masini hidraulice

download masini hidraulice

of 116

  • date post

    06-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    121
  • download

    23

Embed Size (px)

description

Curs de masini hidraulice de la UTCB

Transcript of masini hidraulice

UNIVERSITATEA DIN BACU FACULTATEA DE INGINERIE

IULIAN FLORESCU

MAINI HIDRAULICE

NOTE DE CURS PENTRU UZUL STUDENILOR

Editura ALMA MATER Bacu 2007

UNIVERSITATEA BACU

Tiparul executat sub comanda nr... UNIVERSITATEA din BACU Str. Spiru Haret nr. 9 Bacu Aprut n anul 2007

________________________________________________________________________________________________

PREFA

Odat cu celelalte discipline tiinifice, Mainile hidraulice s-au dezvoltat rapid n ultimul timp, numeroasele cercetri efectuate lrgind mult cunotinele asupra modului de funcionare i a caracteristicilor constructive, ct i a numeroaselor aspecte a cror rezolvare depinde de cunoaterea aprofundat a acestora. Paralel a crescut i numrul aplicaiilor n diverse ramuri ale tehnicii moderne, pentru a cror dezvoltare cunoaterea fenomenelor specifice fluidelor a devenit indispensabil. Lucrarea este rezultatul activitii didactice i tiinifice a autorului, profesor doctor inginer n cadrul Catedrei de Energetic, Mecatronic i tiina Calculatoarelor i se bazeaz pe concepia unitar de predare a acestei discipline n toate universitile tehnice din ar. Aceast lucrare ncearc s dea o prezentare a aspectelor eseniale ale teoriei, calculului i proiectrii echipamentelor specifice disciplinei, de asemeni a problemelor reprezentative, precum i modul specific de rezolvare a lor. Lucrarea cuprinde pe ntinderea a 8 capitole aplicarea ecuaiilor i teoremelor generale ale Mecanicii fluidelor n studiul mainilor hidraulice i acionrilor hidrostatice i studiul caracteristicilor funcionale mecanice i energetice ale acestora. Majoritatea capitolelor au un coninut teoretic pronunat cu demonstraii relativ simple i punctate cu descrieri tehnice aplicative. Lucrarea se adreseaz n primul rnd studenilor facultilor cu profil mecanic i energetic i are ca scop aprofundarea i consolidarea sub aspect teoretic i aplicativ a cunotinelor legate de acionrile i sistemele de comand utiliznd diferite tipuri de fluide. Totodat ofer soluii tiinifice pentru alegerea unor subiecte de cercetare aprofundat i este folositoare specialitilor din industriile de profil.

Iulian Florescu

________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________ LISTA DE NOTAIIA aria At atmosfera fizic a (a x , a y , a z ) vectorul acceleraie a viteza de propagare a loviturii de berbec at atmosfer tehnic b limea deversorului; C coeficientul lui Chzy; viteza absolut n turbomaini; centru de caren; centrul de presiune c viteza sunetului; D diametrul E energia total unitar; modulul de elasticitate (solide) Eu numrul lui Euler fora F fora de greutate Fg exponentul politropic; frecvena; turaia turbomainii ns rapiditatea n funcie de putere nq rapiditatea n funcie de debit turaia unitar n1 Oxyz triedrul de referin Ox1y1z1 triedrul ataat unui corp n micare P perimetrul udat; p presiunea tensiunea unitar de suprafa pn

n

FmFp

fora masic fora de presiune fora de suprafa numrul lui Froude frecvena rezultanta forelor de inerie unitare rezultanta forelor masice exterioare unitare centrul de greutate acceleraia gravitaiei sarcina hidrostatic; energia specific; energia specific (sarcina) turbomainilor adncimea; presiunea static nlimea de aspiraie sarcina unui rotor real, fluidul perfect sarcina teoretic a unui rotor ideal cu un

FsFr f fi

fm G g HH0 Hs Ht

H t

numr infinit de pale; hr energia disipat (pierderea de sarcin) Ix(Iy,Iz) componenta impulsului pe axa Ox (Oy, Oz); momentul de inerie al suprafeei S fa de Ox (Oy, Oz) i ( j , k ) versorul axei Ox (Oy,Oz)

K k L llvM MaM0

momentul cinetic exponentul adiabatic lungimea; lucrul mecanic lungimea; lucrul mecanic; lungimea de amestec (Prandtl); lucrul mecanic unitar al forelor de viscozitate momentul rezultant numrul lui Mach vectorul moment n raport cu punctul O masa vectorul normalei

m

n

presiunea atmosferic (pat) presiunea critic presiunea dinamic presiunea manometric presiunea static debitul volumic; debitul surs punctiform; debitul QM debitul masic QG debitul gravific debitul unitar Q1l q debitul specific; R raza (cilindru, sfer); raza hidraulic; constanta gazelor perfecte; rezistena la naintare; raza de curbur rezultanta forelor exterioare R Re numrul lui Reynolds vectorul de poziie r r(,z) coordonata cilindric S suprafaa Sh numrul lui Strouhal s elementul de arc T temperatura absolut; perioada vectorul tangent la arcul ds t t timpul U potenialul forelor masice u(v,w) componenta vitezei pe axa Ox (Oy,Oz) u (v , w ) componenta pe Ox (Oy,Oz) a vitezei n micarea medie ul(vl,wl) pulsaiei componentei vitezei pe Ox(Oy,Oz) viteza de transport la turbomaini u V (u , v , w ) vectorul vitez V (u , v , w ) vectorul vitez n micarea medie V l (u l , v l , wl ) vectorul pulsaie al vitezei V viteza medie n seciune v volumul specific (masic) X(Y,Z) coordonata cartezian; componenta forei masice unitare pe Ox (Oy,Oz); valoarea adevrat a unei msurtori x(y,z) coordonata cartezian z variabila complex (planul z) W(z.t) potenialul complex coeficientul lui Coriolis;

pa pcr pd pm pst Q

_______________________________________________________________________coeficientul de compresibilitate izoterm (modulul de compresibilitate) circulaia vectorului vitez; intensitatea vrtejului greutatea specific rugozitatea absolut lungimea caracteristic; grosimea stratului limit; grosimea peliculei de lubrifiant; grosimea substratului laminar; grosimea (perete); l grosimea substratului (filmului) laminar modulul de elasticitate (fluide); coeficientul de viscozitate turbulent (Boussinesq) coeficientul rezistenei locale viscozitate dinamic; randamentul h randamentul hidraulic v randamentul volumic m randamentul mecanic viteza de deformaie volumic coeficientul lui Darcy; coeficientul pierderilor de sarcin lineare viscozitate cinematic produsul criterial densitatea tensiunea superficial a lichidului componenta tangenial a tensiunii unitare tensiunea tangenial ( , ) versorul axei tangeniale n triedrul lui Frenet 0 tensiunea tangenial pe perete funcia de deformaie potenialul vitezelor (planul z); funcia de curent (planul z) ( x , y , z ) vectorul vrtej

viteza unghiular

_________________________________________________________________________

CUPRINS

Capitolul1. Introducere .............................................................................................11 1.1. Generaliti .................................................................................................. ..11 1.2. Randamentele mainilor hidropneumatice.......................................................12 1.3.Clasificarea mainilor hidraulice i pneumatice................................................14 Capitolul 2. Turbine hidraulice .................................................................................16 Capitolul 3. Turbopompe ...........................................................................................20 3.1. Clasificarea turbopompelor ...............................................................................20 3.2. Instalaii de pompare ........................................................................................ 22 3.3. Cinematica micrii n rotorul unei turbopompe ............................................. 24 3.4. Relaia lui Bernoulli n micarea relativ din rotoarele turbomainilor ................................................................ 25 3.5. Aplicarea teoremelor impulsului i momentului cinetic n micarea relativ din rotoarele turbomainilor ........................................... 27 3.6. Schimbul de energie n rotor ........................................................................... 29 3.7. Ecuaia turbopompelor .................................................................................... 30 3.8. Influena unghiului de ieire al palei ............................................................... 31 3.9. Curbe caracteristice ale turbopompelor .......................................................... 32 3.10. Caracteristica H(Q) a unei turbopompe ........................................................ 33 3.11. Cavitaia turbomainilor i determinarea nlimii de aspiraie .................... 36 3.12. Determinarea nlimii de aspiraie a unei pompe centrifuge ........................39 3.13. Similitudinea turbopompelor .........................................................................40 3.14. Reglarea turbopompelor ................................................................................43 Capitolul 4. Ventilatoare ............................................................................................44 4.1. Clasificarea ventilatoarelor .............................................................................44 4.2. Ecuaia energiei aplicat ventilatoarelor .........................................................44 4.3. Ventilatoare centrifuge ....................................................................................45 Capitolul 5. Maini volumice .......................................................................................46 5.1. Generaliti ......................................................................................................46 5.2. Pompe cu piston ..............................................................................................47 5.3. Maini cu pistonae axiale ...............................................................................48

_________________________________________________________________________

5.4. Maini cu pistonae radiale ............................................................................. 49 5.5. Maini cu palete culisante ................................................................................50 5.6. Maini cu roi