MASZYNOZNAWSTWO-nauka o budowie.działaniu,eksploatacji masz. ogolnego przeznaczenia

(pompy,sprężarki,silniki,wentylatory,przenośniki)-MASZYNA-urządzenie zawierające mechanizm lub zespół mechanizmów,służące do przetwarzania energii lub wykonania pracy mechanicznej

PODZAIŁ MASZ. –napędowe-przetwarzają jeden rodzaj en. na inny:robocze-pobierają en. mech.

z masz. napędowych i zamieniają ją na inny rodzaj en.np potencjalną.

Źródła en-odnawialne-siła wiatru,ruch wody,r. fal morskich,r. wody oceanicznej, en. słoneczna

Nieodnawialne-paliwa(węgiel,gaz,ropa naftowa,drewno,słoma),energia jądrowa: inne-napięta sprężyna,rozpędzone koło zamachowe,akumulator elektryczny, zbiornik sprężonego powietrza.

POSTACIE EN.-mechaniczna(napięta sprężyna itp.),cieplna(inst. ciepłownicze), promieniowania

(promieniowanie słoneczne),elektryczna,chemiczna(paliwa), jądrowa. ENERGIA- to ogólna właśći-wość wszelkich rodzajów ruchu materii. Nagromaczona en. w odpowiednich warunkach może być przemieniona w pracę. En. jako zasób nagromadzonej pracy określa e układzie SI dżul „J”

KLASYFIKACJA MASZYN-m. energetyczne-silniki,prądnice,pompy,sprężarki – m. robocze-techno-

Logiczne,transportowae. JEDNOSTKI PODST. UKŁ. SI;dł-metr-m;masa-kilogram-kg;czas-sekunda-s;natężenie prądu elektr.-amper-A;tepm.-kelwin-K;ilość materii-mol-mol;światłość-kandela-cd,UZUPEŁNIAJĄCE-kąt płaski-radian-rad;kąt bryłowy-steradian-sr.ZMIANA JEDNOSTEK

1m/s=60*60*km/1000*h=3,6km/h;1m/s=km/1000*s=0.001km/s;1ms=60*m/min=60m/min. HYDROMECHANIKA-to część mechaniki,która obejmuje badania równowagi cieczy i ruchu cieczy.PODZIAŁ-HYDROSTATYKA-badania równowagi cieczy.KINEMA-TYKA-nauka o ruchach cieczy bez uwzględniania materii o sił wywołujących ruch. HYDRODYNAMIKA-rozpatruje ruch cieczy z uwzględnieniem wpływu działających na nią sił.

WIELKOŚĆI PODST. CHARAKTERYZUJĄCE CIECZ-gęstość- p=m/v*kg/m³, ciężar właściwy-

γ=G/V*N/m^3, ,objętość właściwa-υ=V/m*m³/kg. CIŚNIENIE- jednostką gł. Jest Pascal 1 Pa=N/m²

p=FA*Pa, F-siła nacisku,A-pole powierzchni w m^2,,p-ciśnienie cieczy w Pa. Hkektopaskal-1hPa=100Pa, kilopaskal-1kPa-1000Pa,megapascal-1MPa=10⁶Pa.ATMOSFERA FIZYCZNA-odpo-wiada średniemu ciśnieniu atm, na poziomie morza do Ziemi 1atm=101325Pa=1013.25hPa.

AT. TECHNICZNA-odpowiada ciśnieniu wywołanemu siłą kg-siłyrozkładającej się na jednym cm² lubnaciskowi 10m słupa wody 1at=98066,5Pa=100kPa.PRAWO PASCALA-ciśnienie zewnętrzne przenoszone jest w płynie znajdującym się w zamkniętym naczyniu jednorodnie we wszystkich kierunkach.RÓWNOWAGA CIECZY W POLU SIŁ CIĘŻKOŚĆI- wraz ze wzrostem głębokości rośnie ciśnienie.p=p_b+γ+h – p-ciśn. w danym punkcie,p_b-ciśn. Atm. Działające na powierzchnię cieczy,γ-ciężar właściwy cieczy, h-głębokość zanurzenia danego punktu cieczy.NAPÓR HYDROSTAT. CIECZY NA ŚCIANE POZIOMĄ-N=γ*h*A=γ*V[N] – N-napór hydrostat.-N,γ-ciężar właściwy cieczy-N/m³,h-głębokość zanurzenia ściany poziomej pod zwierciadłem cieczy-m,A-pole powierzchni ściany-m².NAPÓR CIECZY NA PŁASKĄ ŚCIANĘ PIONOWĄ-N=γ*h₀*A[N]. WYPÓR CIECZY-wyporem c. nazywamy wektor siły skierowany do góry, którego wartość jest równa ciężarowi cieczy wypartej przez to ciało.RODZAJE PRZEPŁYWU-uwarstwiony(laminarny) Re≤2300; Burzliwy(turbulentny)Re>2300. LICZBA REYNOLDSA Re=υ*d/v, v- prędkość cieczy,υ-lepkość cieczy,d-parametr określający wymiary przewodu.STRUMIEŃ OBJĘTOŚCI Q=A*v[m³/s]. STRUMIEŃ MASY Q_m=p*a*v[kg/s]. A-przekrój poprzeczny strugi[m²],v-średnia prędkość przepływu[m/s], p-gęstość cieczy[kg/m³]. WARUNEK CIĄGŁOŚĆI STRUGI-Qm₁=Qm_2.TWIERDZ. BERNOULLIEGO- w rucu ustalonym cieczy doskonałej całkowita en. t1kg cieczy,która stanowi sumę en. kinetycznej,en.ciśnienia i en. położenia jest jednakowa w każdym punkcie tej strugi.const=h+p/γ+v²/2g. h-wys. Poboczna[m],p-ciśnienie[Pa],v-prędk. W danym punkcie strugi[m/s],γ-ciężar właściwy[N/m²],g-przyspie-szenie ziemskie/m/s².NAPóR HYDRODYNAMICZNYF-p*Q_v*v[N], p-gęst. Cieczy, Q_v-strumień objętośći[m³/s],v-prędk. Strugi[m/s].NAPÓR HYDROSTATYCZNY-N=γ*h*A.CIECZ DOSKONAŁA-jest nieściśliwa i nie lepka.CECHY CIECZY W HYDROSTATYCZNYCH UKŁ NAPĘDOWYCH-jak najmniejsza zmienności wraz ze zmianą temp.; mała ściśliwość, jak najwyzsza temp. zapłonu i najniższa krzepnięcia; duże ciepło właściwe, mała rozszerzalność temp, dobra przewodność ciepła;odporność na pienienie i utlenianie się; dobre wł. Smarne; jednorodność struktury, trwałość struktury, obojętność chemiczna. WIELKOŚCI CHARAKTERYZUJĄCE SILNIKI HUDRAULICZNE –chłonność teoretyczna(idealna)Q_ts[m³/s], chłon. rzeczywista-Q_s[m³/s], chłon. Jednostko-wa(geometryczna wielkośc robocza)q_r[m³/obr], sprawność objętościowa η_Fs=Q_ts/Q_s, różnica ciśnieńna wejściu i wyjściu z silnika Δp[Pa]. ELEMENTY STERUJĄCE NAPĘDÓW HYDRAULICZNYCH – ZAWORY; Z. ciśnieniowe( bezpieczeństwa,przelewowe,kolejności działania, redukcyjne, różnicowe, proporcjonalne), Z. natężeniowe(odcinające,rozdzielcze, zwrotne, dławiące, regulatory przepływu dwudrogowe, reg. Przep. Trójdrogowe i z. upustowe)OSPRZĘT POMOCNICZY-akumulatory hydraul,filtry,złącza.STEROWANIE NAPĘDÓW HYDROSTATYCZNYCH;Jeżeli elementem wyjściowym napędu jest silnik, to parametrami regulowanymi są:prędkośc obr, moment obr, moc. W rzypadku siłownika parametrami regulow. są; prędkość liniowa,sił,moc.

WŁ CZYNNIKA ROBOCZEGO- czynnikiem jest sprężone powietrze, przed sprężeniem musi być odpowiednio przygotowane;odwilżone z cząstek oleju pochodzących zespręża-

Rki,odwilżone,naoliwione innym olejem. URZĄDZ. PRZETWARZAJĄCE EN. SPRĘŻONEGO POW. A PRACĘ MECHAN.-silniki pneumatyczne o ruchu obr; sil. o ruchu obr(wirnikowe), sil. o ruchu wahadłowym(wahadłowe),silniki krokowe. ZALETY PNEUMAT. SIL. OBR.-prostowa konstrukcji,łatwość eksploatacji,możliwość osiągnięcia dużej prędkośći obr.,niewielka masa w stosunku do mocy.WADY PNEUMAT.SIL.OBR-zmienność prędkośći obr. Mała sprawność ogolna.URZĄDZENIA STERUJĄCE ENERGIĄ SPRĘŻONEGO POWETRZA W UKŁ. PNEUMAT.-elementy sterujące; kieru-nkiem przepływu pow.(zawory rozdzielające,zwrotne),strumieniem przepływu pow.(zaw. Dławiące),ciśnieniem pow.(zaw.redukcyjne), o specjalnym przeznaczeniu(zaw. Zabezpieczające, realizujące określone funkcje).ZASTOSOWANIE MECHANIZMÓW PNEUMAT-mechan. O ruchu prostoliniowym(przenośniki,podajniki,podnośniki),mechan. O ruchu obrotowym(wrzeciona obrabiarek, ręczne narzędzia pneumat, itp.),urządzenie pneumat. Uderzeniowe(kafary, młotki pneumat. Prasy,nacinarki,itp.),urządz o ruchu oscy-

W wyniku kolejnych przemian sprężenia i rozprężenia czynnik ten wykonuje pracę.*Podczas

Tych przemian czerpie on ciepło ze źródła zwanego górnym(komora spalania, grzejnica) i

Następnie część ciepła oddaje d źródła zwanego dolnym(skraplacz, chłodnica, atmosfera).

*Silniki cieplne mogą być odwracalne i nie odwracalne. *W silniku odwracalnym obieg jest

Odwracalny tzn. może się odbywać zarówno w przód (zmieniając ciepło w pracę), jak i wstecz

(zmieniając uprzednio wykonaną pracę w ciepło i zwracając je do źródła).*Silniki, które nie

Spełniają tych warunków, nazywamy silnikami nieodwracalnymi. PARA WODNA jest jednym

Z podstawowych czynników termodynamicznych, mających szczególnie znaczenie w technice.

X=m_p/m (x-stopień suchość, m_p-masa pary nasyconej suchej,m-masa pary nasyconej wilgotnej).

SIŁOWNIA CIEPLNA-*jej zadaniem jest przetwarzanie energii, pochodzącej z energii chemicznej

Paliwa, na energię mechaniczną( w silniku cieplnym).* energia mechaniczna jest przetwarzana

na energię elektryczną( w prądnicy). Wtedy siłownia cieplna nazywa się elektrownia cieplną.

*Jeżeli elektrowania, oprócz energii elektr., dostarcza również ciepła do procesów technologi-

Cznych lub do ogrzewania, to nazywa się elektrociepłownią.ELEMENTY SIŁOWNI PAROWEJ-

Kocioł parowy,turbina parowa,prądnica elektr.,skraplacz,pompa,ciepło doprowadzane w kotle,

Ciepło odebrane w skraplaczu,praca turbiny,praca pompowania.OBIEGI TERMDYNAMICZNE-

1-2-izobaryczne podgrzewanie cieczy, jej odparowanie oraz przegrzewanie pary;2-3-adiabatyc-

Czne rozprężenia pary w turbinie;3-4-izobaryczne skroplenie rozprężonej pary(odprowadzenie

ciepła w skraplaczu);*4-1-izochoryczne pompowanie kondensatu w pompie.PALIWA*podsta-

wowym źródłem energii są paliwa;*Paliwami nazywamy substancje, których cecha charaktery-

styczną jest zdolność do szybkiego łączenia się z tlenem;*Ciepło wytwarzane drogą spalania

paliw jest wykorzystywane zarówno w życiu codziennym, jak i do celów przemysłowych.

*dobre paliwo powinno spalać się intensywnie z jednoczesnym wydzieleniem dużej ilości

Ciepła. Produkty spalania paliw nie powinny wpływać niszcząco na środowisko naturalne.

*spośród różnych paliw największe zastosowanie maja paliwa naturalne, a zwłaszcza, ropa

Naftowa, węgiel, gaz ziemny.KLASYFIKACJA PALIW-*naturalne[stałe(drewno,węgiel,torf,

Łupki palne)ciekłe(ropa naftowa),gazowy(gaz ziemny)];*sztuczne[stały(węgiel drzewny,koks

Brykiet)ciekły(benzyna,gazolina,nafta,oleje napędowe,alkohole,benzol)gazowy(gaz wodny

I półwodny, powietrzny, swietlny,gazy skroplone i inne)]*odpadkowe[stałe(odpadki roślinne

Obrzynki drzewne, przerosty kopalniane, muł miał koksowy)gazowe(gaz wielkopiecowy)]

SKŁ. CHEM PALIWA; [W]Węgiel+[H]wodór+[O]tlen+[N]azot+[S]siarka+[w]wilgoć+[p]związki

Mineralne niepalne=100%.CIEPŁO SPALANIA I WARTOŚĆ OPAŁOWA-CIEPŁO SPALANIA W_! to

Ilość ciepła, która się wyzwala po spaleniu zupełnym i całkowitym jednostki masy(np.1kg)paliwa

po ochłodzeniu produktów spalania do temp. początkowej paliwa i skropleniu pary wodnej.

WARTOŚĆ OPAŁOWA-W_u jest to ciepło spalania pomniejszone o ciepło parowania pary wodnej

Zawartej w spalinach;W_u=W_!-r*w[J](w-masa pray wodnej powstałej na skutek spalenia 1kg paliwa

,r-przybliżona wartość entalpii parowania pary wodnej(r=2450kJ/kg))WARTOŚĆ OPAŁOWA PALIW

Węgiel brunatny-20400w_ukJ/kg; w.kamienny24500-30500; koks30500; benzyna40600. PRZEMIANA ADIABATYCZNA- to taka w której gaz nie wymienia ciepła z otoczeniem.1ZASADA TERMODYNAMIKI-Ciepło doprowadzone do układu jest równe sumie przyrostu energii wewnętrznej tego czynnika i pracy zewnętrznej bezwzględnej, którą wykona ten czynnik. Niezbędne jest dostarczenie do układu ciepła, albo energii lub zmniejszenie energii wewnętrznej:

lacyjnym(podajniki wibracyjne, gowica do gładzenia), ruchome elementy uchwytów i zaci-

sków przyrządów obrabiarek.PARAMETRY STANU CZYNNIKA TERMODYNAMICZNE-

GO-objętość właściwa-v[kg/m³],ciśnieniep[Pa],temp-T[K];Każda zmiana jednego z tych parametrów pociąga zmianę za sobą pozostałych.RODZAJE UKŁ TERMODYNAM.- ukł. Otwarty- oprócz wymiany energii,może też wymieniać z otoczeniem lub innym ukł. Czynnik termodynamiczny(masę). – Ukł zamknięty- pomiędzy otoczeniem lub innym ukł może zachdzić tylko odziaływanie energetyczne tzn. w formie pracy lub ciepła.PRACA-jest formą wymiany energii i daje się przedstawić jako efekt działania siły wzdłuż pewnej drogi. Praca dodatnia L=F*s. Praca ujemna-L=T*x. Jednostka[J=N*m](np. działanie gazu zamkniętego w cylindrze na tłok).CIEPŁO-podobnie jak praca nie jest postacią energii, lecz formą jej przkazywania. Wartość ciepła Q=m*c*dT[J]; m-masa czynnika[kg],c-ciepło właściwe czynnika[j/kg*K],dTprzyrost temp[K]. Ciepło jednostkowe q=c*dT[J/kg]. CIEPŁEM WŁAŚCIWYM dae=nego ciała nazywa się ilość ciepła, którą trzeba zużyć, by ogrzać jednostkową masę danego ciała(1kg) o 1K. Ogrzewanie lub oziębianie danego ciała może odbywać się ; ostałej objętościc_v, pod stałym ciśnieniem c_p. Ciepło właściwe c_p woda4222,olej hydraul.1885,miedź386,powietrze1005,olej inny1840.RÓWNOWAŻNOŚĆ CIEPŁA I PRACY-jeżeli do dowolnego ukł zostanie doprowadzona praca L i jako jedyny tego skutek wytworzy się ciepło, wywiązane ciepło Q jest równoważne włożonej pracy L=Q.(np. rozgrzewanie się klocka ham podzas hamowania, rozgrz. się piły podczas prze-cinania, wiertła, topienie się dwóch kawałków lodu podczas pocierania).ENERGIA WEWNĘTRZNA-Całkowita energia E dowolnego ukł. Termdynamicznego jest sumą;en. kinetycznej E_k ukł. jako całośći, en. potencjalnej ukl. E_puwarunkowanej istnieniem zewnętrznego poa sił, en. wewnętrznej U ukł. E=E_k+E_p+u [J]. Czynnik zawarty w ukł. Jest zbiorem cząsteczek i atomów mających własną en. En. wewnętrzna ukł. Jest suma wszystkich rodzajów en., jaką mają cząsteczki czynnika termodynam. Składają się wiec na nią takie rodzaje en. jak;kinetyczna.chemiczna,jadrowa,spręzytości itd.GAZ DOSKONAŁY(idealny)- to gaz w którym nie występują spójności, jego cząsteczki nie mają objętości, sa doskonae sprężyste i znajdują się w ciągłym chaotycznym ruchu.PRAWO BOYLE’A-MARIOTE’A w stałej temp. ciśnienie gazu doskonałego p zmienia się odwrotnei proporcjonalnie do zmiany jego objętości v.Dotyczy przemiany izotermicznej(przy stałej temp) v_1*p1=v_2*p_2.W stalej temp. iloczyn ciśnienia bezwzględnego i objętości stałej ilości gazu doskonałego jest wielkością stałą p*v=const. PRAWO GAY-LUSSACA Przy stałym ciśnieniu temp gazu doskonałego T zmienia się proporcjonalnie do zmiany jego objętości właściwej v. Dotyczy przemiany izobarycznej przy stałym ciśnieniu. V₁/v₂=T₁/T₂. v₁/T₁=v₂/T₂=const Przystałym ciśnieniu stosunek objętości tej samej masy gazu do temp. bezwzględnej jest stały. V/T=const.PRAWO CHARLESA-przy stałej objętości właściwej temp gazu doskonałego T zmienia się proporcjonalnie do zmiay jego ciśnieniap. Dotyczy przemiany izochromatycznej9rzy stałej objetośći)p₁/p₂=T₁/T₂ p₁/T₁=p₂/T₂=const. Przy stałej objętości właściwej stosunek ciśnienia samej masy gazu do jego temp. bezwzględnej jest stały p/T=const. RÓWNANIE STANU GAZU DOSKONAŁEGO-na podstwie prawa Boyle’a-Mariotte’a i Gay-Lussaca można określić ogólną zależność między 3 parametrami termodynami-cznymi gazu doskonałego; ciśnieniem p, objętością właściwą v, temp T p*v/T=const=
R. W przypadku gdy iośc rozpatrywanego gazu wynosi m kg p*v/T=const=m*R. Stałą wielkość oznaczoną R i nającą wymiar J/(kg*K) nazwano indywidualną stałą gazową. Jest to wielkość charakterystyczna dla danego gazu.CHARAKTERYSTYCZNE PRZEMIANYGAZÓW DOSKONAŁYCH-;Wszelka ciągła zmiana, jakiej podlega czynnik termodynamiczny pod wpływem doprowadzenia lub odprowadzenia ciepła(doprow lub odprow pracy), nazywa się przemianą.;zaleznie od sposobu doprowadzenia lub odprowadzenia ciepła oraz pracy można wywołać wiele różnych przemian.; Spośród nich duże znaczenie i zastosowanie w technice znalazły przemiany politropowe, takie , podczas których ciepło właściwe czynnika nie ulega zmianie.; Do przemian politropowych zalicamy takie przemiany charakter. Jak: p.izochoryczna(V=const),izotermiczna(T=const),izobary-czna(p=const), adiabatyczna(Q=const).ENTROPIA S- miara stopnia nieuporządkowania układu. Jeżeli układ termodynamiczny przechodzi d jednego stanu równowagi do drugiego, bez udziału czynników zewnętrznych, to jego entropia zawsze rośnie.PRZEMIANA IZOCHORYCZNA-to prze-miana,podzczas której objętość właściwaczynnika(gazu) jest stała(v=const). Krzywa przem.izochor. nazywa się izochorą. Zmiany energii zależą tylko do temp. początkowej i końcowej gazu.PRZEMIANA IZOBARYCZNA- podczas tej przemiany ciśnienie gazu zachowuje stałą wartość(p=const).Krzywa nazywa się izobarą. Zmiana energii zależ jedynie od temp. początkowej i końcowej gazu.PRZEMIANA IZOTERMICZNA-to przemiana zachodząca w stałej temp(T=const) .Krzywa nazywa się izotermą.Zmiany energii zależą od pobranego całkowitego ciepła.PRZEMIANA ADIABATYCZNA podczas tej przemiany czynnik nie wymienia ciepła Q=0. Wszystkie 3 parametry stanu gazu ulegają zmianie.PRZEMIANY-*Podczas wymiany ciepła między czynnikiem termodynamicznym znajdującym się w ukł., a otoczeniem stantego czynnika ulega zmianom.Przejawen tego są zmiany parametrów stanu;ciśnienie,objętość,temp..*Przemiany mogą być odwracalnie i nieodwracalne.*Przem odwracalna-po dokonaniu tej przem. Odwracalnej możliwy jest powrót ukł oraz otoczenia do stanu wyjściowego.Wszystkie parametry czynnika, ukł. I otoczenia muszą więc przyjąć ponownie wartości początkowe. Przem nieodwracalna-jest to przemiana w której parametry stanu nie powracają do wartości początkowych.SILNIKI CIEPLNE-to *ukł. fizyczny (urządzenie),które w pewnych warunkach może w sposób ciągły zmienić część ciepła na pracę.*W silniku cieplnym czynnik termodynamiczny(gazlub para)podlega obiegowi.