гидравликийн хууль

Basic theories of Hydraulics fluids movement, fluid flow and pressure loss

Chapter 1.

History of Hydraulic Technology

Chapter 2.

Basic Theories of Fluids Movement

Chapter 3.

Fluid Flow and Pressure Loss

Chapter 4.

Force and Velocity of Cylinder

Chapter 5.

Power and Efficiency

Ãèäðàâëèêèéí øèíæëýõ óõààí íü øèíãýíèé òýíöâýðèéí áàéäàë , øèíãýíèé óðñãàë õºäºëãººíèé ç¿é òîãòîë , øèíãýí áà õàòóó áèåèéí õàðèëöàí ¿éë÷ëýë , øèíãýí õàòóó áèåèéã òîéðîí óðñàõ çýðýã àñóóäëûã ñóäëàñíû ¿ð ä¿íä óñíû èíæåíåðèéí áàðèëãà áàéãóóëàìæóóä , õèé , øèíãýí , äóëààí äàìæóóëàõ áàðèëãà áàéãóóëàìæóóä , ìàøèí òåõíèêèéí áà ¿éëäâýðèéí òîíîã òºõººðºìæ¿¿äûí øàòàõ òîñëîõ ìàòåðèàëóóä , õºðãºëòèéí áîëîí àæëûí

øèíãýí¿¿ä , äóëààí ñîëèëöîîíû àïïàðàòóóä , õèé , øèíãýíèé õºòë¿¿ð¿¿äèéí èíæåíåðèéí òºñºë òîîöîîã ã¿éöýòãýõýä îíîëûí ¿íäýñ áîëæ ºãäºã

Ãèäðàâëèêèéã îíîëûí áà ïðàêòèêûí ¿íäñýí õî̧ ð õýñýãò õóâààí ¿çýæ áîëíî

Îíîëûí ãèäðàâëèê íü ãèäðîñòàтèê , ãèäðîäèíàìèê , êèíåìàòèê ãèäðàâëèê ãýñýí ãóðâàí ñàëáàðò õóâààãäàíà.

Ãèäðîñòañèê íü øèíãýíèé ôèçèê îðчèí äàõü òýíöâýðò áàéäàëûã ñóäëàäàã.

Ïðàêòèê ãèäðàâëèê íü îíîëûí гидравликийн хуулиудыг , техникт хэрэглэх туршилт судалгааг явуулж техник

.технологыг оновчтой шийдлүүдийг боловсруулдаг

Structure of Hydraulic system Chapter 1. Introduction to Hydraulics

Construction : bulldozer, excavator, crane, truck, etc

Transportation : dump-truck, concrete mixer truck, folk lift

Ship : Winch, steering gear, etc

Machinery : machining center, multi-axis drill machine, etc

Plastic machinery : catapult, extruder, etc

Steel machinery : rolling mill, continuous casting machine, etc

Printing machinery :Rotary press, offset press, shredder, etc

Other : Robot, airplane, rocket, etc

Application Fields of Hydraulic Technology

Chapter 1. Introduction to Hydraulics

Chapter 2. Fundamental of Hydraulics

Pressure Transmission

Continuity Equation

Pascal’s Law

Дараах äèàãðàìààð ãèäðàâëèêèéí ¿íäñýí ñèñòåìèéã èëýðõèéëñýí áàéíà. Õýëõýýíèé øóãàìóóä ººð ººð ºíãºòýé áàéãààã àíõààðààðàé. Ýíý íü õýñýã òóñ á¿ðäýý ººð ººð äàðàëòòàé áàéãàà èëýðõèéëæ áàéãàà áà óëààíààð õàìãèéí ºíäºð äàðàëòòàé, öýíõýðýýð áëîêëîãäñîí áóþó óðñãàëã¿é, íîãîîðîîð áóöàõ áóþó õàìãèéí áàãà äàðàëòòàé õýñãèéã òóñ òóñ õàðóóëæ áàéíà. Åðºíõèé ñèñòåì íü äàðààõü ýä àíãèàñ á¿ðäýíý. ¿̄íä:1.Øèíãýí / fluid2.Áàê /øèíãýíèé ñàâ /tank3.Ôèëòåð / ø¿¿ð /filter4.Íàñîñ / øàõóóðãà /pump5.Óäèðäëàãûí õàâõëàã / control valve6.Õºòë¿¿ð / actuator/ ã¿éöýòãýõ ìåõàíèçì /7.Øóãàì / lines/8.Õàìãààëàõ õàâõëàã / relief valve/9.Õºðã¿¿ð / cooler/


Bha1188.avi


History of Hydraulic Technology

Hydraulic technology is to give and control power and movement by fluid.

There are many fields using the hydraulic system and devices.

Present

‘1940 : Hydraulic device, Aero,

Servo motor

‘1920 : Hydraulic Pump

‘1882 : Planer reciprocation motion

‘1750 : Bernoulli’s Principle

‘1550 : PASCAL’s law

2000 years ago : Hydraulic TurbineIn 1650, when he pressed the cork of fulfilled wine bottle by hand, he saw breaking of the bottom of bottle - Pascal found that Pressure will transmit to every direction constantly within the contained fluid

In 1750, Bernoulli found that fluid energy conservation theory.

Figure 1 - Liquids and gases have no shape of their own.

Figure 2 - Gases compress; l iquids are virtually incompressible.

Figure 3 - I l lustration of Pascal's law.

Figure 4 - Containers can take any shape.

Gas and fluids characteristic

, : , / /, Хий шинж чанар Урсамтгай шахагдахгүй шингэн хэлбэр, байхгүй хий= V- , ихсэнэ багсана шингэн=V-0 .тэмүүлэнэ

, Хий ба шингэнийг эзэлж буй орон зайд тасралтгүй түгсэн нэл . орчин гэж үздэг Шингэний нэг байрлалаас нөгөө байрлалд

.шилжих шилжилтийг шингэний урсамтгай чанар гэнэ

Механикт хий ба шингэний нягт орчин гэж үзэх бөгөөд шингэний . нягт даралтаас бага хамаарана Нягт нь хугацаанаас хамаарч

, өөрчлөгдөхгүй бүх хэсэгт нягт нь адил байдаг шингэнийг үл .шахагдах шингэн гэнэ

, Хий шингэний шинж чанар

Chapter 2. Basic Theories of Fluids Movement

Pascal’s lawPascal’s law

Паскалийн хууль

Паскалийн хууль ёсоор битүү саванд буй шингэнд үйлчлэх даралт , шингэний бүх чиглэлд ижил тархаж үйлчилж буй гадаргууд

перпиндикуляр үйлчилнэ.

: Зураг Паскалийн хууль

(1) Битүү саванд буй шингэний даралт нв үйлчилж буй гадаргуутай

.перпиндикуляр байна

(2) Шингэнд үйлчлэх даралтын хэмжээ бүх чиглэлд адил тэнцүү.байна

(3) Шингэнд даралтаар үйлчилхэд даралт нь шингэний жинг үл харгалзан

шингэнд бүхэлд .нь тэгш тархана

Pascal’s law

Chapter 2 . Basic Theories of Fluids Movement

\ A\ Саван дахь шингэний хувьд нэгж талбайд Δ хүч үйлчилхэд\ F\ (P) . Δ даралтын хэмжээ дараах хэлбэртэй олдоно

. байна Үүнд:

, A 0 (P) " " Энд Δ → байгаа үед даралтын хэмжээг хэвийн даралт. F : гэнэ Даралтын хүч нь А талбайд порпорцианаль байна

P=F/A нэгж [ па ] “ Гидравликт даралт гэдэг нь нэгж талбайд үйлчлэх хүчний

” .хэмжээ байдаг Олон улсын нэгжийн систем болох метрийн

1960 системийг онд Олон улсын стандартын байгууллагаас . батласнаар стандарт болгон мөрдөж байна

Уг системээр паскалийн нэгж ( ) (Па буюу H/m2)- . ээр даралтыг илэрхийлэх болсон pascal's law.FLV

Figure 11 - Determining pressure in SI units.

Pressure TransmitPressure Transmit

Даралт дамжуулалт

\ 2\- . Зураг д даралт хэрхэн дамжуулдгийг үзүүлэв Шингэний шахуургын . ажиллагааг авч үзье Бүлүүрээс шингэнд F1 F2ба - гэсэн хүч

. үйлчилхэд шингэнд тодорхой даралт үүсч байна Бүлүүр ба шингэний, , үрэлт шингэн алдалт энергийн алдагдал байхгүй гэж үзвэл бүлүүрээс

. шингэнд үйлчлэх даралтыг доорх байдлаар илэрхийлж болно

Даралтын өөрчлөлт өөр шингэний потенциалэнерги өөрчлөгдөх өөрчлөлтийг авч үзэхгүйгээр тэгшитгэлийг

.дараах байдлаар хялбаршуулж болно

Өөрөөр хэлбэл бүлүүрт үйлчилж байгаа хүч нь бүлүүрийн хөндлөн . / 2 /- 2- огтлол ын тайлбайтай пропорциональ байна Зурагт д р

A2 1- A1- F2 бүлүүрийн тайлбай нь р бүлүү рийн тайлбай ээс бага бол ньF1- . ээс их байна

, .Гидравлик даралт унтраалгын суурь зэрэг нь ийм зарчмаар ажиллана

Pascal’s law


Pressure Transmission

Increase in power

PUMP ACTUATOR

A

1000 kg

100 cm2

10 cm2

10 kg/cm2

100 kg= P =F

AFA

Chapter 2. Fundamental of Hydraulics

Continuity EquationContinuity Equation

Урсгал тасралтгүйн тэгшитгэл

. Шингэн дамжуулах битүү системд шингэний масс халгалагдна Шингэн урсаж буй тухайн хоолойд үл шахагдах

, шингэний урсгалын хурд хоолойн хөндлөн огтлолын . талбай хоёрын үржвэр тогтмол байна

А /area/*V /velocity/=const=V /Volume/

Өөрөөр хэлбэл Битүү системд хоолойгоор орж байгаа болон гарж байгаа ургасгалын түвшин масс хадгалагдах

. хуулиар ижилхэн байна Үүнийг урсгал тасралтгүйн тэгшитгэл гэнэ

A1V1=AV1=const

Fluids flow


ρ-Шингэний нягт

ν–Шингэний урсгалын хурд

А–хоолойн хөндлөн огтлолын талбай

Continuity EquationContinuity Equation Fluids flow


Т эгшитгэлийг эмхэтгэвэл dm/dt нь хоолой дахь шингэний урсгалын масс нь нэгж 1 хугацаанд А хөндлөн огтлолоор дамжин урсах

/шингэний масс ρ*А*ν / .байна Урсгал тасралтгүйн .тэгшитгэл дараах байдалтай болно

Шингэн шахагдахгүй буюу нягт нь ρ=const : тогтмол гэж үзвэл ТиймээсQ=A*ν

Q . Энд нь шингэний зарцуулалт болно Хоолойн дурын хөндлөн . огтлолын талбайд шингэний урсгалын зарцуулалт тогтмол байна

, Өөрөөр хэлбэл ги дравликт шингэний урсгалын " ” зарцуулалт гэдэг нь нэгж хугацаанд урсаж буй шингэний хэмжээ

.байдаг

, Тэгвэл шингэний урсгалын зарцуулалт / Л МИН буюу cm3/sec нь . нэгж хугацаагаар илэрхийлнэ Түүнчлэн шингэний урсгалын " хурд гэдэг нь Нэгж хугацаанд

” . шингэний туулах зай юм :Дээрх тэгшитгэлээс гаргалгаа хийвэл

ν=Q/A m/c . Хэмжих нэгж нь байна

Bernoull i EquationBernoull i Equation

Бернуллийн тэгшитгэл

Бернуллийн тэгшитгэл нь шингэний энерги хадгалагдах хуулийг.харуулна

. Шингэн дамжуулах системд гурван төрлийн энерги бий гэж үзнэ Эдгээр нь

1) ,даралтын энерги /Шингэн д даралт үзүүлэхэд шингэний энергиихсэнэ/

2) хурдны энерги / Шингэнийг хөдөлгөөнд оруулахад шаардагдах энергийг хөдөлгөөний энерги гэнэ /

3) потенциал энерги юм. / энэ энерги нь шингэний өргөгдсөн өндрөөс. /хамаарана

Уг тэгшитгэлээр шингэний энерги хадгалагдах хуулийг. , тайлбарлана Аглуун бус үл шахагдах шингэний тогтмол

урсгалд бүрэн даралт болон потенциал, хурдны ба кинетик энергийн .нийлбэр урсгалын дурын хөндлөн огтлолд тогтмол байна

:Үүнд ν –Х урд -өндөрɀ γ- татах хүч p– даралт

Fluids flow


Bernoull i EquationBernoull i Equation Fluids flow


Питогийн хоолой

Ѕ1=ν1Δt , Ѕ2=ν2Δt –volume

F1=P1*A1, F2=P2*A2

Laminar and Turbulent FlowLaminar and Turbulent Flow Fluids flow

Chapter 3. Fluid Flow and Pressure Loss

Тэгшитгэл дэх элемент бүр уртын нэгжээр илэрхийлбэл доорх байдлаар. илэрхийлнэ

Үүнд:

, / /Шилжсэн өндөр даралтын энерги Гидростатик даралт =

, / /Хурдны өндөр хурны энерги Динамик даралт =

, / /Потенциал өндөр потенциал энерги Статик даралт =

, Нийт өндөр Нийт энерги =



Шингэний урсгал ?гэж юу вэ

2-1. ( ) ( ) Ламинар шууд ба Турбулент хуйларсан урсгал

( ) ( ) 2 Шингэний урсгал нь ламинар шууд ба турбулент хуйларсан гэсэн . төрөл байдаг Ламинар ургалтай үед кинематик аглуун чанар

, . харьцангуй өндөр шингэний хурд харьцангуй удаан байна Ламинар урсгалыг нарийхан хоолой болон шингэн ба жижиг . зүйлсийн хооронд харилцан хамаарлаас тодорхойлж болно Турбулент , урсгалын үед кинематик аглуун чанар бага шингэний хурд

. . өндөр байна Турбулент урсгал бүдүүн хоолойд явагдана , Гидравлик системийн ихэнх эд анги маш нарийхан урсгалын сувагтай

шингэн нь кинематик аглуун чанар өндөртэй байдгаас ихэнх урсгал . ламинар байдаг “ Хоолой доторх шингэний урсгал ламинар

?”, “ ?” . байна уу эсвэл турбулент байна уу гэдгийг олж мэдэх нь чухал Энд ламинар урсгал турбулент урсгалд шилжих нөхцөлийг

тодорхойлсон Осборн Рейнольдсийн туршилт .байдаг

: - Үүнд ν кинематик аглуун чанар

A - ( m) хоолойн дотоод диаметр

Re - Рейнолдсын тогтмол haluun ba hiuten_xvid.avi ursgal_xvid.avi



Эндээс харахад Рейнольдсийн тоо нь тухайн шингэний урсгалын

, хурд хоолойн дотоод диаметрийн үржвэртэй шууд

хамааралтай харин кинетик аглуун чанартай урвуу

. хамааралтай байна Шингэн нарийн хоолойгоор удаан орж ирэх үед

аглуун чанар ихсэж аглуун чанарын хүч инерцийн хүчнээс их болж

Рейнольдсийн 0 . тогтмол нь рүү тэмүүлнэ Шингэн хурдтай орж

, ирэх үед Рейнолдсийн тогтмол ихсэж шингэн ламинар урсгалаас

. турбулент урсгалд шилжинэ Шингэний урсгал ламнараас

турбулент болон шилжих үед хоёр өөр урсгалын хоорондох зааг

“ ” дээрххурдыг критик хурд гэх ба уг цэг дээрх

“ ” . Рейнольдсийн тогтмол Рейнолдсын критик тоо гэнэ

Рейнольдсийн критик тоо нь урсгалын шилжилтийг тодорхойлдог

Re=2300 хэмжээсгүй тоо бөгөөд болоход урсгал Турбулент

.болдог байна

Re < 2300 ... Ламинар урсгал

Re > 2300 ... Турбулент урсгал

Pressure Loss in Pipe Pressure Loss in Pipe Pressure


Хоолой дахь даралтын алдагдал

Шингэний систем дэх энергийн алдагдлын үндсэн шалтгаан нь . шингэний аглуун ба үрэлтийн шинж чанартай холбоотой Шингэний

үрэлт болон аглуун чанараас үүдэн шингэний хүчний системд .энергийн алдагдал үүснэ

Хоолой дахь даралтын алдагдлыг тооцоолохдоо Дарсигийн .тэгшитгэлийг хэрэглэдэг

:Энэ тэгшитгэл дэх

λ- үрэлтийн коеффициент

l - ( ) хоолойн урт м

d - ( )хоолойн дотоод диаметр м

υ - ( / ) шингэний дундаж хурд м с

g - ( m/s2) хүндийн хүчний хурдатгал

/ / - , Дээрх параметрийн хувьд үрэлтийн коеффициент λ ийн утга Рейнольдсын тогтмол болон хоолойн дотоод диамертэй хамааралтай

.байна

Pressure Loss in Pipe Pressure Loss in Pipe Pressure


, Дарсигийн тэгшитгэлийг ашиглавал ламинар урсгалтай хоолой дахь даралтын алдагдал тогтмол 64-тэй тэнцүү .байна

Үрэлтийн коеффициентыг Рейнольдсийн .тоогоор хуваасантай тэнцэнэ

3-5 Зураг Хоолой дахь даралтын алдагдал

Шингэний урсгал ламинар байхад зөвхөн үрэлт л үрэлтийн алдагдал. үүсгэнэ Харин урсгал турбулент байхад аглуун чанарын үрэлтээс гадна хоолойн дотор хананы биржгэр гадаргуу үрэлтийн алдагдал үүсгэж

. .болно Иймд хоолой дахь урсгалыг ламинар бай вал зохино

Force and Velocity of CylinderForce and Velocity of Cylinder cylinder

Chapter 4. Force and Velocity of Cylinder

, Хоёр талын ажиллагаатай цилиндрийн хүч хурдыг доорх байдлаар. тооцоолно

(1) Цилиндрийн хүч

① Эсрэг даралтгүй.

② Эсрэг даралттай.

(2) Цилиндрийн хурд

: Жишээ бодлого: Жишээ бодлого

Chapter 4. Power and Eff iciency

-Piston area ratio = 1.45,

- Piston diameter - D = 70 mm,

- Rod diameter - d = 50 mm;

- Flow rate - Q1=3.5m3/c

- Nominal pressure- p1 = 20 Mpa

Дээрх нөхцөлүүдийг ашиглан цилиндрийн V-хурд, F1 ба F2- , 1, 2-хүч А А тайлбай, P2- г тус тус олж

? тодорхойлно уу

Fluid PowerFluid Power


Чадал ба ашигт үйлийн коэффициент

4-1. Шингэний чадал

[kg]× [m] Ажил нь хүч зай .бөгөөд үүнд хугацаа хамарахгүй

. Чадал гэдэг нь өгөгдсөн хугацаанд хийсэн ажил юм

.Тиймээс доорх тэгшитгэлийг гаргаж болмоор байна

Q( )- урсгалын зарцуулалт г цилиндрийн х өндлөн /A/огтлолын талбайд /P/ даралтаар үйлчилэхэд шингэний чадал доорхбайдлаар тодорх .ойлогдоно

Цилиндрт бодит чадлыг kW- : р илэрхийлбэл 1kW=102[kgm/sec]

Pump EfficienciesPump Efficiencies


Шахуургын ашигт үйлийн коэффициент

. Гүйцэтгэх механизм нь шахуургад чадал үүсгэдэг Шахуурга нь чадалыг хүлээн . авч шингэний чадал болгон хувиргаж дамжуулдаг

Ийн хувиргах явцад эргэлдэгч эд ангиудын хоорондын үрэлтээсмеханик алдагдал үүсэх тул чадалын нэг хэсэг нь . алдагддаг

Механик ашигт үйлийн коэффициент нь шингэн гадагш алдагдахаас .бусад шалтгаанаар алдагдсан энергийн хэмжээг илтгэнэ

Эзэлхүүний тэлэлтийн ашигт үйлийн коэффициент нь шахуургын доторх шингэний . алдагдлын хэмжээг заана Нийт ашигт үйлийн

.коэффициент нь бүх энергийн алдагдлыг илтгэнэ

:Ашигт үйлийн коэффициентийн тэгшитгэл

Pump EfficienciesPump Efficiencies


: Ашигт үйлийн коэффициентийн тэгшитгэл

(1) Шахуургын нийт ашигт үйлийн коэффициент

(2) Шахуургын ашигт үйлийн коэффициент

(3) шахуургын багтаамжийн ашигт үйлийн коэффициент

= шахуургад очих бодит чадал

= Шахуургаас ирэх бодит чадал (онолоор)

= Онол ёсоорх шингэний урсгал

= Шингэний бодит урсгалын хэмжээ

гидравликийн хууль

Documents