Поршневой воздушный насос с клапанами презентация. Поршневые насосы. При уменьшении давления трубка

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.

Цель урока: Сформировать знания о системе водоснабжения и работе гидравлических устройств; Сформировать знания о системе водоснабжения и работе гидравлических устройств; устройство и принцип действия гидравлического пресса; устройство и принцип действия гидравлического пресса; чем определяется выигрыш в силе; чем определяется выигрыш в силе; знать формулу гидропресса. знать формулу гидропресса.

Как изменяется давление атмосферы при увеличение высоты над Землёй? Как изменяется давление атмосферы при увеличение высоты над Землёй? Почему воздушный шарик, наполненный водородом, при подъеме над Землёй увеличивается в объеме? Почему воздушный шарик, наполненный водородом, при подъеме над Землёй увеличивается в объеме?

Водопровод Схема устройства водопровода С помощью насоса 2 вода поступает в большой бак с водой, находящийся в водонапорной башне 1. От этой башни вдоль городских улиц на глубине примерно 2,5 м проложены трубы, от которых в каждый отдельный дом идут специальные ответвления, оканчивающиеся кранами.

Поршневой жидкостный насос В бак водонапорной башни вода подается насосами. Это, как правило, центробежные насосы с электрическим приводом. Мы здесь рассмотрим принцип действия другого насоса, так называемого поршневого жидкостного насоса, изображенного на рисунке 126. В бак водонапорной башни вода подается насосами. Это, как правило, центробежные насосы с электрическим приводом. Мы здесь рассмотрим принцип действия другого насоса, так называемого поршневого жидкостного насоса, изображенного на рисунке 126.

Устройство Устройство гидравлического пресса гидравлического пресса основано на законе. основано на законе. Паскаля Паскаля Два сообщающихся Два сообщающихся сосуда наполнены однородной жидкостью и закрыты двумя поршнями, площади которых S 1 и S 2 (S 2 > S 1). По закону Паскаля имеем равенство давлений в обоих цилиндрах: p 1 =p 2 сосуда наполнены однородной жидкостью и закрыты двумя поршнями, площади которых S 1 и S 2 (S 2 > S 1). По закону Паскаля имеем равенство давлений в обоих цилиндрах: p 1 =p 2 S 1). По закону Паскаля имеем равенство давлений в обоих цилиндрах: p 1 =p 2 сосуда наполнены однородной жидкостью и закрыты двумя поршнями, площади которых S 1 и S 2 (S 2 > S 1). По закону Паскаля имеем равенство давлений в обоих цилиндрах: p 1 =p 2">

При работе гидравлического пресса создается выигрыш в силе, равный отношению площади большего поршня При работе гидравлического пресса создается выигрыш в силе, равный отношению площади большего поршня к площади меньшего. к площади меньшего. F2F2 F1F1 S2S2 S1S1

1. Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м 2, чтобы поднять тело весом 500 Н, находящийся на поршне площадью 5м 2 ? 2. Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 2. Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м 2, чтобы поднять тело массой 200 кг, находящееся на поршне площадью 10 м 2 ? 0,1 м 2, чтобы поднять тело массой 200 кг, находящееся на поршне площадью 10 м 2 ?

Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м 2, чтобы поднять тело весом 500 Н, находящийся на поршне площадью 5м 2 ? Дано S 1 =0,1м 2 F 1 =500H S 2 =5м 2 F2=?F2=?F2=?F2=? Решение F2=F2= F 1 · S 2 S 1 F2=F2= 500 Н · 5 м 2 0,1м 2 = Н Ответ: Н F1F1 F2F2 S1S1 S2S2 =

Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м 2, чтобы поднять тело массой 200 кг, находящееся на поршне площадью 10 м 2 ? Дано S 1 =0,1м 2 m 2 =20 кг S 2 =10м 2 F1=?F1=?F1=?F1=? Решение F1=F1= F 2 · S 1 S 2 F1=F1= 1960 Н · 0,1 м 2 10м 2 = 19,6 Н Ответ: 19,6 Н F = m · g F 2 =200 кг · 9,8 Н/кг=1960Н F1F1 F2F2 S1S1 S2S2 =

Домашнее задание: - ξ 44, 45, 4, с Изготовить действующий макет гидравлического пресса (два шприца разных объемов, соломинку для коктейля)

Класс: 7

Презентация к уроку

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

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

Задачи урока:

• Изучитьустройство, назначение водопровода и поршневого жидкостного насоса.
• Закрепить знания на расчет числовых значений физических величин в конкретных ситуациях.

Оборудование: Компьютер, проектор, интерактивная доска или экран, СД диск “Библиотека наглядных пособий по физике” 7-11 кл. от “1С:Образование 3.0” (Дрофа, Формоза) и презентация (с набором слайдов, подготовленных к уроку).

Демонстрации:

• Презентация.
• Компъютерная анимация “Принцип действия насоса” (СД-диск “Библиотека наглядных пособий по физике” 7-11 кл. от “1С:Образование 3.0”).

Ход урока

1. Организационный момент (1 мин).

2. Повторение изученного. Фронтальный опрос-беседа (10-15 минут).

Учитель: Отгадайте две 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: (учитель вызывает ученика к доске)

На рис. изображен водяной барометр Паскаля. Чему равна высота столба воды в этом барометре при нормальном атмосферном давлении?

)

Учитель: Сверим решение задачи.(открывает 2 часть слайда кликом мыши). Какие барометры чаще всего применяют на практике и почему?

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

смена слайда

Учитель: Расскажите устройство металлического манометра, используя слайд, который перед вами.

смена слайда

6 слайд (устройство металлического / трубчатого манометра

Ученик: (Показывая на слайде) Основной частью трубчатого манометра является согнутая в дугу полая металлическая трубка. Один конец которой запаян и при помощи механических звеньев соединен со стрелкой, а другой с помощью крана соединяется с сосудом, в котором измеряют давление.

Учитель: Какие еще манометры бывают? Расскажите устройство такого манометра.

Ученик: Еще существует жидкостной U-образный манометр

смена слайда

7 слайд (устройство жидкостногоU-образного манометра)

Ученик: (Показывая на слайде) Жидкостный U-образный манометр. Его основной частью является двухколенная стеклянная трубка, имеющая форму латинской буквы “U”, в которой налита жидкость (например, вода или спирт). Работа такого манометра основана на сравнении давления в закрытом колене с внешнем давлением в открытом колене. По разности высот жидкости в коленах судят об измеряемом давлении.

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

8 слайд (Судно в шлюзе)

Учитель: Внимательно рассмотрите схему шлюза и ответьте на вопрос: “Поднимается или опускается судно в шлюзе и почему?” (запустить анимацию, нажав стрелку -> можно ускорить просмотр)

смена слайда

9 слайд (тема урока)

2. Новый материал (20 минут)

Вид доски:

Учитель: Запишите с доски в тетрадь тему урока:

“Водопровод. Поршневой жидкостный насос”

Учитель: Развитие жизни неразрывно связано с гидросферой.

10 слайд (ель на берегу горного озера)

Вода явилась той основой, благодаря которой возникла жизнь. Вода – основной элемент нашей пищи. Без воды человек не может жить.

Воду человек использует (учитель демонстрирует слайды и дает к ним пояснения): в орошении

смена слайда

11 слайд (орошение с/х земель)

на транспорте

смена слайда

12 слайд (транспорт)

смена слайда

энергетике

13 слайд (станция)

бытовых целях и приготовлении воды питьевого качества

смена слайда

14 слайд (вода и соленья)

Учитель: 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?

смена слайда

15 слайд (поселок на берегу реки)

Ученик: Вода, взятая из источника, подается потребителям по водопроводу.

Учитель: Верно.

Первые водопроводные сооружения – колодцы, оросительные каналы и акведуки появились в местах развития древнейших цивилизаций в период их расцвета и явились условием этого расцвета.

Послушаем историческую справку, которою подготовил(а) (учитель называет фамилию, имя ученика).

смена слайда

16 слайд (фото римского акведука, сохранившегося до наших дней)

Ученик: Акведук - сооружение для передачи воды на большие расстояния (от лат.aqua – вода, duco – веду). Это своеобразный водный канал, поднятый над землей и перекрытый сверху для предохранения от испарения и загрязнения воды. В местах понижения земной поверхности акведук поддерживают арки. Вода по нему двигалась самотеком по слегка наклоненному желобу. Акведуки строились уже в Ассирии в начале 7 века до н.э.

Особенно знамениты римские акведуки. Первый из них был построен в 312 году до н.э. и имел длину 16,5 км. Самый длинный акведук 132 км был построен в городе Карфагене императором Адрианом. Почти 100 городов Римской империи снабжались водой с помощью акведуков.

Учитель: Исторически сложилось так, что водопроводом называют не только акведуки или каналы для подачи воды, но и всю систему сооружений, предназначенных для добычи, транспортирования, обработки и распределения воды. Можно сделать вывод:

Водопровод – это система инженерных сооружений, служащих для снабжения водой населения, заводов и фабрик (записать в тетр.)

смена слайда

17 слайд (схема современного водопровода)

Рассмотрим простую схему современного водопровода, которая предполагает наличие водонапорной башни. (объяснение по слайду)

Воду из источника (1) забирают насосами (2), которые приводятся в действие электродвигателями (3). Вода под напором через трубу (4) поступает в большой бак с водой, находящийся в водонапорной башне (5), которая служит для создания напора воды, а также для ее запаса. От этой башни на глубине порядка 2 м проложены трубы, от которых в каждый дом идут ответвления и дальше вода поступает в водопроводную сеть (6). За счет естественного гидравлического давления вода может по трубам подниматься на высоту примерно равную высоте, на которой находиться бак с водой.

Такой водопровод, к примеру, применяют для механизированного водоснабжения фермы. Чтобы напоить животных, приготовить корма, промыть оборудование на фермах, нужно много воды.

В промышленных масштабах используют для забора воды электронасосы.

Мы рассмотрим с вами наиболее простую конструкцию ручного насоса, с помощью которого можно подавать воду.

смена слайда

18 слайд - (поршневой жидкостный насос)

Перед вами поршневой жидкостный насос (учитель объясняет устройство насоса и демонстрирует его элементы)

Насос состоит из цилиндра и плотно прилегающего к стенкам цилиндра поршня, который может ходить вверх вниз.

В самом поршне установлен клапан, открывающийся только вверх. Такой же клапан имеется в нижней части корпуса. Рассмотрим принцип работы насоса.

Учитель запускает анимацию на СД диске “Библиотека наглядных пособий по физике” 7-11 кл. от “1С:Образование 3.0”

После просмотра анимации возвращаемся на 18 слайд и еще раз 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.

Посмотрим второй раз. (повторный запуск анимации)

Этот насос используется для откачивания воды из спасательных шлюпок судов, на колонке в деревнях, где воду берут из скважин.

3. Закрепление и повторение (10 -15 минут)

18 слайд (поршневой жидкостный насос)

Учитель: Почему при подъеме поршня открывается нижний клапан, и вода движется за поршнем?

Ученик: Из-за перепада давления. Давление под поршнем меньше атмосферного и вода под действием атмосферного давления входит в цилиндр.

Учитель: Почему нижний клапан закрывается при движении поршня вниз

Ученик: 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.

Учитель: Переходим к решению задач.

Учитель: (учитель вызывает ученика к доске и зачитывает задание)

Какова высота водонапорной башни (в метрах), если воду в нее приходится поднимать, создавая насосом давление в 500 кПа? Плотность воды 1г/см 3 . Коэффициент g считать 10 Н/кг.

(ученикрешает задачу, делая необходимые записи на доске и давая необходимые пояснения)

учитель проверяет решение задачи и выставляет оценку.

Учитель: (учитель вызывает 2-го ученика к доске и зачитывает условие задачи)

Какое минимальное давление должен развивать насос, подающий воду на высоту 55м? (Ответ запишите в атм.)

Ученик: (решает задачу, делая необходимые записи на доске и давая необходимые пояснения)

[Если время осталось, то можно решить задачи № 583-585 (493-495) из сборника задач по физике для 7 - 9 классов общеобразовательных учреждений авторов В.И. Лукашик, Е.В. Иванова]

4. Домашнее задание: параграф 44, вопросы к параграфу; задача № 97

Список литературы.

1. Учебник физики С. В. Громов, Н. А. Родина 7 кл. М.: “Просвещение”, 2010г.
2. Школьная энциклопедия. Том “История Древнего Мира” М.: “Ольма – Пресс Образование”, 2003г.
3. Элементарный учебник физики. Том I под редакцией академика Г. С. Ландсберга, М.: “Наука”, 1985 г. Главная редакция физико-математической литературы.
4. Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений В.И. Лукашик, Е.В. Иванова. М.: “Просвещение”, 2009г.

«Гидравлические механизмы» - Поршневой жидкостный насос. Гидравлические прессы. Водопровод. Схема гидравлического пресса. Устройство, позволяющее получить большой выигрыш в силе. Гидравлический пресс. Решение задач. Гидравлические тормоза. Какую силу нужно приложить к меньшему поршню. Гидравлические подъемники и домкраты. Цель урока.

«Задачи по физике на давление» - Другие единицы давления. Опыт. Ответы к тестам. Приборы для измерения. Тесты. Опыт: МОЖНО ЛИ СТОЯТЬ НА ЛАМПОЧКАХ? Такая конструкция выдерживает даже взрослого человека. Способы уменьшения и увеличения. Давление твёрдых тел. Аналогичный опыт можно провести и с одной лампочкой, поставленной посредине!

«Газовое давление» - От чего зависит давление газа. Почему газ давит. Газы и жидкости. Вареное яйцо. Давление газа на стенки сосуда. Круглые отверстия. Шарик увеличивает свой объем. Давление. Металлический кубик. Давление газов. Формула расчета давления. Поршень.

«Давление вещества» - Выполните задание. Давление газа увеличится. Давление газа. Причина давления газа. Что такое давление. Конспект. Решите качественные задачи. Карточки с формулами. Тайна сокровищ. Экспериментальное задание. Что вы узнали нового. Давление воздуха. Выполните тренировочный тест.

«Объёмные гидромашины» - Изменение энергии жидкости. Объемные гидромашины. Число поршней. Детали обгонного механизма. Частота вращения вала. Основные показатели и характеристики ОГМ. Торцовые распределители. Пластинчатые ОГМ. Рабочие камеры ОГМ. Краткие сведения об объемных гидромашинах. Применение ОГМ. Рабочие камеры. Соотношение мощностей.

«Решение задач «Давление»» - Воздушный фронт. Почему давление воздуха различно на вершине горы и у её основания. Острие шипа имеет очень малую площадь сечения. Непрерывное тепловое движение молекул и сила тяжести. Поднимаемся мы в гору, стало трудно нам дышать. Трубы для подачи воды на большую высоту делают из прочного материала.

Всего в теме 30 презентаций

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.