7 A munkafolyadékok jellemzői A súrlódó gépalkatrészek kopásának csökkentése: száraz súrlódás helyett folyadéksúrlódás, a súrlódás során keletkező hő elvezetése, dugattyús gépeknél tömítés biztosítása a hengerfal és a dugattyú között, nehezen öregedjenek, hő hatására keletkező kokszszerű, gyantás lerakódások minimálisak legyenek, megfelelő lobbanáspont, megfelelő viszkozitás, jó kenőképesség és tisztító hatás, alacsony dermedéspont, korróziót ne okozzon, kis hamutartalmú legyen, szilárd anyagot ne tartalmazzon, ne habosodjon, ne képezzen emulziót.

8 A hidraulika A hidraulika két fő részre bontható: hidrodinamikára és hidrosztatikára. A hidrodinamika a folyadékok mozgási energiáját felhasználó energiaátvitelt tárgyalja. A hidrosztatika a folyadékok nyomási energiáját felhasználó energiaátvitelt tárgyalja.

9 Ellenőrző kérdések Mit ír le a Bernoulli egyenlet mint a hidrodinamika alapja? Mit fogalmaz meg a kontinuitási törvény és egyenlet? A hidraulikai áttétel kialakításának módja és összefüggései? Olajok viszkozitása és összefüggései? A Newton-i folyadék és az ideális folyadék értelmezése? A kinematikai és a dinamikai viszkozitás összefüggései, mértékegységei? Reynolds-szám értelmezése és használata?

10 Felhasznált irodalom 1. Anka István: A hidromotoros hajtás és szabályozás, Mezőgazdasági Kiadó, Szabó Szilárd: Erő- és munkagépek, előadásvázlat, Miskolci Egyetem, Vajta László: Kenéstechnikai kézikönyv, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, Vámos Endre (szerk.): Tribológiai kézikönyv, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, Vincze Árpád: Hidraulikus berendezések üzemeltetése és karbantartása, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1973.

11 Könyvajánló