Гидравлика, пневматика и термодинамика, Курс лекций, Филин В.М., 2013

Гидравлика, пневматика и термодинамика, Курс лекций, Филин В.М., 2013.
Приведены основные законы гидростатики и гидродинамики, основные типы насосов и гидродвигателей, гидроприводов, пневмоприводов. Рассмотрены теоретические основы термодинамики, принципиальные схемы и основы расчета комбинированных приводов. Курс лекций полностью соответствует примерной программе учебной дисциплины «Гидравлика, пневматика и термодинамика». Может быть использован во всех образовательных учреждениях очного и заочного обучения, где изучается дисциплина «Гидравлика, пневматика и термодинамика».
Для студентов профессионального образования, обучающихся по специальности «Автоматизация технологических процессов и производств».

Основные физические свойства жидкостей.
Основные определения
Жидкостями называют физические тела, занимающие по своему молекулярному строению промежуточное положение между твердыми телами и газами. В отличие от твердого тела жидкость обладает текучестью, а в отличие от газа — весьма малой изменяемостью своего объема при изменении внешних условий.
Рабочая жидкость объединяет все преобразующие устройства гидроприводов и является одним из основных его элементов, выполняющим многосторонние функции по передаче энергии, смазке трущихся деталей, т. е. обеспечению работоспособности и надежности работы гидропривода.
Механика жидкости базируется на основных принципах физики и общей механики. Силы, действующие на ограниченный объем жидкости, как и в механике твердого тела, принято делить на внутренние и внешние. Внутренние силы представляют собой силы взаимодействия между частицами жидкости. Внешние силы делятся на объемные, распределенные по всему объему жидкости, например силы тяжести, и поверхностные, действующие на свободную поверхность жидкости, а также силы, действующие со стороны ограничивающих стенок.
Отличительной особенностью жидкости является практическое отсутствие в естественных состояниях растягивающих усилий и существенное сопротивление сдвигающим силам, которые проявляются при движении жидкости в виде сил внутреннего трения.
Оглавление
От авторов
О задачах профессионального образования в подготовке специалистов
Введение в дисциплину
Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ГИДРОСТАТИКИ
Тема 1.1. Основные физические свойства жидкостей
1.1.1. Основные определения
1.1.2. Физические свойства жидкости
1.1.3. Определение вязкости жидкостей
Тема 1.2. Основные требования, предъявляемые к рабочим жидкостям. Характеристики рабочих жидкостей и их выбор
1.2.1. Рабочие жидкости гидроприводов
1.2.2. Основные параметры рабочей жидкости
1.2.3. Подбор рабочих жидкостей
Тема 1.3. Теоретические основы гидростатики
1.3.1. Понятие гидростатического давления
1.3.2. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля
1.3.3. Давление жидкости на плоскую стенку
1.3.4. Давление жидкости на криволинейную поверхность
1.3.5. Закон Архимеда
Тема 1.4. Приборы для измерения давления, принцип действия
Тема 1.5. Гидростатические машины
1.5.1. Гидравлический пресс
1.5.2. Гидравлический аккумулятор
1.5.3. Гидравлические мультипликаторы
Вопросы для самопроверки
Раздел 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГИДРОДИНАМИКИ
Тема 2.1. Основные понятия и определения гидродинамики
2.1.1. Основные задачи и понятия гидродинамики
2.1.2. Уравнение неразрывности потока
2.1.3. Режимы движения жидкости
Тема 2.2. Уравнение Бернулли и его практическое применение
2.2.1. Энергетический смысл уравнения Бернулли
2.2.2. Геометрический смысл уравнения Бернулли
2.2.3. Практическое применение уравнения Бернулли
Тема 2.3. Гидравлические сопротивления в трубопроводах
Тема 2.4. Расчет простых трубопроводов
Тема 2.5. Гидравлический удар в трубопроводах
Вопросы для самопроверки
Раздел 3. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ НАСОСОВ И ГИДРОДВИГАТЕЛЕЙ
Тема 3.1. Классификация, основные параметры насосов
3.1.1. Классификация и область применения основных типов насосов
3.1.2. Основные параметры насосов
Тема 3.2. Центробежные насосы
Тема 3.3. Поршневые насосы и гидродвигатели
Тема 3.4. Шестеренные и винтовые насосы
3.4.1. Шестеренные насосы
3.4.2. Винтовые насосы
Вопросы для самопроверки
Раздел 4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ
Тема 4.1. Классификация, основные понятия, термины и определения гидравлических приводов
4.1.1. Гидродинамические приводы
4.1.2. Объемные гидроприводы. Характеристики и принцип действия объемных гидроприводов
4.1.3. Неисправности объемных гидроприводов и их причины
4.1.4. Применение объемного гидропривода
4.1.5. Рабочие жидкости для гидроприводов
4.1.6. Гидростатические приводы
Тема 4.2. Условные графические обозначения элементов гидравлических приводов
Тема 4.3. Управляющая и регулирующая аппаратура гидроприводов
4.3.1. Классификация гидроаппаратов
4.3.2. Направляющая аппаратура. Распределители жидкости
4.3.3. Регуляторы давления
4.3.4. Регуляторы расхода
Тема 4.4. Вспомогательная аппаратура гидропривода
4.4.1. Кондиционеры
4.4.2. Теплообменные аппараты
4.4.3. Гидроемкости
4.4.4. Гидролинии
Тема 4.5. Принципиальные схемы гидроприводов
Вопросы для самопроверки
Раздел 5. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
Тема 5.1. Идеальные и реальные газы
5.1.1. Основные понятия и определения
5.1.2. Основные параметры газов
5.1.3. Уравнение состояния идеального газа
5.1.4. Законы идеального газа
Тема 5.2. Основные законы термодинамики
5.2.1. Состав воздуха. Абсолютная и относительная влажность воздуха
5.2.2. Задачи термодинамики
5.2.3. Теплоемкость и способы ее определения
5.2.4. Первый и второй законы термодинамики
5.2.5. Тепловое расширение и сжатие газа
5.2.6. Понятие об энтальпии и энтропии
5.2.7. Способы переноса тепла
5.2.8. Теплообменники. Назначение и принцип работы
5.2.9. Расчет и обоснование выбора теплообменников
Тема 5.3. Основные термодинамические процессы
5.3.1. Изохорный процесс
5.3.2. Изобарный процесс
5.3.3. Изотермический процесс
5.3.4. Адиабатный процесс
5.3.5. Политропный процесс
5.3.6. Циклы. Прямой и обратный циклы Карно
Вопросы для самопроверки
Раздел 6. РАБОЧАЯ СРЕДА ПНЕВМОПРИВОДОВ
Тема 6.1. Основные требования к рабочей среде и способы ее подготовки
6.1.1. Основные физические параметры сжатого воздуха и законы его изменения
6.1.2. Классы чистоты сжатого воздуха и области его применения
Тема 6.2. Оборудование для подготовки рабочей среды пневмоприводов
6.2.1. Подготовка сжатого воздуха высокого, нормального и низкого давления
6.2.2. Схемы подготовки воздуха требуемого класса чистоты
Вопросы для самопроверки
Раздел 7. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ
Тема 7.1. Основные понятия и структурный состав пневмоприводов
7.1.1. Классификация пневмоприводов по источнику рабочей среды, характеру движения выходного звена, возможности регулирования и циркуляции рабочей среды
7.1.2. Классификация пневмодвигателей
7.1.3. Структурный состав пневмоприводов
7.1.4. Поршневой пневмопривод одностороннего действия
7.1.5. Поршневой пневмопривод двухстороннего действия
7.1.6. Расчет основных параметров поршневого привода
7.1.7. Расчет основных параметров мембранного привода
7.1.8. Динамика пневматического привода
Тема 7.2. Управляющая, регулирующая и вспомогательная аппаратура пневмоприводов
7.2.1. Пневматические распределители, обратные клапаны, клапаны быстрого выхлопа, последовательности, логические клапаны и клапаны выдержки времени
7.2.2. Пневматические дроссели, редукционные и предохранительные пневмоклапаны
Тема 7.3. Принципиальные схемы пневмоприводов
7.3.1. Типовые схемы реверса пневмодвигателей
7.3.2. Способы регулирования скорости пневмодвигателей
7.3.3. Способы промежуточной остановки пневмодвигателелей
7.3.4. Схема управления пневмодвигателями с контролем цикла по конечному положению
7.3.5. Схемы управления приводом по времени
Тема 7.4. Расчет расхода воздуха и коэффициента суммарного сопротивления пневмопривода
Вопросы для самопроверки
Раздел 8. КОМБИНИРОВАННЫЕ ПРИВОДЫ
Тема 8.1. Принципиальные схемы комбинированных пневмоприводов
Тема 8.2. Основы расчета и выбор комбинированных пневмоприводов
Вопросы для самопроверки
Список литературы.