Źródła energii: wiatr, woda w rzece, fale morskie, przypływy i odpływy, paliwa, akumulator elektryczny, napięta sprężyna, rozpędzone koło zamachowe, zbiornik ze sprężonym powietrzem. Dzielą się na odnawialne i nieodnawialne. Postacie energii: mechaniczna (napięta sprężyna, rozpędzone koło zamachowe), cieplna (instalacje ciepłownicze), promienista (promieniowanie słoneczne), elektryczna, chemiczna (paliwa), jądrowa. Przepływ energii (auto): en. chem.-paliwo en. cieplna-spalanie en. mech.-ruch tłoka napęd mechaniczny:
przekładnie en. mech.-ruch samochodu. Klasyfikacja maszyn: energetyczne: silniki, prądnice, pompy, sprężarki; robocze: technologiczne, transportowe. Rodzaje jednostek miar: podstawowe jednostki miar (m, s,),pochodne (m/s, m2), główne (m, s, m/s, m3, ale nie m/min), krotne (wtórne) (km, min), pozaukładowe (cal, kG), jednorodne (np. dla masy: kg, gram, funt, uncja, karat). HYDROMECHANIKA Podział hydromechaniki: Hydrostatyka - badania równowagi cieczy, Kinematyka - nauka o ruchu cieczy bez uwzględnienia materii oraz sił
wywołujących ruch, Hydrodynamika - rozpatruje ruch cieczy z uwzględnieniem wpływu działających na nią sił. Wielkości podstawowe charakteryzujące ciecz: Gęstość (masę właściwa), Ciężar właściwy, Objętość właściwa Ciśnienie - wielkość skalarna określona jako wartość siły działającej prostopadle do powierzchni podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa. Jednostką główną ciśnienia jest Paskal: 1 Pa = 1 N/m2 (hektopaskal (1 hPa= l00 Pa); kilopaskal (1 kPa=1000 Pa); megapaskal (1 MPa=106 Pa)) Ciśnienie bezwzględne - ciśnienie wyznaczane względem próżni doskonałej, której ciśnienie wynosi 0. Nadciśnienie: różnica między ciśnieniem bezwzględnym a ciśnieniem atmosferycznym w przypadku, gdy jest ono mniejsze od bezwzględnego. Podciśnienie – różnica między ciśnieniem
atmosferycznym a ciśnieniem bezwzględnym w przypadku, gdy jest ono mniejsze od atmosferycznego. Prawo Pascala - ciśnienie zewnętrzne wywierane na ciecz lub gaz znajdujące się w naczyniu zamkniętym rozchodzi się jednakowo we wszystkich kierunkach. Prasa hydrauliczna - urządzenie techniczne zwielokrotniające siłę nacisku dzięki wykorzystaniu zjawiska stałości ciśnienia w zamkniętym układzie hydraulicznym. Prosta prasa hydrauliczna zbudowana jest z dwóch połączonych ze sobą cylindrów, które są wypełnione olejem hydraulicznym i zamknięte szczelnymi tłokami. Cylinder roboczy ma zwykle znacznie większą średnicę niż cylinder spełniający rolę pompy. Jeśli działamy określoną siłą na tłok pompy, to na tłok roboczy działa znacznie większa siła. Napór cieczy: siła nacisku jaką płyn wywiera na daną powierzchnię. Siła ta jest normalna do danej powierzchni. Równowaga ciała pływającego: ciało pływające, częściowo zanurzone w cieczy pozostaje pod działaniem dwóch sił: siły wyporu W i siły wynikającej z ciężaru własnego G. Ciało pływające może pozostać w stanie równowagi wówczas, gdy SG leży powyżej SW. Równowaga trwała zachodzi wówczas, gdy ciało wychylone pod wpływem chwilowej siły zewnętrznej powróci do pierwotnego stanu równowagi. KINEMATYKA CIECZY Rodzaje przepływu: Uwarstwiony (laminarny) Re<2320 Burzliwy (turbulentny) Re>50 000. Strumień objętości - iloczyn prędkości przepływu czynnika (płynu) przepływającego przez przewód rurowy (rurę) i powierzchni przekroju tego przewodu. Strumień masy – iloczyn przekroju poprzecznego strugi w [m2], średniej prędkości przepływu w danym przekroju strugi w [m/s] i gęstości cieczy. Ciągłość strugi - jeżeli założymy, że dla płynu nieściśliwego temperatura jest stała i jednakowa dla każdego przekroju rurociągu to objętość płynu wpływającego i odpływającego w ciągu jednej sekundy z dowolnego przekroju przewodu jest stała. Twierdzenie Bernoulliego - przy ruchu ustalonym cieczy doskonałej, odbywającym się pod wpływem sił zachowawczych całkowita energia jednostki masy, stanowiąca sumę energii kinetycznej, energii ciśnienia i energii potencjalnej, jest w każdym punkcie jednej i tej samej strugi stała. Napór hydrodynamiczny – siła F oddziałująca na na nieruchomą płytę przez strumień cieczy wypływający ze zbiornika przez otwór w jego ścianie bocznej. Reakcja hydrodynamiczna strumienia cieczy - zjawisko naporu hydrostatycznego powodującego powstanie reakcji w postaci siły R równej sile F lecz zwróconej przeciwnie (inaczej odrzut). Łopatka akcyjna: (koło wodne) Reakcja hydrodynamiczna strumienia cieczy wpływającego prostopadle na: ruchomą płytę płaską, układ płyt ruchomych. Łopatka reakcyjna – w skutek działania reakcji hydrodynamicznej następuje obrót wirnika w kierunku przeciwnym do wypływu cieczy. Naczynia stanową odpowiednio ukształtowane łopatki wirnika. Reakcja hydrodynamiczna strumienia, zasada działania łopatki reakcyjnej. Elektrownie wodne: Żarnowiec, Porąbka-Żar (k. Żywca), Solina. Włocławek POMPY Wyporowe np. o ruchu postępowo-zwrotnym, obrotowo-zwrotnym, obiegowym Wirowe np. krążeniowe, kręte, Śmigłowe, odśrodkowe. Układ pompowy stanowi pompa lub bateria pomp wraz z rurociągami ssawnym i tłocznym. Pompa tłokowa jednostronnego działania – składa się z cylindra w której porusza się tłok. Komora pompy jest oddzielona od części ssawnej samoczynnym zaworem umożliwiającym przepływ płynu od części ssawnej do komory pompy, a blokującym przepływ w odwrotnym kierunku. Podobnie zawór tłoczny umożliwia jednokierunkowy przepływ z komory pompy do części tłocznej. Tłok wykonuje ruchy posuwisto-zwrotne na przemian w lewo i w prawo. Pompa tłokowa dwustronnego działania - tłok rozdziela komorę pompy na dwie części. Ruch tłoka zwiększający ciśnienie w jednej części, zmniejsza równocześnie ciśnienie w drugiej. Pompa wielotłoczkowa promieniowa - składa się z kilku lub kilkunastu małych pomp tłokowych umieszczonych w jednym korpusie. Tłoczki pompy umieszczone w korpusie opierają się na mimośrodowym pierścieniu. Obrotowy ruch pierścienia lub tarczy wymusza ruch posuwisto-zwrotny tłoczków co powoduje zasysanie i tłoczenie cieczy. Pompa z napędem elektrycznym silnik elektryczny, przekładnia zębata, mimośród, przepona. Pompa skrzydełkowa - skrzydełkowy tłok umieszczony w cylindrycznym korpusie, napędzany jest dźwignią. Dwa zawory ssawne i dwa tłoczne otwierają i zamykają się zgodnie z ruchem tłoka pozwalając cieczy wpływać lub wypływać do lub z na przemian zwiększających i zmniejszających swe objętości komór ssawnych. Ciecz bezpośrednio z komory tłocznej wpływa do rurociągu tłocznego. Pompa łopatkowa - łopatki osadzone są w wirniku, który jest umiejscowiony mimośrodowo wewnątrz korpusu pompy. W czasie obrotu wirnika, łopatki zagarniają ciecz z komory ssawnej do
przestrzeni międzyłopatkowej przenosząc ją do komory tłocznej pompy. Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym składa się z dwóch
jednakowych kół zębatych możliwie jak najciaśniej osadzonych w korpusie Obracające się koła zębate (jedno z nich jest napędzane
przez zewnętrzne źródło) zagarniają ciecz z komory ssawnej do przestrzeni międzyzębnych transportując ją do komory tłocznej.
Pompa śrubowa - rodzaj pompy wyporowej, w której transport cieczy wymuszany jest obrotami ślimakowej śruby. Ciecz zamknięta
w przestrzeniach pomiędzy ślimakiem a korpusem pompy zostaje przenoszona od strony ssawnej do tłocznej pompy. 1 – śruba bierna,
2 – śruba czynna, 3 – obszar tłoczny, 5 – obszar ssawny Cechy charakterystyczne pomp wirowych: Głównym organem roboczym jest
obracający się z dużą prędkością wirnik wyposażony w łopatki; Za pomocą łopatek energia pobierana z silnika napędzającego przenosi
się na ciecz i powoduje jej przepływ przez pompę; Wzrost energii cieczy podczas jej przepływu przez pompę wyraża się przyrostem
prędkości i ciśnienia; Po opuszczeniu wirnika ciecz przepływa przez nieruchome rozszerzające się stopniowo kanały. W kanałach
tych następuje zamiana energii prędkości na energię ciśnienia. Pompa wirowa krętna – jest typem pompy wirowej, w której obrotowy
ruch wirnika powoduje wzrost momentu pędu (krętu) cieczy. Pompa odśrodkowa jednostopniowa- Wirnik umieszczony jest w
spiralnym korpusie. Dopływ cieczy jest osiowy, zaś odpływ promieniowy. Przepływ cieczy przez wirnik jest promieniowy. 1 - wirnik,
2 – kanał zbiorczy spiralny 3 - przewód ssawny 4 - przewód tłoczny Pompa tłokowa czterostopniowa - 1 – króciec dolotowy, 2 – wirnik,
3 – odśrodkowa kierownica łopatkowa, 4 – króciec wylotowy, 5 – tarcza odciążająca, 6 – dławnice, 7 – przewał, 8 – kierownica łopatkowa
odśrodkowa Pompa odśrodkowa z silnikiem elektrycznym: Wysokość podnoszenia: 5-4100 m; Wydajność: 10-7000 m3/h; Moc pompy:
do 18 MW; Sprawność pomp odśrodkowych: 0,65 - 0,89 Pompa helikoidalna - Wirnik umieszczony jest w spiralnym korpusie. Dopływ cieczy jest osiowy, zaś odpływ promieniowy. Przepływ cieczy przez wirnik jest ukośny. Pompa diagonalna - Wirnik umieszczony w osiowym korpusie . Dopływ i odpływ cieczy jest osiowy. Przepływ cieczy przez wirnik jest ukośny. Kierunek cieczy z ukośnego na osiowy zmieniany jest w kierownicy łopatkowej. Także w kierownicy część energii momentu pędu cieczy zamieniana jest na energię ciśnienia. Pompy diagonalne niemal wyłącznie pracują w pozycji pionowej. Pompa śmigłowa - śmigłowy wirnik (niekiedy z łopatkami o regulowanym nachyleniu) umieszczony jest w osiowym korpusie. Dopływ , odpływ oraz przepływ cieczy przez wirnik jest osiowy. Cieczy opuszczająca wirnik trafia do kierownicy łopatkowej gdzie jej moment pędu zamieniany jest w energię ciśnienia. Pompy śmigłowe pracują niemal wyłącznie w położeniu pionowym. Pompa wirowa krążeniowa – pompa wirowa w której uzyskano efekt samozasysania, to znaczy zdolność rozruchu bez konieczności zalania rurociągu ssawnego. Istnieje wiele różnych konstrukcji takich pomp. Należą do nich pompy z bocznymi kanałami pierścieniowymi, pompy peryferalne, pompy z wirującym pierścieniem wodnym i wiele innych. 1 – kadłub, 2 – wirnik, 3 – otwór ssawny, 4 – otwór tłoczny, 5 – pierścień wodny NAPĘDY HYDRAULICZNE Napędy hydrauliczne są to urządzenia służące do przekazywania energii mechanicznej z miejsca jej wytwarzania do urządzenia napędzanego. W napędach tych czynnikiem przenoszącym energię jest ciecz. Zasada działania napędu hydraulicznego jest oparta na prawie Pascala, dotyczącym równomiernego rozchodzenia się ciśnienia w cieczy. Podział: hydrostatyczne, których działanie opiera się na wykorzystaniu przede wszystkim energii ciśnienia cieczy; hydrokinetyczne, których działanie opiera się na wykorzystaniu energii kinetycznej cieczy. Zastosowanie: koparka kołowa, prasa hydrauliczna, podnośnik hydrauliczny Schemat napędu hydraulicznego: źr. en. mech (silnik) – pompa hydrauliczna – urządzenia sterujące (zawory) – silnik hydrauliczny lub siłownik – element napędzany Zasada działania napędu hydrostatycznego o ruchu postępowo-zwrotnym 1 - pompa, 2 - zbiornik cieczy roboczej, 3 - urządzenie sterujące, 4 - cylinder hydrauliczny o ruchu obrotowym 1 - pompa, 2 - zbiornik cieczy roboczej, 5 - silnik hydrauliczny o ruchu wahadłowym 1 - pompa, 2 - zbiornik cieczy roboczej, 3 - urządzenie sterujące, 4 - cylinder hydrauliczny Zalety napędów hydraulicznych: możliwość uzyskania bardzo dużych sił, przy małych wymiarach urządzeń, możliwość uzyskania bezstopniowej zmiany prędkości ruchu, możliwość użycia małych sił do sterowania pracą ciężkich maszyn,
możliwość zdalnego sterowania, możliwość zastosowania mechanizacji i automatyzacji ruchów, dużą trwałość elementów układów
hydraulicznych oraz łatwość ich wymiany. Wady napędów hydraulicznych: trudności związane z uszczelnieniem elementów ruchowych; wszelkie nieszczelności powodują przedostawanie się powietrza do obiegu, a to z kolei powoduje zakłócenia pracy układu oraz powodują wycieki cieczy roboczej, duże straty energii na pokonywanie oporów przepływu. Ciecz w hydrostatycznych układach napędowych powinno cechować: ...
nalesnikiwczekoladzie12