Тема урока «Водопровод. Поршневой жидкостный насос. Гидравлический пресс». Шестеренные насосы измеряют давление сжатого воздуха и других газов

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Лицей № 7» г. Бердск

Манометры Поршневой жидкостный насос Гидравлический пресс

7 класс

Учитель физики И.В.Торопчина

Манометры

Для измерения большего или меньшего

атмосферного давления используют манометры

(от греч. «манос» - неплотный, «метрео» - измеряю).

Манометры бывают жидкостные и металлические .

Жидкостный манометр

Жидкостный манометр состоит из двухколенной стеклянной трубки,

в которую наливают какую-нибудь жидкость. С помощью гибкой

трубки одно из колен манометра соединяют с круглой плоской

коробочкой, затянутой резиновой плёнкой.

Жидкостный манометр

Работа манометра основана на сравнении давления в закрытом

колене с внешним давлением в открытом колене. Чем глубже

погружают в жидкость коробочку, тем больше становится

разность высот столбов жидкости в коленях манометра, и тем

большее давление производит жидкость.

Металлический манометр

С помощью металлического манометра

измеряют давление сжатого воздуха и других газов.

1.Согнутая в дугу металлическая трубка

2. Стрелка

3.Зубчатка

4. Кран

5. Рычаг

Устройство металлического манометра

Конец трубки с помощью крана 4 сообщается с сосудом, в котором измеряют давление.

При увеличении давления трубка

разгибается. Движение закрытого

конца её при помощи рычага 5 и

зубчатки 3 передаётся стрелке

2, движущейся около шкалы прибора.

При уменьшении давления трубка

(благодаря своей упругости)

возвращается в прежнее положение, а

стрелка - к нулевому делению

шкалы.

Применение манометров

Манометры применяются во всех случаях, когда

необходимо знать, контролировать и регулировать

давление. Наиболее часто манометры применяют в

теплоэнергетике, на химических, нефтехимических

предприятиях, предприятиях пищевой отрасли.

Манометр для измерения артериального давления называется: тонометр

Поршневой жидкостный насос

Действие поршневых жидкостных насосов основано

на том, что под действием атмосферного давления

вода в трубке поднимается за поршнем .

Устройство поршневого жидкостного насоса

1 – поршень 2 – 2 – клапаны

Принцип действия насоса

При движении поршня вверх вода под действием атмосферного давления входит в трубу, поднимает нижний клапан и движется за поршнем. При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем, давит на нижний клапан, и он закрывается.

Принцип действия насоса

Одновременно под давлением воды открывается клапан внутри

поршня, и вода переходит в пространство над поршнем. При

последующем движении поршня вверх вместе с ним поднимается и

находящаяся над ним вода, которая выливается в бочку. За поршнем

поднимается новая порция воды, которая при последующем опускании поршня

окажется над ним, и т.д.

Как работает поршневой насос с воздушной камерой?

1-поршень

2-всасывающий клапан

3-нагнетательный клапан

4-воздушная камера

5-рукоятка

• Механизмы, работающие при помощи какой-нибудь жидкости, называются гидравлическими (греч. "гидро" - вода, жидкость).

• Основной частью гидравлической машины служат два цилиндра разного диаметра, снабжённые поршнями и соединённые трубкой.
• Пространство под поршнями и трубку заполняют жидкостью (обычно минеральным маслом).
• Высоты столбов жидкости в обоих цилиндрах одинаковы, пока на поршни не действуют силы.

Формула гидравлической машины

• Обозначим силы, действующие на поршни, - F 1 и F 2 , площади поршней - S 1 и S 2 .

• Тогда давление под малым поршнем: p 1 = F 1 S 1 , а под большим: p 2 = F 2 S 2 .
• По закону Паскаля, давление жидкостью передаётся по всем направлениям одинаково, поэтому p 1 = p 2 Подставив соответствующие значения, получим

F 1 S 1 = F 2 S 2

При работе гидравлической машины создается выигрыш в силе, равный отношению площади большего поршня к площади меньшего.

С помощью гидравлической машины можно малой силой уравновесить большую силу!

Гидравлический пресс

Гидравлическую машину, служащую для прессования (сдавливания), называют гидравлическим прессом (от греч. «гидравликос» - водяной).

Гидравлический пресс

Гидравлические прессы применяются там, где

требуется большая сила. Например, для выжимания масла из

семян на маслобойных заводах, для прессования фанеры,

картона, сена. На металлургических заводах гидравлические

прессы используют при изготовлении стальных валов машин,

железнодорожных колёс и многих других изделий.

Современные гидравлические прессы могут

развивать силу в десятки и сотни

миллионов ньютонов.

Решите задачи

Задача 1

Какой выигрыш в силе даёт гидравлический пресс?

Вычислите его, если F 1 = 500 Н,

S 1 = 100 см 2 , F 2 = 5 кН, S 2 = 1000 см 2

Задача 2

Площади поршней гидравлического пресса 200 см 2 и 0,5 см 2 .

На большой поршень действует сила 4 кН. Какая сила, прилагаемая к малому поршню, её уравновесит?

Задача 3

Гидравлический пресс обеспечивает выигрыш в силе в 7 раз. Его малый поршень имеет площадь, равную 300 см 2 . Какова площадь большого поршня?

Ответы

Задача 1

Задача 2

F 1 = 100 Н

Задача 3 S 2 = 2100 см 2

Домашнее задание

§ 47, 48, 49,

упр. 24 (3), стр. 141,

упр.25, стр. 144,

задание 1, стр. 144

Водопровод. Поршневой жидкостный насос.

Урок физики в 7 классе

Цели урока

• Повторить тему атмосферное давление, опыт Торричелли, измерение атмосферного давления
• Познакомиться с устройством и назначением поршневого жидкостного насоса и гидравлического пресса.
• Научиться решать задачи по теме.
• Содействовать овладению методами научного исследовании: анализа и синтеза.

Повторение…

• Почему Земля не теряет свою воздушную оболочку?
• Почему молекулы газов, составляющих атмосферу, не упадут все на ее поверхность?
• Выразите в Па давление 1 мм рт. ст. Каково устройство ртутного барометра? Где они применяются?
• Расскажите об устройстве жидкостного и металлического манометров. Для чего они применяются?

Решите задачу

• При глубоком вдохе в легкие взрослого человека входит около 4 дм 3 воздуха. Определите массу и вес этого воздуха.

• Ответ: m=5, 16 г; Р=0,0516Н=51,6 мН.

Решите задачу

• Высокое или низкое сегодня атмосферное давление, если уровень ртути в барометре Торричелли стоит на высоте

Решите задачу

• Верно ли, что на одну поверхность тетрадного листа, размеры которого 16Х20 см атмосферный воздух давит с силой более 3 кН?

• Ответ: да, с силой около 3,3 кН.

Решите задачу

• Достаточно ли 1,5 кг ртути для устройства барометра Торричелли из трубки с внутренним диаметром 8 мм?

• Ответ: да, достаточно.

Решите задачу

• Колбу частично откачали и давление в ней стало 100 мм рт. ст. Колбу закрыли пробкой диаметром 3 см и перевернули горлышком вниз. Гирю какой массы нужно подвесить к пробке, чтобы вытащить ее? (Трением пробки о горлышко колбы для простоты можно пренебречь)
• Ответ: более 6,2 кг

Это как водопровод

В дом к нам воду подает?

Почему вода из крана

Не всегда у нас течет?

А на пятом этаже

Нет воды давно уже.

Водоснабжение

• Водоснабжение – совокупность мероприятий по обеспечению водой различных потребителей: населения, промышленных предприятий и др. Комплекс инженерных сооружений и устройств, осуществляющих водоснабжение (в том числе и получение воды из природных источников, ее очистку, транспортирование и подачу потребителям), называется водопроводом.

• Почему водопроводные краны в домах не делают выше уровня воды в баке водонапорной башни?
• Одинаковое ли давление существует в водопроводных кранах на разных этажах? От чего оно зависит?

Поршневой жидкостный насос

• В бак водопроводной башни вода подается насосами. Это как правило центробежные насосы с электрическим приводом. Мы рассмотри принцип действия другого насоса – так называемого поршневого жидкостного насоса

Схема устройства поршневого жидкостного насоса

Основные части:

 поршень, снабженный клапаном 1;

 цилиндр с клапаном 2;

 труба 3 (по ней нака-чивается вода, например, в бак водонапорной башни) ;

 труба 4 (через нее вода поступает в насос и заполняет цилиндр).

Ответьте на вопросы

• Можно ли считать шприц насосом?

Ответ: нельзя. Насос имеет систему клапанов, которых у шприца нет. Движение жидкости в насосе все время идет в одном направлении, в шприце оно идет в одном, затем в противоположном. Действие шприца схоже с действием пипетки.

Ответьте на вопросы

• Где расположены и как устроены клапаны, которые позволяют накачивать воздух насосом в велосипедную камеру?

• Ответ: одним клапаном является сама кожаная манжетка-поршень, другим – ниппель в камере.

В чем отличие?

• Для действия всасывающего водяного (или воздушного) насоса требуется меньшее усилие, чем для нагнетательного. Почему?
• Ответ: при работе всасывающего насоса, находящегося у верха колодца, подъем воды совершается действием силы атмосферного давления; у нагнетательного насоса, подъем воды производится силой мышц человека

Техника немыслима без них,

Хоть требуют они большой сноровки.

Повсеместно применяют их –

В прессовании, штамповке, ковке…

(А. Каменовский)

Определение

• – это машина для обработки материалов давлением, приводимая в действие сдавливаемой жидкостью

Немного лирики…

У древних были камень да дубина

А у нас на жидкости машина.

Два цилиндра с поршнем у нее,

Каждый поршень делает свое.

Малым мы на жидкость надавили,

На большом такое же давленье сообщили,

Ну а так как много больше S,

То большой и в силе перевес.

По данному тексту стихотворения составить вопросы

• Одинаковы ли цилиндры и поршни? Чем они отличаются?
• Что означает: каждый поршень делает свое?
• На каком законе основано действие гидравлического пресса?

• Жидкость в цилиндрах будет находиться в равновесии лишь тогда, когда сила, действующая на больший поршень, во столько же раз превышает силу, действующую на меньший поршень, во сколько раз площадь большего поршня превышает площадь меньшего поршня.

• Отношение характеризует выигрыш в силе, получаемый в данной машине. Согласно полученной формуле выигрыш в силе определяется отношением площадей.

• Поэтому, чем больше отношение площадей поршней, тем больше выигрыш в силе.

Решите задачу

• Площадь малого поршня S 1 =5 см 2 , а площадь большего поршня S 2 =500 см 2 . определите выигрыш в силе.

• Правильно, он будет составлять 100 раз! Удивительно!

Применение гидравлического пресса

• Впервые гидравлические прессы стали применяться на практике в конце XVIII – начале XIX века. Современная техника уже немыслима без них. Они используются в металлообработке для ковки слитков, листовой штамповки, выдавливании труб и профилей, прессования порошковых материалов.
• С помощью гидравлических прессов получают фанеру, картон и искусственные алмазы.

• Изменится ли производимое при помощи гидравлического пресса давление, если воду заменить более тяжелой жидкостью – глицерином?
• Ответ: нет

• Будет ли разница в действии гидравлического пресса на Земле и на Луне?

• Ответ: разницы не будет

• Приподнять грузовой автомобиль, ухватившись за его колес, не смогут даже несколько человек. Почему же одному шоферу удается немного приподнять машину, наполняя ручным насосом баллон колеса воздухом?
• Ответ: насос совместно с баллоном образует пневматическую машину, дающую определенный выигрыш в силе.

• Из ванны, стоящей на полу, не имеющей в дне сливного отверстия, требуется вылить воду, не перевертывая самой ванны. Можно ли слить воду из ванны сифоном?
• Ответ: вода будет выливаться из ванны до тех пор, пока уровень воды в ней будет выше, чем уровень жидкости в в сосуде, куда вода переливается.

Рефлексия

• 1.Что узнали нового? 2. Чему научились? 3. С какими трудностями встретились?

Итог урока

• Решать загадки можно вечно.
• Вселенная ведь бесконечна.
• Спасибо всем нам за урок,
• А главное, чтоб был он впрок!
• Мне очень нравиться с вами работать!

Домашнее задание

• §44, 45 учить
• Индивидуальные задачи каждому на карточках.

Конспект учебного занятия

Предмет : физика.

Место занятия в структуре образовательного процесса: Урок по учебному плану.

Тема урока по учебно-тематическому плану : Поршневой жидкостный насос Водопровод

Номер урока : 43.

Форма урока : комбинированный урок.

Цель : Расширить представления учащихся о предмете изучения науки физики, воспитывать любознательность у учащихся. Разъяснить принцип действия поршневых жидкостных насосов, познакомить учащихся с их практическим применением.

Задачи: Ознакомить с объектом изучения.

Поршневой жидкостный насос. Водопровод.

Человечество не может существовать без воды. Вода - основ­ной элемент нашей пищи. Потребителем воды являются про­мышленность, энергетика, сельское хозяйство и транспорт. На использовании воды основано санитарно-техническое оборудова­ние жилищ (наличие ванн, душей, канализации, системы отопле­ния и др.).

Инженерные сооружения, служащие для снабжения водой на­селения, а также заводов, фабрик и т. д., называются водопро­вводом. В Челябинске водопровод был построен еще перед Первой мировой войной. Он состоял из восьми водонапорных будок и 26 ответвлений к домам богатых горожан. Сегодня водопроводная система гораздо сложней, протяженность водопровода измеряется уже тысячами километров.

Воду берут из рек, водохранилищ, озер или из-под земли. Иногда воду приходится достав­лять издалека. Например, для Москвы часть воды берут из Волги по каналу длиной 128 км.

Взятая из источника вода, прежде чем по­пасть к потребителю, проходит через водоочист­ные сооружения (первые такие сооружения в нашей стране были построены в 1888 г. в Петербурге). Затем с помощью насосных станций очищенная вода подается в водопроводную сеть города, на заводы, животноводческие фермы и т. д.

(НРК) Наша страна располагает огромными водными ресурсами. Велики они и в Челябинской области. Трудно не восхищаться красотами южно-уральских озер, водохранилищ, карьеров, рек. (Слайд №3). Основной водный источник Челябинска - река Миасс. Регулируют стока реки Миасс Аргазинское и Шершневское водохранилища.

Деятельность человека является мощным фактором, влияющим на качество водных ресурсов. Влияние это может быть непосредственным (строительство ГЭС, забор воды для орошения, и т.д.) и косвенным через другие компоненты природы (климат, почву, растительность, и т.д.). Так нерациональная вырубка лесов ведет к уменьшению водных ресурсов. Серьезной проблемой является загрязнение вод. Истощение водных ресурсов в результате потери их качества представляет большую угрозу, чем их количественное истощение. Наряду со строительством мощных современных очистных сооружений, внедрением замкнутых циклов использования воды в промышленности необходимо добиваться сокращения потребления воды, прежде всего с помощью совершенствования технологий производства и сокращения потерь.

В настоящее время эти проблемы актуальны как для Челябинска, так и для Челябинской области: сохранение озер, рек, строительство современных очистных сооружений для промышленных предприятий и коммунальных служб в населенных пунктах.

Схема устройства водопровода показана на рисунке в учебнике и на плакате (Слайд №4 ) . С по­мощью насоса 2 вода поступает в большой бак с водой, находя­щийся в водонапорной башне. От этой башни вдоль городских улиц на глубине примерно 2,5 метра проложены трубы, от которых в каждый отдельный дом идут специальные ответвления, оканчи­вающиеся кранами. Эти краны не могут располагаться выше уровня воды в баке водонапорной башни, так как иначе вода до них доходить не будет.

Вопрос:

Почему вода до них доходить не будет? (Сообщающиеся сосуды).

В бак водонапорной башни вода подается насосами. Это, как правило, центробежные насосы с электрическим приводом. Мы рассмотрим принцип действия другого насоса - так назы­ваемого поршневого жидкостного насоса. Изобретение насоса относится к глубокой древности. Первые поршневые насосы появились за несколько веков до н. э. в странах древней культуры. Поршневой насос был хорошо известен в древней Греции и Риме. Как свидетельствуют источники двухцилиндровый пожарный насос изобрел древнегреческий механик Ктезибий (около 2 - 1 в.в. до н.э.) (Слайд №5) .

Ранее мы установили, что вода в стеклянной трубке под действием атмосферного давления поднимается за поршнем (Слайд №6 ) . На этом основано действие поршневых насосов.

(Слайд №7) Насос состоит из цилиндра, внутри которого ходит вверх и в низ плотно прилегающий к стенкам поршень – 1. В нижней части цилиндра и в самом поршне установлены клапаны – 2, открывающиеся только вверх. При движении поршня вверх вода под действием атмосферного явления входит в трубу, поднимает нижний клапан и движется за поршнем. При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем, давит на нижний клапан, и он закрывается. Одновременно под давлением воды открывается клапан внутри поршня, и вода переходит в пространство над поршнем. При последующем движении поршня вверх вместе с ним поднимается и находящаяся над ним вода, которая и выливается в отводящую трубу. Одновременно за поршнем поднимается новая порция воды, которая при последующем опусканием поршня оказывается над ним.

Теперь посмотрим на работу насоса с помощью анимации . (Анимация) .

Слайд №9). Задание.

Объясните работу поршневого насоса с воздушной камерой. Какую роль играет в этом насосе воздушная камера?

Задача.

Определите минимальное давление насоса водонапорной башни, который подает воду на 6 метров.

Задание. Решите кроссворд.

Итог урока.

2)Ответить на вопросы в конце параграфа;

3)Выполнить упражнение 22 (1,2.).

Вопросы на закрепление:

1. Где и для чего используется вода?

2. Из каких элементов состоит система водоснабжения?

3. Расскажите об устройстве водопровода.

4. Почему водопроводные краны в домах не дела­ ют выше уровня воды в баке водонапорной башни?

5. Одинако­ вое ли давление существует в водопроводных кранах на разных этажах? От чего оно зависит?

6. Опишите принцип действия поршневого жидкостного насоса.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

ПОРШНЕВОЙ ЖИДКОСТНЫЙ НАСОС. ВОДОПРОВОД.

МБСКОУ ШКОЛА- ИНТЕРНАТ №4.Г ЧЕЛЯБИНСК Короплясова Галина Васильевна, учитель физики и математики

Вопросы на повторение 1. Как рассчитать давление на дно? 2. Как рассчитать давление атмосферы? 3. Какие существуют приборы для измерения атмосферного давления? 4. Для чего предназначены манометры? 5. Как устроен и действует металлический манометр?

Водные ресурсы. Водные ресурсы-это поверхностные и подземные воды, которые используются или могут быть использованы для водоснабжения населения, в сельском хозяйстве и промышленности. Озеро Тургояк Аргазинское водохранилище Озеро Иртяш Озеро Касарги Река Миасс

Водопровод - инженерное сооружение, служащее для снабжения водой населения, а также заводов, фабрик и т. д. 1-водонапорная башня. 2-насос

Устройство поршневого жидкостного насоса: 2 – клапаны 1 – поршень

Водяной насос Название видеофайла: m17. avi

Устройство поршневого жидкостного насоса с воздушной камерой 5 – рукоятка. 1 – поршень 2 – всасывающий клапан 3 – нагнетательный клапан 4 – воздушная камера

Первые насосы Двухцилиндровый поршневой пожарный насос древнегреческого механика Ктезибия (ок. 2-1 в.в. до н.э.), описанный Героном

Решите кроссворд 1. 2. 3. 4. 5. д а в л е н и е м а н о м е т р п а с к а л ь а т м о с ф е р а б а р о м е т р Физическая величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности к площади этой поверхности; Прибор для измерения давлений больших или меньших атмосферного; Единица размерности давления; Прибор для измерения атмосферного давления; Воздушная оболочка Земли.

Вопросы на закрепление: 1.Для чего предназначены насосы? 2. Какие бывают насосы? 3.Какое явление лежит в основе работы поршневого насоса? 4. Почему необходимо бережно относиться к водным ресурсам?

Использованная литература: 1.Большая Советская энциклопедия. Том 29.Москва. Издательство «Б.С.Э.»1954г. 2. «Челябинск. История моего города»Издательство ЧГПУ, 1999г. 3. «Физика 7»С.В.Громов, Н.А.Родина. Москва. «Просвещение»2000 г. 4. « Природа России» Герасимова Н.П. Москва. «Просвещение»2003 г 5. «Энциклопедический словарь юного техника», Сост. Б.В. Зубков, С.В.Чумаков, Москва, «Педагогика», 1987г.

Подписи к слайдам:

ПОРШНЕВОЙ ЖИДКОСТНЫЙ НАСОС.ВОДОПРОВОД
.
МБСКОУ ШКОЛА- ИНТЕРНАТ №4.Г ЧЕЛЯБИНСК
Короплясова Галина Васильевна, учитель физики и математики
Вопросы на повторение
1. Как рассчитать давление на дно?2. Как рассчитать давление атмосферы?3. Какие существуют приборы для измерения атмосферного давления?4. Для чего предназначены манометры?5. Как устроен и действует металлический манометр?
Водные ресурсы.
Водные ресурсы-это поверхностные и подземные воды, которые используются или могут быть использованы для водоснабжения населения, в сельском хозяйстве и промышленности.
Озеро Тургояк
Аргазинское водохранилище
Озеро Иртяш
Озеро Касарги
Река Миасс
Водопровод - инженерное сооружение,служащее для снабжения водой населения, а также заводов, фабрик и т. д.
1-водонапорная башня.
2-насос
Поднятие воды в стеклянной трубке за поршнем под действием атмосферного давления
Устройство поршневого жидкостного насоса:
2 – клапаны
1 – поршень
Водяной насос
Название видеофайла: m17.avi
Устройство поршневого жидкостного насоса с воздушной камерой
5 – рукоятка.
1 – поршень
2 – всасывающий клапан
3 – нагнетательный клапан
4 – воздушная камера
Первые насосы
Двухцилиндровый поршневой пожарный насос древнегреческого механика Ктезибия (ок. 2-1 в.в. до н.э.), описанный Героном
Решите кроссворд
1.
2.
3.
4.
5.
д
а
в
л
е
н
и
е
м
а
н
о
м
е
т
р
п
а
с
к
а
л
ь
а
т
м
о
с
ф
е
р
а
б
а
р
о
м
е
т
р
Физическая величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности к площади этой поверхности;Прибор для измерения давлений больших или меньших атмосферного;Единица размерности давления;Прибор для измерения атмосферного давления;Воздушная оболочка Земли.
Вопросы на закрепление:
1.Для чего предназначены насосы?2. Какие бывают насосы?3.Какое явление лежит в основе работы поршневого насоса?4. Почему необходимо бережно относиться к водным ресурсам?
Домашнее задание:
1 Прочитать параграф 462 ответить на вопросы в конце параграфа3 выполнить упражнение 22(1, 2)
Использованная литература:
1.Большая Советская энциклопедия. Том 29.Москва. Издательство «Б.С.Э.»1954г.2. «Челябинск. История моего города»Издательство ЧГПУ, 1999г.3. «Физика 7»С.В.Громов, Н.А.Родина. Москва. «Просвещение»2000 г.4. « Природа России» Герасимова Н.П. Москва. «Просвещение»2003 г 5. «Энциклопедический словарь юного техника», Сост. Б.В. Зубков, С.В.Чумаков, Москва, «Педагогика», 1987г.

Шестеренный насос – роторный насос с рабочими звеньями в виде шестерен (зубчатых колес), обеспечивающих геометрическое замыкание рабочих камер и предающих вращательный момент.

Шестеренные насосы применяются в гидроприводах как самостоятельные источники питания невысокого давления или как вспомогательные насосы для подпитки гидросистем.

Шестеренный насос состоит из корпуса, ведущей шестерни и ведомой шестерни, вала, оси, двух боковых крышек. Шестерни находятся в зацеплении и имеют одинаковые модули и число зубьев.

Корпус является статором, ведущая шестерня ротором, а ведомая – вытеснителем. Рабочие камеры образуются рабочими поверхностями корпуса, двух боковых крышек и зубьев шестерен. Корпус имеет полость всасывания и нагнетания.

Шестеренные насосы

Принцип работы шестеренного насоса следующий. В насосе полость всасывания находится с той стороны, где зубья шестерен выходят из зацепления. При выходе из зацепления зубьев шестерен объем полости увеличивается, и в полости создается разрежение. Происходит процесс всасывания рабочей жидкости. После этого каждая из шестерен перемещает в противоположных кольцевых направлениях рабочую жидкость, находящуюся во впадинах зубьев, из полости всасывания в полость нагнетания. Происходит процесс нагнетания, при котором встречные объемы жидкости сначала соединяются в полости нагнетания, а затем жидкость вытесняется из полости нагнетания на выход насоса зубьями шестерен, входящих в зацепление.

Шестеренные насосы

Рабочий объем шестеренного насоса находится по формуле:

где m – модуль зубьев; z – число зубьев шестерни; b – ширина венца шестерни.

Шестеренные насосы являются нерегулируемыми, так как параметры, определяющие рабочий объем насоса, постоянные.

Шестеренные насосы используются также в качестве гидромоторов.

Преимущества шестеренных насосов – простота устройства, надежность в эксплуатации, компактность и малая стоимость.

Недостатки шестеренных насосов – пульсация потока жидкости, чувствительность к перегреву, малый объемный КПД при высоких температурах, значительный шум.

Аксиально-поршневые насосы

Аксиально-поршневой насос – это роторный насос, у которого рабочие камеры образованы рабочими поверхностями цилиндров и поршней, а оси поршней параллельны (аксиальны) оси блока цилиндров или составляют с ней угол не более 45º.

Аксиально-поршневые насосы находят широкое применение в гидравлических трансмиссиях самоходных сельскохозяйственных и строительно-дорожных машин.

Аксиально-поршневые насосы в зависимости от расположения ротора разделяют на насосы с наклонным диском (оси ведущего звена и вращения ротора совпадают) и насосы с наклонным блоком (оси ведущего звена и вращения ротора расположены под углом).

Аксиально-поршневые насосы

Насосы с наклонным диском имеют наиболее простые схемы. Поршни связаны с наклонным диском точечным касанием или шатуном. Блок цилиндров с поршнями приводится во вращение от вала.

Для подвода и отвода рабочей жидкости к рабочим камерам в торцевом распределительном диске выполнены два дугообразных окна - всасывающее и нагнетательное. Для обеспечения движения поршней во время всасывания применяют принудительное ведение поршней через шатун, а для поршней с точечным касанием используют цилиндрические пружины.

Принцип работы насоса следующий. При вращении вала насоса крутящий момент передается блоку цилиндров. При этом из-за наличия угла наклона диска поршни совершают сложное движение – они вращаются вместе с блоком цилиндров и одновременно совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах блока, при котором происходят рабочие процессы всасывания и нагнетания.

Аксиально-поршневые насосы

При вращении вала по часовой стрелке рабочие камеры, находящиеся справа от вертикальной оси распределительного диска, соединяются с всасывающим окном.

Поступательное движение поршней в этих камерах происходит в направлении от распределительного диска. При этом объемы камер увеличиваются, и жидкость под действием перепада давлений заполняет их. Так происходит процесс всасывания.

Рабочие камеры, находящиеся справа от вертикальной оси распределительного диска, соединяются с нагнетательным окном. При этом поршни перемещаются по направлению к распределительному диску и вытесняют жидкость из рабочих камер.

Аксиально-поршневые насосы

Рабочий объем аксиально- поршневого насоса с наклонным диском определяют по формуле:

q0 = Sпhz = πd²/4 · zDtgβ ,

где Sп – площадь поршня; h – максимальный ход поршня (h = Dtgβ); z – число поршней; dп – диаметр поршня; D – диаметр окружности расположения осей цилиндров в блоке; β – угол наклона диска.

Рабочий объем насоса зависит от угла наклона диска.

Можно изменять рабочий объем, изменяя угол наклона диска. Чем больше угол наклона β, тем больше рабочий объем насоса. Предельно допустимый угол наклона диска не превышает обычно 25º.

Аксиально-поршневые насосы

Регулирование подачи аксиально-поршневого насоса достигается изменением угла наклона диска.

Аксиально-поршневые насосы обратимы: при подаче в них масла под давлением от другого насоса они становятся гидродвигателями вращательного движения.

Преимущества аксиально-поршневых насосов – стабильность параметров при длительной эксплуатации с переменными внешними условиями; высокие объемный и механический КПД; достаточная долговечность.

Недостатки аксиально-поршневых насосов – высокая стоимость; высокая чувствительность к вибрациям; повышенные требования к тонкости фильтрации рабочей жидкости.

Гидравлические цилиндры

Гидроцилиндры – объемный гидравлический двигатель с ограниченным возвратно- поступательным движением выходного звена.

В зависимости от конструкции рабочей камеры гидроцилиндры разделяют на поршневые, плунжерные, телескопические, мембранные и сильфонные.

Наибольшее применение в объемных гидроприводах получили поршневые цилиндры благодаря простой конструкции и высокой надежности. Рабочая камера поршневого гидроцилиндра образована рабочими поверхностями корпуса и поршня со штоком. В корпусе находится поршень, жестко соединенный со штоком.

Гидроцилиндры

Цилиндр имеет две полости - поршневую и штоковую. Поршневая полость – часть рабочей камеры, ограниченная рабочими поверхностями корпуса и поршня. Штоковая полость – часть рабочей камеры, ограниченная рабочими поверхностями корпуса, поршня и штока.

Принцип работы поршневого гидроцилиндра следующий. При соединении поршневой полости с напорной линией поршень со штоком под действием силы давления рабочей жидкости перемещается вправо. При этом одновременно происходит вытеснение рабочей жидкости из штоковой полости. При подводе рабочей жидкости в штоковую полость поршень со штоком под действием силы давления перемещается в противоположном направлении.

Тема урока: “ ”

Цель урока : Приобретение знаний о конкретных технических устройствах, созданных людьми для удовлетворения своих потребностей на основе открытых законов.

Задачи урока:

Принцип действия поршневого жидкостного насоса и гидравлического пресса. Физические основы работы гидравлического пресса. Решение качественных задач.

Закрепить знания на расчет числовых значений физических величин в конкретных ситуациях.

Характеристика учебных возможностей и предшествующих достижений учащихся класса, для которого проектируется урок: Учащиеся владеют:

регулятивными УУД:

–

познавательными УУД:

–

–

–

коммуникативными УУД:

–

личностными УУД:

– .

Оборудование: Компьютер, проектор, интерактивная доска или экран, мобильный компьютерный класс, наушники, электронные приложения «Дрофа» 7 класс

Демонстрации:

Презентация.

Ход урока

1. Организационный момент (1 мин).

2. Повторение изученного. Фронтальный опрос-беседа (10 минут).

коммуникативными УУД:

– участвовать в коллективном обсуждении проблем;

Учитель : Отгадайте загадки (учитель читает загадки, а на экране демонстрируются слайды из презентации):

1 слайд (мужчина на скале)

Поднимаемся мы в гору,
Стало трудно нам дышать.
А какие есть приборы,
Чтоб давленье измерять?
(отв. барометр)

смена слайда

2 слайд (изображение барометра)

На стене висит тарелка,
По тарелке ходит стрелка.
Эта стрелка наперед
Нам погоду узнает.
(отв. барометр)

Учитель: Что же такое барометр?

Ученик: Барометр-это прибор для измерения атмосферного давления.

смена слайда

3 слайд (водяной барометр Паскаля)

Учитель: Чему равно нормальное атмосферном давлении?

Ученик: р =760 мм.рт.ст. = 101,3кПа

Учитель: Какие барометры чаще всего применяют на практике для измерения атмосферного давления?

Ученик: На практике чаще всего используют барометр-анероид (от греческого слова “анерос” - безжидкостный), т.к. такие барометры портативны, надежны и в них отсутствует жидкость.

Учитель: Расскажите внутреннее устройство этого прибора.

смена слайда

4 слайд (внутреннее устройство барометра-анероида)

Ученик: (Показывая на слайде) Главная часть барометра - гофрированная металлическая коробочка, из которой откачен воздух, а чтобы атмосферное давление ее не раздавило, крышку пружиной оттягивают вверх. К пружине с помощью передаточного механизма прикреплена стрелка, которая передвигается вдоль шкалы при изменении давления.

Учитель: Для чего используют манометры и где их применяют?

Ученик: Манометры используют для измерения давлений жидкости или газов. (от греческого слова “манос” - редкий, не плотный). Их применяют в технике, медицине (изм. давл. человеку, давления воздуха в акваланге, определение давления в газовых баллонах и т.п.)

Учитель: Какие разновидности манометров вы знаете?

Ученик: Существуют различные конструкции манометров. Наиболее простые: металлический или трубчатый и жидкостные U-образный манометр.

смена слайда

5 слайд, 6 слайд

Учитель: Какие сосуды называют сообщающимися. Приведите примеры.

Ученик: Сообщающимися сосудами называют сосуды, соединенные между собой. Это самовар, чайник, сифон под раковиной, водомерное стекло, водопровод, артезианские колодцы.

Учитель : Сформулируйте закон сообщающихся сосудов

Ученик: В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне

смена слайда

7 слайд (Судно в шлюзе)

Учитель: Внимательно рассмотрите схему шлюза и ответьте на вопрос: “Поднимается или опускается судно в шлюзе и почему?” Хорошо. Молодцы.

2. Новый материал (20 минут)

регулятивными УУД:

– преобразовывать практическую задачу в учебно-познавательную совместными усилиями;

познавательными УУД:

– определять способы решения проблем под руководством учителя;

– выдвигать гипотезы и выстраивать стратегию поиска под руководством учителя;

– формулировать новые знания совместными групповыми усилиями;

личностными УУД:

– проявляют ситуативный познавательный интерес к новому учебному материалу .

8- 12 слайд (использование воды)

Учитель: Развитие жизни неразрывно связано с гидросферой.

Вода явилась той основой, благодаря которой возникла жизнь. Без воды человек не может жить.

Воду человек использует (учитель демонстрирует слайды и дает к ним пояснения): в орошении, на транспорте, энергетике, бытовых целях и приготовлении воды питьевого качества

Ребята, как вы думаете, а каким же образом, вода из рек, озер, водохранилищ и из-под земли подается нам в квартиры, на заводы, т.е. потребителям?

Ученик: Вода, взятая из источника, подается потребителям по (водопроводу). Как поднимается?(насосами)

Учитель: Верно. В промышленных масштабах используют для забора воды электронасосы. 13 слайд

смена слайда

14 слайд

Рано или поздно каждый автомобилист сталкивается с проблемой замены пробитых колес. Масса легкового автомобиля приблизительно 1,5 т. Как поменять пробитое колесо?

Ученик: (гидравлический пресс)

Вид доски:

Учитель: Давайте теперь подведем итог и сформулируем тему нашего урока:

Ученик: “ Поршневой жидкостный насос. Гидравлический пресс ”

Учитель: Запишите число и тему урока в тетради. 15 слайд

Мы рассмотрим с вами наиболее простую конструкцию ручного насоса и гидравлического пресса, их принцип действия и области применения.

Перед вами находятся ноутбуки с наушниками, откройте на рабочих столах папку электронные приложения (физика 7 класс, давление, поршневые жидкостные насосы).

Вы сейчас просматриваете материал из приложения и мы с вами выясним как же работает насос?

Ученик: работают с ноутбуками . После просмотра анимации возвращаемся на схему (интерактивная доска проектируется рис. 142 учебника) обсуждаем принцип работы поршневого жидкостного насоса. (При движении поршня вверх вода под действием атмосферного давления входит в цилиндр поднимает нижний клапан и движется за поршнем

При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем давит на нижний клапан и он закрывается. При этом давление воды в пространстве под поршнем возрастает и открывается верхний клапан и вода переходит в пространство над поршнем.

При следующем движении поршня вверх клапан в поршне закрывается. Вода над поршнем поднимается вместе с ним при этом нижний клапан вновь открывается и вода под действием атмосферного давления заполняет нижнюю часть насоса под поршнем.

Количество воды над поршнем при каждом следующем его опускании увеличивается. При поднятии поршня вода, поднимаясь вместе с ним выливается через сливной патрубок наружу. Такой процесс повторяется циклически.)

Учитель: А где такой насос применяют? Примеры использования: Этот насос используется для откачивания воды из спасательных шлюпок судов, на колонке в деревнях, где воду берут из скважин.

Переходим к следующему приложению. Работа с ноутбуками. Гидравлический пресс.

Механизмы, работающие при помощи какой-нибудь жидкости, называются гидравлическими (греч. "гидор" - вода, жидкость).

Гидравлическая машина принцип действия. Записать соотношение сил и площадей по закону Паскаля. Стр. 141.

При работе гидравлического пресса создается выигрыш в силе, равный отношению площади большего поршня к площади меньшего

Для чего применяют? 16-18 слайд.

Вывод: Гидравлические механизмы необходимы в жизни человека. Они позволяют добиваться выигрыша в силе.

3. Закрепление и повторение (10 минут).

личностными УУД:

– проявляют ситуативный познавательный интерес к новому учебному материалу .

познавательными УУД:

– определять способы решения проблем под руководством учителя;

Учитель: А сейчас решим несколько практических задач.

Работаем с листочками.

Задание 48.3 листочки.

Задание 49.1- 49.2 листочки. ( рабочая тетрадь )

4. Итог урока.

Учитель: Ребята оцените сами себя, на сколько вы усвоили материал?

Мне было трудно.

Я узнал…

Мне понравилось…

Я все усвоил.

Спасибо за урок! Запишите домашние задания. Слайд 19.