Гидравлика, фильтры

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………….2

1. Понятие о напорных трубопроводных, их виды;

    гидравлические сопротивления, гидравлические потери

    в напорных трубопроводах; основное правило. Ответ

   сопровождать рисунками (схемами)………………………………………….3

2. Гидравлические фильтры: назначение, виды, устройство,

    принцип до применения……………………………………………………..15

3. Гидродинамические передачи: виды, назначение,

    схемы, применения…………………………………………………………..19

Заключение……………………………………………………………………...22

Список литературы……………………………………………………………..23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

"Гидравлика" происходит  от греческого "гидор", что означает "вода". Это понятие включает  в себя все законы, связанные  с водой. В наши дни понятие  "гидравлика" включает в себя  передачу и регулирование сил и движений с помощью жидкостей. То есть в качестве среды, передающей энергию, используется жидкость. В большинстве случаев применяются минеральные масла. Однако, возможно применение синтетических жидкостей, воды или эмульсий из воды и масел. Можно выделить два раздела. Это гидростатика, занимающаяся изучением покоящихся жидкостей (учение о равновесных состояниях жидкостей) и гидродинамика, занимающаяся изучением движения жидкостей (теория потока). Например, проблема передачи силы в гидравлических устройствах рассматривается гидростатикой. А преобразование энергии потока турбинами чисто гидродинамикой.

Гидравлика — наука, изучающая законы равновесия и движения жидкостей и рассматривающая  способы приложения этих законов  к решению конкретных практических задач. Гидравлика лежит в основе многих инженерных расчетов специальных сооружений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Понятие о напорных трубопроводных, их виды; гидравлические сопротивления, гидравлические потери в напорных трубопроводах; основное правило. Ответ сопровождать рисунками (схемами).

 

Напорные трубопроводы предназначены для подачи воды от насосных станций до водовыпускных  сооружений или до мест отбора воды из системы водоподачи.

 Протяженность напорных  трубопроводов может составлять  от нескольких десятков метров до десятков километров. При большой протяженности напорных трубопроводов их стоимость может превышать стоимость насосной станции со всем оборудованием, поэтому особенно важен правильный выбор прочностных показателей трубопроводов, зависящих от материала и толщины стенок труб.

Напорные трубопроводы проектируют в соответствии со СНиП 2.04.02—84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» и ВСН «Мелиоративные системы и сооружения. Насосные станции. Нормы проектирования».

Напорные трубопроводы мелиоративных насосных станций прокладывают в основном из железобетонных (сборных и монолитных), стальных и асбестоцементных труб. Чугунные трубы применяют в мелиорации относительно редко из-за высокой их стоимости и значительной массы. Не получили широкого распространения и пластмассовые трубы.

Железобетонные трубопроводы могут быть сборными и монолитными. Наиболее часто напорные трубопроводы прокладывают из сборных железобетонных труб, которые изготавливают методами виброгидропрессования на рабочее  давление 1… 1,5 МПа и центрифугирования на рабочее давление до 1 МПа.

Сборные железобетонные трубы подразделяют на три класса: I, II, III.

  Трубы I класса предназначены для прокладки трубопроводов с расчетным внутренним давлением до 1,5 МПа, II — до 1, III — до 0,5 МПа.

Соединение железобетонных труб раструбное. Стыки уплотняют  резиновыми кольцами круглого сечения (рис.1.). Упор препятствует выдавливанию уплотнительного резинового кольца и раструбной щели при воздействии на него внутреннего гидравлического давления. Гибкий стык допускает взаимное смещение труб в продольном направлении до 5 мм и прогиб в стыке до 1,5°.

Железобетонные трубы  с фланцевой арматурой и фасонными  частями соединяют с помощью  стальных вставок. Для соединения с  фланцевой арматурой предназначены втулка-фланец (ВВФ) и раструб-фланец (ВРФ), а для соединения с чугунными раструбами фасонными частями, стальными фасонными частями и чугунными трубами — втулка-гладкий конец (ВВГ) и раструб-гладкий конец (ВРГ).

 

 

 

Рис. 1. Раструбные соединения железобетонных сборных труб:

а — виброгидропрессованных; б— центрифугированных; 1, 2— раструбный и цилиндрический концы труб; 3—  упор; 4— уплотнительное кольцо

 

При прокладке сборных  железобетонных трубопроводов в  зимнее время траншеи засыпают сразу  же после укладки труб талым грунтом на высоту не менее 0,5 м над верхом трубы. Возможны различные виды опоры сборных железобетонных трубопроводов на грунт.

Монолитные железобетонные трубопроводы могут быть трех типов: из обычного монолитного железобетона, с предварительно напряженной арматурой и со стальным сердечником.

Для упрощения опалубки и удобства бетонирования наружную поверхность труб делают с расширением  в нижней части трубы (рис. 2).

 

 

 

Рис. 2. Сечения труб из монолитного железобетона

 

Поперечное сечение монолитных железобетонных трубопроводов, как правило, принимают круглым.

Стенки железобетонных монолитных трубопроводов не должны допускать образования трещин. В качестве гидроизоляции внутренних поверхностей может быть рекомендовано торкретирование с дополнительной затиркой и покрытием водонепроницаемыми шпаклевками на основе эпоксидных смол.

Для снижения напряжений, вызываемых температурно-усадочными деформациями и неравномерностью осадки основания, в железобетонных монолитных трубах предусматривают деформационные швы, конструкция которых должна обеспечить свободное перемещение торцов труб, соединяя секции без нарушения прочности и плотности соединения.

Глухую железобетонную муфту применяют также и для сборных железобетонных труб большого диаметра.

Рекомендуемые конструкции деформационных швов показаны на рисунке 3

 

 

 

Рис. 3. Стыки монолитных железобетонных труб:

а — глухая железобетонная муфта; 6— гибкий стык с помощью  трехкулачковой резиновой шпонки; 1 — цементный раствор; 2 — битумные маты; 3 — профилированная резина

 

Асбестоцементные трубы  подразделяют на три класса: ВТ9, ВТ 12 и ВТ 15 для рабочих давлений соответственно 0,9; 1,2 и 1,5 МПа.

Рабочим давлением является максимальное гидравлическое давление, при котором может быть использована труба данного класса при отсутствии внешней нагрузки. Класс труб определяют расчетом с учетом условий эксплуатации. Трубы каждого класса в зависимости от внешнего диаметра и длины разделяют на три типа.

Асбестоцементные трубы  соединяют с помощью муфт, которые  разделяют на самоуплотняющиеся асбестоцементные САМ-9, САМ-12, САМ-15 и чугунные фланцевые или муфты «Жибо» (рис. 4, а, б).

 

 

 

 

Рис. 4. Соединение асбестоцементных труб муфтами:

а — асбестоцементной САМ; 6 — чугунной; 1 — муфта; 2 —  труба

 

  В качестве уплотняющих материалов используют резиновые кольца. При соединении с помощью муфт САМ используют резиновые уплотняющие кольца фигурного, а при соединении с помощью муфт «Жибо» круглого сечения.

Асбестоцементные трубы соединяют с помощью муфт САМ, в пазы муфты вставляют резиновые уплотнительные кольца. Муфту надвигают на конец присоединяемой трубы, которую опускают в траншею, и центрируют с ранее уложенной трубой. Надвигают муфту на трубу винтовым домкратом, который закрепляют на ранее уложенной трубе.

При соединении труб чугунными фланцевыми муфтами на конец ранее уложенной трубы надевают фланец, резиновое кольцо и втулку-муфту, а на конец присоединяемой трубы — фланец и резиновое кольцо. Затем центрируют трубы точно по середине стыка, устанавливают втулку-муфту и к ней придвигают резиновые кольца и фланцы, которые затем стягивают болтами. Чугунная муфта допускает некоторое отклонение трубопровода от прямой линии (до 5°).

Достоинства асбестоцементных труб: небольшая масса, малая теплопроводность, достаточно хорошая коррозионная стойкость и относительно небольшое гидравлическое сопротивление. Недостаток — хрупкость, причем при ударах в стенках асбестоцементных труб могут образовываться незаметные на глаз трещины, которые значительно снижают прочностные показатели труб. Поэтому при транспортировке, разгрузке и монтаже асбестоцементных труб необходимо соблюдать меры предосторожности.

Стальные трубопроводы можно прокладывать как в грунте, так и открыто. Засыпные стальные трубопроводы выполняют цельносварными без анкерных и промежуточных опор и компенсаторов. Но для прокладки трубопроводов без анкерных и промежуточных опор необходимо, чтобы суммарные осевые усилия не превышали силы трения трубопровода о грунт.

Если трубопроводы с  анкерными и промежуточными опорами  проектируют в грунте, их рассчитывают по методике открытых трубопроводов.

Компенсаторы на стальных засыпных трубопроводах, уложенных  в грунте, устанавливают практически  только в местах резких изменений  температуры и грунтовых условий, в местах их примыкания к массивным железобетонным конструкциям и в местах, определяемых требованиями проведения работ. В последнем случае после завершения строительства компенсаторы заваривают.

При проходе трубопроводов  через стены сооружений предусматривают  сальниковые уплотнения, которые должны обеспечивать возможность продольных и поперечных перемещений трубы не менее чем на ±4 мм за счет снятия уплотнения.

  Места врезок в напорные трубопроводы, тройники, развилки усиливают эллиптическими и круговыми кольцами, полукольцами, стежками.

Наружную поверхность  стальных трубопроводов, проложенных  в грунте, защищают от коррозии.

Для защиты от воздействия  блуждающих токов, а также от почвенной  коррозии рекомендуют использовать электрохимический способ — катодную поляризацию. Однако в связи с тем,  что места прокладки напорных трубопроводов мелиоративных систем отдалены от крупных населенных пунктов и промышленных объектов, защита от блуждающих токов практически не требуется.

Трубы диаметром 1200 мм и  более нуждаются в защите и  внутренних поверхностей.

Открытые стальные трубопроводы чаще всего проектируют разрезными. При этом на каждом прямолинейном участке трубопровода, опирающемся на промежуточные опоры между двумя анкерными опорами, должен быть компенсатор (рис. 5).

 

Рис. 5. Ломпоновка узла напорных стальных открытых трубопроводов

насосной станции большой  подачи (размеры в см):

1 - ось насосных агрегатов; 2 - температурно-осадочные компенсаторы; 3 - анкерная опора; 4 - промежуточная  опора каткового типа; 5 - температурный  компенсатор

Значительно реже открытые трубопроводы проектируют неразрезными — с гибким коленом и криволинейной осью. Неразрезные трубопроводы с гибким коленом применяют только там, где участок трубопровода используют в качестве коллектора для присоединения отводов к насосам.

Неразрезные трубопроводы с криволинейной осью прокладывают при пересечении железных дорог, оврагов и рек шириной до 100 м.

Анкерные опоры предусматривают  не реже чем через 200 м по длине  открытых трубопроводов, а также  во всех местах изменения направления трубопровода (рис6).

 

 

Рис. 6. Анкерная опора:

1 — анкер; 2 — хомут

 

 

  В отдельных случаях при малых углах наклона трубопроводов расстояние между анкерными опорами может быть принято более 200 м; в этих случаях компенсатор располагают в середине пролета.

Минимальную длину заделки  трубопровода в анкерную опору определяют из условия работы бетона на скалывание под действием осевых сил.

Анкерные опоры рассчитывают на сумму сил, возникающих в результате воздействия на трубопровод температуры, трения воды о стенки трубопровода, гидростатического и гидродинамического воздействия воды в местах изменения сечения и на поворотах трубопровода, действующих одновременно в самом невыгодном сочетании для загружения опоры.

Расчетные нагрузки на опору  определяют для участка трубопровода длиной, равной анкерному пролету. При разрезной системе трубопровода фундамент опоры воспринимает нагрузку с верхнего участка от компенсатора до оси анкерной опоры и с нижнего участка от оси опоры до компенсатора.

На участках между  анкерными опорами устраивают промежуточные, воспринимающие поперечные силы, действующие на трубопровод, и силы трения, возникающие при температурных перемещениях трубопровода.

 Промежуточные опоры  могут быть трех типов: седловые  для трубопроводов диаметром до 1000 мм, кольцевые со скользящими опорными устройствами для трубопроводов диаметром до 1600 мм и кольцевые с катковыми опорными устройствами для трубопроводов диаметром более 1600 мм (см. рис. 7).