Попов Д.Н.. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. Часть 1. Страница 89

Рабочие среды, обеспечивая передачу энергии в гидро- и пиевмосистемах, находятся в постоянном взаимодействии с различными деталями механизмов и машин, поэтому от свойств рабочих сред во многом зависят долговечность и надежность систем. Кроме того, видом рабочей среды определяются те ограничения, которые накладываются на условия эксплуатации систем: минимальные и максимальные температуры для окружающей и для рабочей среды", стойкость к воспламенению, радиационная стойкость и др. [2, 78]. Выбор рабочей среды часто предопределяет конструкцию, вес и наибольшую мощность устройств, используемых в гидро- или пневмосистеме.

При расчетах и исследованиях режимов регулирования гидро- и пневмосистем необходимо знать свойства рабочих сред, так как они могут оказывать существенное влияние на различные характеристики как отдельных элементов, так и всей системы в целом. Здесь мы остановимся только на тех свойствах рабочих сред, которые имеют наибольшее значение для изучения динамики процессов, протекающих в гидро- и пиевмосистемах. К этим свойствам относятся инерция, вязкость, сжимаемость.

Инерция рабочих сред проявляется при ускорении или при замедлении их движения. Мерой инерции рабочих сред, как известно, служит масса — одна из важнейших характеристик, с которой приходится иметь дело при изучении движения любых тел. Отношение массы тела к его объему определяет плотность тела. Для жидкости или газа, сплошь заполняющих пространство, плотность р есть функция координат точки этого пространства и определяется предельным выражением

где Ат — масса среды в объеме AF.

Величина плотности зависит от природы рабочей среды и условий, в которых она находится. Плотность рабочей среды в общем случае является функцией давления р и температуры T⁰₉ т. е.

Зависимость плотности от давления и температуры оказывается существенно различной для жидкостей и для газов. Плотность жидкостей изменяется значительно меньше с температурой и с давлением, чем плотность газов. Это объясняется тем, что объем жидкости по сравнению с объемом газа мало меняется под действием давления, а коэффициенты объемного теплового расширения обычно используемых в гидросистемах жидкостей невелики.

Вязкостью называется обусловленная подвижностью молекул способность жидкости или газа сопротивляться относительному сдвигу ее слоев. Если возникающие при сдвиге касательные напряжения подчиняются закону вязкого трения Ньютона, т. е. изменяются пропорционально скорости сдвига, то жидкости называются ньютоновскими. Существуют также неньютоновские жидкости, у которых касательные напряжения могут отличаться от нуля при равных нулю скоростях сдвига. Эти напряжения могут также зависеть от продолжительности процесса сдвига слоев жидкости. В последнее время для улучшения вязкостно-температурных свойств в некоторые жидкости, применяемые в гидросистемах, вводятся полимерные загустители. Вследствие этого действительная вязкость жидкости отличается от определяемой в обычных вискозиметрах тем больше, чем больше скорости относительного сдвига слоев. Такие жидкости могут только приближенно приниматься ньютоновскими. Для воздуха и газов закон вязкого трения Ньютона > является справедливым.