Гидростатическое давление и его свойства

Санкт-Петербургский

МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

Кафедра Судовых Энергетических Установок

Поурочные лекции по предмету

СУДОВЫЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ

СУДОВЫЕ

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Преподаватели СЭУ Жданов Л.Б.

Туваев С.С.

Санкт-Петербург

2006 г.

2011 г.

СУДОВЫЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ И СИСТЕМЫ

НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ СВМ, ТРЕБОВАНИЯ ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ.

НАЗНАЧЕНИЕ СВМ. Вспомогательные механизмы предназначены для обслуживания различных систем судна, его устройств, а также для обеспечения нормальной работы СЭУ. Используемая энергия для привода: ручной, паровой, электрический, гидравлический. Вспомогательные механизмы на судах потребляют 25-30% всей энергии.

КЛАССИФИКАЦИЯ СВМ. Подразделяются на следующие основные группы:

- судовые насосы (вентиляторы),

- судовые системы,

- судовые палубные механизмы,

- рулевые устройства,

- якорно-швартовые механизмы,

- грузоподъёмные устройства.

ТРЕБОВАНИЯ К СВМ. Общие и конкретные требования строго регламентируются следующими документами:

а) "Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания" – речной Регистр РФ.

б) "Правила классификации и постройки морских судов" – морской Регистр судоходства РФ.

Общие требования:

1. высокая степень надёжности при работе в любых условиях эксплуатации (крен, дифферент, качка, изменение температур и т.д.);

2. высокая экономичность на потребление энергии;

3. простота конструкции, удобство в управлении, возможность частичной или полной автоматизации и аварийной защиты;

4. основные узлы и детали СВМ должны быть унифицированы и стандартизированы;

5. высокая надёжность работы в условиях знакопеременных режимов эксплуатации;

6. СВМ должны быть долговечны и износоустойчивы;

7. СВМ должны быть ремонтоспособны и обеспечивать ремонтные операции прогрессивными методами.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ГИДРАВЛИКИ.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТИ

Гидравлика изучает законы равновесия и движения жидкостей. В основу изучения гидравлики положено понятие идеальной жидкости. В отличие от реальной она считается абсолютно несжимаемой, не изменя­ющей свой объем под воздействием температуры и не обладающей вязкостью. Это понятие вводится в гидравлике, чтобы легче было применять законы механики и физики к жидкостям.

Основные физические понятия в гидравлике, — масса, плотность, удельный объём и другие.

Жидкостью называется физическое тело, изменяющее свой объем при изменении давления или температуры и обладающее текучестью, благодаря чему она не имеет собст­венной формы и принимает форму того сосуда, в котором находится.

Физические свойства реальной жидкости.

Плотность [ρ] – зависит от рода жидкости, температуры и давления, причем с увеличением температуры она уменьшается, а с повышением давления возрастает.

Сцепление – свойство жидкости сопротивляться растягивающим и разрывающим усилиям. Это свойство у разных жидкостей различно и зависит от величины сил, «связывающих» молекулы этих жидкостей. Сцеплением объясняется поверхност­ное натяжение в жидкостях, возможность образования капель и т.д.

Смачивание — способность жидкости прилипать к твердым телам. Это явление обусловлено силами сцепления между жидкостью и твердым телом, эти силы должны быть больше сил сцепления между молекулами самой жидкости, в противном случае смачивания не будет.

Вязкость - свойство жидкости сопротивляться внутренним перемещениям частиц при ее движении.

Сжимаемость — свойство жидкости уменьшаться в своем объеме под действием внешних сил.

ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ И ЕГО СВОЙСТВА

Силы, действующие на жидкость, подразделяются на силы поверхностные (или внешние) и силы массовые (или объемные). Первая группа сил действует на поверхности выделенного объема жидкости. К ним относятся силы вязкости, упругости, давления и т.п. Ко второй группе сил относятся силы, пропорциональные массе выделенного объёма жидкости. Например, силы тяжести, силы инерции, центробежные силы.

Для выяснения сущности гидростатического давления мысленно выделим объем идеальной жидкости, находящейся в покое (Рис.1-3), и рассечем его плоскостью AB. Верхнюю часть ADB мысленно отбросим, но чтобы не нарушать равновесия приложим силы уравновешивающие действиё отброшенной части.

На площадку Δω приходится уравновешивающая сила, равная ΔР. Среднее давление на площадку Δω будет равно:

При уменьшении площадки Δω соответственно уменьшается и величина силы ΔР, а отношение ΔР/Δω будет стремиться к некоторой конечной величине имеющей размерность давления. Эту величину называют гидростатическим давлением. Речь идет о давле­нии в покоящейся жидкости.

Рис. 1-3. К оп­ределению гид­ростатического давления.

Гидростатическое давление имеет два основных свойства:

1. Гидростатическое давление всегда направлено по нормали к площадке, на которую оно действует. Это свойство является следствием следствием того, что в покоящейся жидкости отсутствуют касательные и растягивающие усилия;

2. Величина гидростатического давления в любой точке жидкости не зависит от положения в пространстве площадки, на которую оно действует.