ine/>
Moim Rodzicom i Kasi
Projekt okładki i stron tytułowych Przemysław Spiechowski
Ilustracja na okładce Frank L. Junior / Shutterstock
Wydawca Adam Filutowski
Koordynator ds. redakcji Renata Ziółkowska
Redaktor Mieczysława Kompanowska
Produkcja Mariola Grzywacka
Skład wersji elektronicznej na zlecenie Wydawnictwa Naukowego PWN: mobisfera.pl
Książka, którą nabyłeś, jest dziełem twórcy i wydawcy. Prosimy, abyś przestrzegał praw, jakie im przysługują. Jej zawartość możesz udostępnić nieodpłatnie osobom bliskim lub osobiście znanym. Ale nie publikuj jej w internecie. Jeśli cytujesz jej fragmenty, nie zmieniaj ich treści i koniecznie zaznacz, czyje to dzieło.
A kopiując jej część, rób to jedynie na użytek osobisty.
Copyright © by Wydawnictwo Naukowe PWN SA
Warszawa 2015
eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2015 r., (wyd. I)
Warszawa 2016
ISBN 978-83-01-18963-1
Wydawnictwo Naukowe PWN SA
02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2
tel. 22 69 54 321; faks 22 69 54 288
Infolinia 801 33 33 88
e-mail: [email protected]; www.pwn.pl
Od Autora
Przekazuję Państwu książkę, której celem jest pomoc w zrozumieniu lub przypomnieniu podstaw hydrostatyki, zwanej również hydrauliką siłową.
Książka koncentruje się na podstawach hydrostatyki i jest napisana prostym językiem, co ma na celu zwiększenie jej przystępności. Podczas pracy w roli nauczyciela akademickiego zauważyłem, że to problemy w zrozumieniu podstawowych i – jak by się mogło wydawać – oczywistych zagadnień często stoją na przeszkodzie w zrozumieniu zasad działania układów hydrostatycznych.
Adresatami publikacji są studenci kierunków, których programy studiów przewidują przedmioty związane z hydrostatyką. Książka ma im pomóc zrozumieć podstawy hydrauliki siłowej oraz zachęcić (a nie zniechęcić) do dalszej nauki i pogłębiania wiedzy w tej fascynującej dziedzinie. Adresuję ją także do inżynierów, którzy w swojej codziennej pracy rzadko mają do czynienia z dyscypliną, jaką jest hydraulika siłowa, ale chcieliby przypomnieć sobie jej zasadnicze zagadnienia oraz sposób prowadzenia podstawowych obliczeń.
Do każdego zadania zamieściłem odpowiedź oraz rozwiązanie, które w sposób skrótowy wyjaśnia tok rozumowania prowadzący do uzyskania wyniku. Ma to umożliwić indywidualną naukę przy rozwiązywaniu zadań. Ze względu na formułę oraz objętość książki nie było możliwe pełne opisanie każdego z zagadnień teoretycznych. Rozwiązania mają być jedynie podpowiedzią i pomocą w chwili zwątpienia, nie mają jednak na celu zastąpienia podręcznika teoretycznego.
Na końcu książki znajdują się materiały pomocnicze oraz wzory, razem z przykładem zadania, w którym dany wzór został użyty.
W przypadku trudności z rozwiązaniem któregoś z zadań lub ewentualnych wątpliwości możliwy jest kontakt z autorem: [email protected]
Podziękowania
Dziękuję wszystkim osobom, które miały swój wkład w powstanie tej książki.
Osobą, bez której udziału książka ta z pewnością by nie powstała, jest prof. Karl-Erik Rydberg z Linkopings Universitet. Dziękuję mu za zaufanie, przekazanie bezcennej wiedzy oraz możliwość współpracy, podczas której pojawił się pomysł na niniejszą książkę. Dziękuję także za pomoc w opracowaniu zakresu książki i udostępnienie mi materiałów, z których korzystałem przy pisaniu książki.
Chciałbym również podziękować dr. inż. Markowi Łutowiczowi z Akademii Marynarki Wojennej w Gdyni, dr. inż. Leszkowi Osieckiemu z Politechniki Gdańskiej, prof. Zenonowi Jędrzykiewiczowi oraz dr. Jerzemu Stojkowi z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie za pomoc w określeniu zakresu materiału zawartego w książce oraz za ich sugestie i propozycje dotyczące zadań.
Dziękuję firmie Parker Hannifin za zgodę na wykorzystanie w książce materiałów pomocniczych oraz pomoc w wydaniu książki. W szczególności dziękuję Panu Radosławowi Budziarzowi oraz Panu Mirosławowi Wójcikowi.
Dziękuję bardzo Pani Katarzynie Włodarczyk i Panu Adamowi Filutowskiemu z wydawnictwa PWN za ich cierpliwość oraz przeprowadzenie mnie przez proces wydawniczy. Dziękuję również Paniom Mieczysławie Kompanowskiej oraz Katarzynie Soboń za redakcję tekstu.
Na końcu chciałbym podziękować dr Katarzynie Kwaśnej za pomoc w pracy nad książką, motywację do pracy oraz za jej codzienne wsparcie.
Indeks ważniejszych oznaczeń
Częściej stosowane indeksy dolne
Przykład:
Q th p – teoretyczne natężenie przepływu z pompy
ηvm – sprawność objętościowa silnika hydraulicznego
1. Pojęcia podstawowe – gęstość, ciśnienie hydrostatyczne, siła i ciśnienie, jednostki, energia, moc, praca
1.1. Na rysunku 1.1 przedstawiono trzy zbiorniki wypełnione tym samym olejem do podanej wysokości. Zbiorniki te są odkryte, a na powierzchnię oleju działa ciśnienie atmosferyczne pa = 1013 hPa. Temperatura powietrza wynosi 23℃. Wymiary zbiorników (w metrach) zostały przedstawione na rysunku. W którym zbiorniku ciśnienie cieczy przy dnie będzie najwyższe?
Rys. 1.1.
1.2. Oblicz ciśnienie względne panujące na dnie zbiorników (rys. 1.1a, b i c), jeżeli wypełnione są odpowiednio wodą (ρa = 1000 kg/m3, ha = 2 m), olejem (ρb = 870 kg/m3, hb = 2 m), benzyną (ρc = 700 kg/m3, ha = 2 m).
1.3. Oblicz wysokość słupa wody (o gęstości ρ = 1000 kg/m3) w zbiorniku przedstawionym na rysunku 1.2.
Zbiornik jest szczelnie zamknięty od góry. Ponad powierzchnią cieczy w zbiorniku znajduje się próżnia. Natomiast jego dolna część jest otwarta i zanurzona w cieczy, która ma bezpośredni kontakt z atmosferą (pod ciśnieniem pa = 1013 hPa).
1.4. Na rysunku 1.3 przedstawiono zbiornik oleju, do którego są przyłączone dwie pompy. Ze względu na brak miejsca jedną z pomp umieszczono ponad zbiornikiem. Oblicz (względne oraz bezwzględne) ciśnienia hydrostatyczne oleju u wlotu do obu pomp. Pomiń opory przepływu w rurach prowadzących do pomp. Szczegółowe dane: gęstość oleju ρ = 870 kg/ m3, ciśnienie atm. pa = 1013 hPa, wymiary: a = 1 m, b = 0,5 m, c = 4,5 m, lepkość oleju υ = 32 cSt.
Rys. 1.2.
Rys. 1.3.
1.5.