ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Всесоюзный ордена «Знак Почета» сельскохозяйственный

институт заочного образования

ГИДРАВЛИКА И ГИДРОМЕХАНИЗАЦИЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

ВВЕДЕНИЕ

Успешная реализация задач, намеченных Продовольственной программой СССР, а также в Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986 — 1990 гг. и на период до 2000 года и в последующих решениях Пленумов ЦК КПСС, находится в прямой зависимости от обеспеченности народного хозяйства высококвалифицированными идейно зрелыми кадрами руководителей и специалистов, в том числе и для сельскохозяйственного производства, деятельность которых направлена на выполнение новых крупномасштабных задач по всемерной интенсификации и повышению эффективности сельского хозяйства [1, 2].

Чтобы освоить высокопроизводительные машины и оборудование, обеспечивающие внедрение прогрессивных технологических процессов, индустриальных технологий, современный специалист должен знать: основные законы гидравлики, основы теории лопастных и объемных гидромашин, их конструкции, принципы работы и методы рациональной эксплуатации, основные принципы построения, элементы конструкции и методы эксплуатации систем гидропривода, сельскохозяйственного водоснабжения, гидромелиоративных и других систем, то есть владеть фундаментальными инженерными знаниями в области гидравлики, сельскохозяйственного водоснабжения, гидропневмотранспорта.

Методические указания для студентов-заочников высших сельскохозяйственных учебных заведений по специальности 15к09 — «Механизация сельского хозяйства» составлены в соответствии с программой курса «Гидравлика и гидромеханизация сельскохозяйственных процессов», утвержденной Главным управлением высшего и среднего сельскохозяйственного образования 19 февраля 1985 г.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Курс «Гидравлика и гидромеханизация сельскохозяйственных процессов» состоит из 2-х основных разделов: гидравлика и гидромашины, в котором студент изучает законы равновесия и движения жидкостей, знакомится с принципом действия, расчетом, областью применения и эксплуатацией различных гидравлических машин; гидромеханизация сельскохозяйственных процессов, знакомится с объемным гидроприводом, гидродинамическими передачами, комплексным использованием водных ресурсов, основными видами и задачами гидромелиорации, основами механизированного орошения и осушения, особенностями водоснабжения сельского хозяйства, ролью канализации в охране окружающей среды, а также с использованием в сельском хозяйстве гидропневмотранспорта.

Изучение курса слагается из следующих основных этапов: самостоятельная работа студента над курсом по учебной литературе, выполнение контрольных работ, прослушивание лекций, прохождение лабораторных работ в период сессии, сдача зачета и экзамена.

После каждой темы даны рекомендации по использованию основной и дополнительной литературы с ссылкой на соответствующие страницы, где изложен изучаемый материал. Затем приведены методические советы и последовательность изучения темы. Завершается каждая тема вопросами для самопроверки.

 

Самостоятельная работа студента с учебной

Литературой

проработать теоретический курс по учебнику, выбранному им в качестве основного (если основной учебник не дает пол- ного ответа на все вопросы программы, обращаться к другой рекомендуемой… составить краткий конспект, выписывая основные определения, формулы, выводы и выполняя необходимые чертежи;

Выполнение контрольных работ

Контрольная работа № 1 посвящена вопросам гидростатики и гидродинамики: Раздел 1 — «Приборы для измерения давления» (задачи 1 — 10). Раздел 2 — «Гидростатические машины» (задачи 11—20).

Выполнение лабораторных работ

Курс «Гидравлика и гидромеханизация сельскохозяйственных процессов» изучается на 4-м курсе студентами-заочниками специальности 1509 — «Механизация…    

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ

ДИСЦИПЛИНЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ

КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

«ГИДРАВЛИКА И ГИДРОМАШИНЫ» 1.1. Гидравлика 1.1.1. Общие сведения

Гидростатика

Приступая к изучению гидростатики, необходимо рассмотреть состояние покоя жидкости. Выяснить, какие две категории сил могут действовать на жидкое… Уметь выводить дифференциальные уравнения равновесия несжимаемой жидкости… Следует разобраться в понятиях абсолютного и избыточного (манометрического) давлений, разрежения и вакуума.…

Гидродинамика

Изучить законы движения жидкости, а также взаимодействия между жидкостью и твердыми телами при их относительном движении. Рассмотреть два… Уметь выводить дифференциальные уравнения движения идеальной (невязкой)… Рассмотреть струйную модель движения жидкости (поток, состоящий из совокупности элементарных струек, имеющих различные…

Гидродинамическое подобие и режимы течения жидкости в трубах

При изучении вопроса о гидродинамическом подобии следует усвоить, что потоки жидкости называются подобными, если каждая физическая величина,… Ознакомиться с двумя режимами движения жидкости существование которых… Вопросы для самопроверки

Гидравлические сопротивления и потери напора

Литература: [6], с. 48—51, 72—75, 82—93, 98—105; [7], с. 129—206; [8], с. 107—118; [13], с. 38—54; [19], с. 146—152.   Изучая гидравлические сопротивления, уяснить источник сопротивлений, от каких факторов они зависят, на какие два вида…

Гидравлический расчет трубопроводов

Познакомиться с понятиями коротких и длинных, простых и сложных трубопроводов. Усвоить понятия расходной и скоростной характеристик. Разобраться, что значит… Усвоить методику расчета гидравлически длинных трубопроводов, работающих в различных областях турбулентного режима. …

Истечение жидкости через отверстия и насадки.

Свободные струи

  Рассмотреть истечение жидкости через отверстие в тонкой стенке при постоянном… При изучении истечения жидкости через большие отверстияпроанализировать изменение величины коэффициента расходав…

Движение жидкости в каналах и безнапорных водоводах.

Водосливы. Фильтрация

Литература: [6], с. 245—258; 259—268, 405—415, 535—560; [7], с. 170— 195, 195—200, задачи, с. 211, [12], с. 14, 39—44, 244—261; [19], с. 121—133. …   Выяснить особенности движения жидкости в открытых руслах, условия равномерного безнапорного движения. Рассмотреть…

Гидравлические машины и вентиляторы

Насосы

 

Литература: [6], с. 154—173, 175—197, 200—219, 225—240, 275— 299; [8], с. 212—219, 220—232, 232—260, 260—275; [12], с. 94—111, 111— 119, 119—122; [13], с. 105—114, 114—139, 140—163; [17], с. 66—93; [19], с. 407—463.

 

Ознакомиться с классификацией гидравлических машин и вентиляторов, различающихся по принципу действия, рабочим характеристикам, конструкции. Знать, что определяет область их применения, и уяснить их значение для сельскохозяйственного производства.

Рассмотреть классификацию и область применения насосов, параметры, характеризующие работу: напор, подача, мощность, к. п. д. Знать классификацию лопастных насосов. Уметь выводить основное уравнение центробежных насосов для бесконечно большого числа лопаток (уравнение Эйлера). Усвоить формулы теоретического напора центробежного насоса, влияние угла выхода лопаток рабочего колеса на напор насоса, рабочие параметры центробежного насоса: напор, подача, высота всасывания, потребляемая мощность насоса, к. п. д. и другие. Уметь строить рабочие характеристики по экспериментальным данным. Изучить теорию подобия лопастных гидромашин. Знать, как определяется коэффициент быстроходности или

удельная частота вращения насоса, а также понятие типизации лопастных насосов по удельной частоте, уметь производить пересчет рабочих характеристик на, другую частоту вращения. Надо иметь в виду, что, если двигатель насоса нерегулируемый, то применяют обточку колеса по наружному диаметру. Причем, допустимая величина обточки рабочего колеса выбирается в зависимости от коэффициента быстроходности насоса. Усвоить другие способы регулирования подачи и напора центробежного насоса. Знать, в каких случаях применяется последовательная и параллельная работа насосов. Ознакомиться с работой насоса на сеть, уметь определять рабочую точку насоса и подбирать требуемый насос с помощью его характеристик. Изучить методики испытания центробежных насосов, явление кавитации, его влияние на характеристики насоса, характерные признаки появления и пути борьбы с ним.

Уяснить принцип действия, особенности и область применения осевого насоса. Знать характеристики насосов с поворотно-лопастными рабочими колесами, способы регулирования расхода осевого насоса.

Познакомиться с устройством, принципом действия, характеристиками и областью применения вихревого насоса. Усвоить способы подачи, уметь определять высоту всасывания и осуществлять подбор вихревых насосов.

При рассмотрении объемных насосов изучить их классификацию, принцип действия и область применения. Уметь строить индикаторную диаграмму и график подачи поршневого насоса, а также определять его к. п. д. Знать устройство, принцип действия, классификацию и конструктивные особенности поршневых насосов, их достоинства и недостатки. Усвоить способы регулирования подачи и рабочие характеристики насосов. Ознакомиться с принципом действия плунжерных, диафрагмовых насосов, насосов вытеснения с газообразным рабочим телом.

Выяснить конструктивные особенности и принцип действия роторных насосов (шестеренных, винтовых, роторно-шиберных, поршеньковых), характеристики и способы регулирования подачи. Разобраться, в чем заключается обратимость роторных насосов.

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Рассказать о классификации насосов. Какие существуют типы лопастных центробежных насосов?

 

2. Объяснить принцип действия лопастного насоса; рассмотреть его характеристики.

3. Дать определения напора, подачи, высоты всасывания, мощности насоса. Как определяется коэффициент полезного действия?

4. Написать формулу для определения коэффициента быстроходности.

5. Объяснить теорию подобия в лопастных машинах.

6. Вывести основное уравнение лопастных насосов для бесконечно большого числа лопаток.

7. Что представляет собой явление кавитации? Как оно влияет на характеристики насоса, и каковы пути борьбы с ним?

8. Рассказать о работе насоса на сеть.

9. Как подобрать требуемый насос с помощью характеристик?

10. Рассказать о принципе действия вихревого насоса. Как определяется высота всасывания вихревого насоса?

11. Рассказать о классификации и принципе действия объемного насоса. Начертить график подачи поршневого насоса.

12. Что вы знаете об обратимости роторных насосов?

 

Гидравлические двигатели

Литература: [6], с. 272—275, 299—308, 308—350, 350—379; [81, с. 302— 312; [19], с. 376—385.   При рассмотрении гидродвигателей выяснить их назначение и классификацию. Уделить внимание объемным гидродвигателям,…

Вентиляторы

Усвоить назначение, устройство и принцип действия центробежных и осевых вентиляторов. Знать, как определяются подача, развиваемое давление и… Познакомиться с другими видами воздуходувных машин (компрессорами,…

Гидропривод 2.1.1. Общие сведения

Литература: [7], с. 292.

Рассмотреть назначение и общую характеристику гидропривода, его классификацию. Выяснить роль гидропривода в комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства.

 

Объемный гидропривод

Литература: [6], с. 379—402, 402—410, 410—417; [7], с. 292—301, 313— 342, 342—346, 371—390, 390—400, 400—416; [13], с. 164—188.   Рассмотреть основные понятия и определения объемного гидропривода, его достоинство. Уяснить, что объемный гидропривод…

Гидродинамические передачи

Изучая этот раздел, усвоить, что гидродинамическая передача служит передаче вращательного движения от одной гидромашины к другой через промежуточную… Усвоить основы теории гидродинамических передач, базирующиеся на струйной… Изучить гидромуфты: назначение, устройство, принцип действия, особенности рабочего процесса и характеристики.…

Использование водных ресурсов

Водное хозяйство

Усвоить, что водное хозяйство представляет собой совокупность водных объектов и сооружений, предприятий и организаций, которые осуществляют учет… мический эффект. Знать компоненты, входящие в водохозяйственный комплекс… Обратить внимание на роль водного хозяйства в интенсификации сельского хозяйства. Знать, какое значение придают ей…

Гидромелиорация

Выяснить основные задачи долговременной программы мелиорации и комплексное влияние гидромелиорации на водный, воздушный, тепловой,… Усвоить, что называется орошением, какие существуют виды орошения.… Изучить способ полива сельскохозяйственных культур — дождевание, знать его преимущества и недостатки. Дать…

Сельскохозяйственное водоснабжение

  Знать, что сельскохозяйственное водоснабжение решает задачи, направленные на… Выяснить, в чем заключаются особенности с.-х. водоснабжения современных животноводческих, птицеводческих ферм и…

Гидропневмотранспорт

Выяснить, что представляет собой гидропневмотранспорт, где он применяется в с.-х. производстве, его преимущества по сравнению с другими видами… Усвоить теоретические основы и методы расчета напорного гидропневмотранспорта.… Познакомиться со схемами и технологическим расчетом поточных линий удаления и транспортировки навоза, приго- …

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Раздел 1 ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (данные для решения задач 2—10 приведены в табл. 1, 2)

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Задача 11. (Рис. 2.1). Гидравлический пресс с диаметрами поршней Д и d используется для получения виноградного сока. К малому поршню приложена сила… Задача 12. (Рис. 2.2). При ремонте с.-х. машин и оборудования широко… Задача 13. (Рис. 2.3). Два вертикальных цилиндра наполнены жидкостью и сообщаются между собой. В цилиндры заключены…

ДАВЛЕНИЕ НА ПЛОСКУЮ СТЕНКУ

  В задачах 21—30 необходимо построить эпюру гидростатического давления. Задача 21. (Рис. 3.1). Шлюзовое окно закрыто щитом треугольной формы шириной а. За щитом воды нет, а глубина воды…

ДЛИННЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ И

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ.

СИФОННЫЙ ТРУБОПРОВОД.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР

  Задача 31. (Рис. 4.1). От пункта А проложена водопроводная сеть: с… Определить:

МЕСТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ

Задача 41. (Рис. 5.1). Из открытого резервуара при постоянном напоре Н1 вода температурой t = 50°С вытекает с одной стороны в атмосферу по короткому… коэффициент сопротивления которой ζ3 и на конце диффузором ζ диф =… 1. Скорость истечения v2, расход воды Q2 и коэффициент гидравлического трения λ по короткому трубопроводу.

ВЫБОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА, ПРОВЕРКА ЕГО РАБОТЫ НА СЕТЬ

Задача 51. (Рис. 6.1). Для поддержания постоянного уровня в резервуаре Нг вода из берегового колодца перекачивается центробежным насосом с объемным… 1. Произвести выбор центробежного насоса. Построить его рабочие характеристики… 2. Построить характеристику трубопровода Hтр = f(Q) и определить рабочую точку насоса.

ГИДРОПРИВОД

(данные для решения задач 61—70 приведены в табл. 8)   Задача 61. (Рис. 7.1). Гидравлическая система рулевого управления трактора К-700 состоит из насоса 1 с подачей Q…

МЕХАНИЗИРОВАННОЕ ОРОШЕНИЕ

(данные для решения задач 71—80 приведены в табл. 9 и приложении 2)

Указания к решению задач 71—80

Потери напора на трение по длине определить по формуле h{ = A-K-l-Qi. Величину удельного сопротивления А и поправочный коэффициент К (для стальных… Расчетные данные свести в таблицу. Расчетный участок …  

СХЕМЫ И ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Задача 81. На территории с.-х. населенного пункта находится поверхностный водоисточник — река с устойчивыми крутыми берегами, воды которой могут… Задача 82. На территории поселка находится поверхностный источник… Задача 83. Для водоснабжения села в качестве водоисточника использованы артезианские воды, залегающие на глубине 26 м…

ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ. РАСЧЕТ НАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕГО

РЕЗЕРВУАРА

  Задача 91. (Рис. 9.1). Сельский населенный пункт имеет централизованную… Определить:

ПОТОЧНЫЕ ПНЕВМОГИДРОТРАНСПОРТНЫЕ ЛИНИИ

(данные для решения задач 101 — 110 приведены в табл. 11).

Указания к решению задач 101 — 110

где п — количество голов животных; q— суточная норма расхода кормосмеси (или выхода жидкого навоза) на одну голову, кг/сут;

ГИДРАВЛИКА И ГИДРОМЕХАНИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Сабашвили Роланди Георгиевич Редактор С. В. Ширшова. Технический редактор Г. И. Мирошина.