XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Нагнетатель жидкости пневматический
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Долговечная работа многих механизмов зависит от качественной смазки его трущихся поверхностей. Обеспечить надежной покрытие контактирующих деталей нужным слоя масла поможет специальное устройство - пневматический нагнетатель жидкостей. Многие автолюбители для своих нужд используют самодельные нагнетатели. Это связано с тем, что дешевые приспособления служат недолго, а дорогое оборудование для обслуживания одного автомобиля не требуется.
Целью работы является создание нагнетателя жидкостей качественным, но недорогим по стоимости.
По данной теме мною была изучена литература и ресурсы интернета. Нагнетатель жидкости пневматический разработан и создан мною самостоятельно. Были проведены экспериментальные пробы по накачиванию воды, закачка масла и других жидкостей не апробирована.
1. Теоретическая часть
1.1. Назначение нагнетателей
Нагнетатель масла представляет собой устройство для перекачивания жидкостей, смазочных материалов, трансмиссионных и моторных жидкостей, а также антифризов. Он широко используется на различных станциях технического обслуживания (СТО) и имеется у многих автомобилистов. Благодаря этому прибору замена масла в неудобных для работы местах, например, трансмиссии, упрощается и происходит быстрее.
Благодаря подобным нагнетателям можно быстро произвести заправку свежих смазочных жидкостей в двигателе, автоматической или механической коробке переключения передач, мостах и т.п. В отличие от различных шприцов они более эффективны, дают меньше загрязнений, и оставляет рабочую зону чистой.
1.2. Виды нагнетателей
Существует две разновидности нагнетателей: пневматические и механические. Принцип их работы схож, но исключение составляет тип привода. В пневматических нагнетателях за это отвечает компрессор. В механических нагнетателях функцию поднятия давления исполняет поршень механического насоса.
Пневматический нагнетатель может быть:
1. автономный, работающий от аккумулятора
2. работающий от бытовой сети.
Сегодня на рынке представлено большое количество различных нагнетателей для жидкостей, которые отличаются эргономичностью, надежностью и большим рабочим ресурсом. Все модели различаются по производительности и стоимости.
Целью работы является создание нагнетателя жидкостей качественным, но недорогим по стоимости. Для определения давления каждая модель автомобильного компрессора снабжена манометром. Оптимально рабочее давление в нагнетателе составляет от 1 до 4 атмосфер.
2. Практическая часть
2.1. Принцип работы устройства
Прибор работает за счет избыточного давления воздуха внутри корпуса, которое создается при помощи компрессора или ножного насоса. Воздух вытесняет жидкость из канистры в шланг, и она с большой скоростью перетекает в другую ёмкость. Быстрый поток жидкости обладает парадоксальными свойствами, с которыми надо разобраться.
В нагнетателе жидкости вода течёт по трубе переменного сечения. С изменением площади сечения трубы скорость воды в ней возрастает. По второму закону Ньютона для увеличения скорости на воду должна действовать какая-то сила. Поэтому давление в широкой части трубы больше, чем в узкой. То есть, при сужении трубы давление в ней уменьшается.
Этот парадокс называется эффектом Бернулли, названный по имени его открывателя, шведского физика Даниила Бернулли (18 век).
Е сли слева в трубу входит объём жидкости V, то такой же объём выходит из трубы справа. Разность давлений на концах трубы совершает работу. При отсутствии потерь вся эта работа идет на увеличение кинетической энергии воды.
Масса-это произведение объема на плотность, объем сокращается и формула принимает следующий вид
Половина произведения плотности жидкости на квадрат ее скорости - это скоростной напор жидкости. Закон Бернулли гласит, что в идеальной жидкости сумма давления и скоростного напора остается постоянной вдоль трубы. Если давление в трубе меньше, то скоростной напор жидкости больше.
Вычислим примерно, с какой скоростью вода течет по узкой трубе:
за 50 секунд перекачивается 5 литров воды, то есть 5000 см3,
получается 100 см3/с
площадь сечения трубы примерно 1 см2
получаем скорость течения воды 100см/с или 1м/с
2.2. Этапы изготовления нагнетателя
Рассмотрим вариант изготовления нагнетателя жидкостей своими руками.
В качестве основы такого приспособления понадобится полимерная канистра объемом 10 литров, шланг диаметром 10 мм, автомобильный разъем под прикуриватель, блок питания на 12В, автомобильный компрессор.
Для устойчивости канистры и вертикального расположения изготавливаем подставку из фанеры так, чтобы шланг, установленный на дно канистры, не заламывался и был без перегибов.
По рисунку выпиливаем стенки для подставки, шлифуем ребра.
Собираем подставку с помощью саморезов и выполняем декоративную отделку.
Подбираем сверло по металлу для высверливания отверстия, равного диаметру штуцера, производим сборку.
Высверливаем отверстие на крышке канистры, устанавливаем бескамерный сосок.
На шланг устанавливаем изогнутую трубку для подвешивания на уровневую горловину для заливки жидкостей.
Заполняем емкость жидкостью и проверяем герметичность всех соединений.
Снизу подставки устанавливаем блок питания для автомобильного компрессора.
Создаем в канистре давление в 1 атмосферу и производим испытание работоспособности нагнетателя.
Нагнетатель жидкостей готов к работе.
Заключение
Из обычной пластиковой канистры емкостью 10 литров, можно сделать простое, но полезное устройство. Пневматический нагнетатель жидкостей пригодится автовладельцам, которые самостоятельно занимаются обслуживанием своей машины.
Изготовленный нагнетатель жидкостей пневматический облегчит процедуру замены различных жидкостей, перелива жидкостей в труднодоступные места, а так же значительно сэкономит денежные средства.
Пневматический нагнетатель сделать в домашних условиях возможно.
Список литературы:
https://mirsmazok.ru/raznoe/nagnetatel-masla-dlya-optimizatsii-protsessa-zameny-rabochikh-zhidkostey-v-avtomobile/
https://techautoport.ru/dvigatel/vpusknaya-sistema/mehanicheskiy-nagnetatel.html
https://www.drive2.ru/c/3087879/
Приложение