Гидравлическая теория смазки. Ламинарное движение жидкости в узких щелях


В большинстве машин и механизмов с целью снижения трения между движущимися узлами используются принципы гидравлической смазки, когда малые зазоры между соприкасающимися элементами заполняются низковязкой или другой жидкостью. В данном случае процесс сухого трения между твердыми движущимися телами заменяется скольжением. Гидравлическая смазка используется также и в случаях, когда необходимо выполнить изоляцию зазоров от проникновения через них жидкостей. Эти чисто практические задачи связаны с теорией течения жидкости в узких щелях, разработанных Буссинэ и Н.П. Петровым.

Эту задачу рассмотрим на классическом уровне. Возьмём две плоские одинаковые

Гидравлическая теория смазки. Ламинарное движение жидкости в узких щелях

пластины, расположенные параллельно друг другу на малом расстоянии друг от друга. Эти пластины образуют межды собой тонкую щель (зазор) d.

Щель будет считаться тонкой, если её ширина d во много раз меньше размеров пластин Гидравлическая теория смазки. Ламинарное движение жидкости в узких щеляхиГидравлическая теория смазки. Ламинарное движение жидкости в узких щелях, где L и В - размеры пластины. Проведем в потоке щели два параллельных друг другу сечения на расстоянии / и выделим малый отсек жидкости в виде параллелепипеда со сторонами:Гидравлическая теория смазки. Ламинарное движение жидкости в узких щеляхи 2у. Жидкость движется вдоль оси ОХ (на рисунке 2 слева на право). Грани, через которые жидкость втекает внутрь выделенного отсека и вытекает из него, имеют площадь Гидравлическая теория смазки. Ламинарное движение жидкости в узких щелях. К этим граням приложены силы давления равные:

Гидравлическая теория смазки. Ламинарное движение жидкости в узких щелях

Гогда выделенный отсек жидкости будет находиться в состоянии равновесия под действием сил давления трения и силы тяжести.

Гидравлическая теория смазки. Ламинарное движение жидкости в узких щелях

где:    Гидравлическая теория смазки. Ламинарное движение жидкости в узких щелях - площадь верхней и нижней граней отсека жидкости.

Подставив в уравнение величины площади пластин и граней, и преобразовав уравнение, получим:

Гидравлическая теория смазки. Ламинарное движение жидкости в узких щелях

Тогда:

Гидравлическая теория смазки. Ламинарное движение жидкости в узких щелях 5

где:    Гидравлическая теория смазки. Ламинарное движение жидкости в узких щелях- гидравлический уклон.

Предыдущие материалы: Следующие материалы: