Гидравлика

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задача 10

Привод клапанов механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания может быть выполнен гидравлическим. В этом случае передача усилия от кулачка 1 распределительного вела на клапан 2 через толкатель-плунжер 3 и плунжер-толкатель 4 осуществляется посредством жидкости, находящейся в трубке 6. Определить минимальный ход толкателя-плунжера 3 при следующих данных: ход клапана 2 S=12 мм, диаметр плунжеров 3 и 4 d=24 мм усилие пружины 5 Р=587 н, объем жидкости в коммуникации W=50 см3, коэффициент объемного сжатия жидкости bp=92Ч10 -10 м2/н. Расширением трубки пренебречь.

Решение

bp=

=>

Ответ: 13 мм

Задача 20

Кессон П-образного сечения в начале работ по выемке грунта покоится на дне реки на глубине Н = 20 м от поверхности воды, сильно пропускает воду. Как велико должно быть давление р сжатого воздуха в рабочей камере, для того чтобы вода не просачивалась через речное дно?

Решение

1000 * 10 * 20 = 200000 Па

Ответ : 200кПа

Задача 40

Погруженный в воду полый шаровой клапан диаметром D = 150 мм и массой m = 0,5 кг закрывает выходное отверстие внутренней трубы диаметром d = 100 мм. При какой разности уровней Н клапан начнет пропускать воду из внутренней трубы в резервуар?

Решение

Объем шара (тело давления)

мі

Вертикальная сила давления на шар (направлена вверх)

Н

Сила гидростатического давления воды на клапан со стороны трубы

Условие равновесия клапана

Отсюда м = 161мм

Ответ. Н = 161 мм.

Задача 50

Определить силу трения Т между валом и манжетой уплотнения гидравлического подпятника при высоте манжеты h = 100 мм, нагрузке на вал Q = 30 кН и диаметре вала d = 300 мм. Коэффициент терния материала манжеты о сталь f = 0,15.

Решение

Силу трения находим по формуле

,

где F - сила давления жидкости на манжету.

р - давление в жидкости.

МПа

Н

Задача 60

От бака, в котором с помощью насоса поддерживается постоянное давление жидкости, отходит трубопровод диаметром d = 50 мм. Между баком и краном К на трубопроводе установлен манометр. При закрытом положении крана р0 = 0,5 МПа. Найти связь между расходом жидкости в трубопроводе Q и показанием манометра р при разных открытиях крана, приняв коэффициент сопротивления входного участка трубопровода (от бака до манометра) = 0,5. Плотность жидкости = 800 кг/м3.

Подсчитать расход жидкости при полном открытии крана, когда показание манометра р = 0,485 МПа.

Решение

Запишем уравнение Бернулли для сечений: свободная поверхность жидкости в баке (1-1) и место подсоединение манометра к трубопроводу (2-2), плоскость сравнения по осевой линии трубы. Для первого сечения z1=0, т.к. в исходных данных его нет, пьезометрический напор при закрытом кране -  . Скоростной напор отсутствует (уровень жидкости в баке поддерживается постоянным). Для второго сечения геометрический напор z2=0, т.к. плоскость сравнения проходит через центр сечения; пьезометрический напор при открытом кране  ;

потери напора на входном участке (по формуле Вейсбаха)

hм = 

C учетом вышеизложенного уравнение Бернулли будет выглядеть следующим образом: 

Из исходного уравнения можно выразить расход Q:

Задача 80

Определить направление истечения жидкости ( = вод) через отверстие d0 = 5 мм и расход, если разность уровней Н = 2 м, показание вакуумметра рвак соответствует147 мм рт.ст., показание манометра рм = 0,25 МПа, коэффициент расхода = 0,62.

Решение 

Разность давлений между баками равна: 

Дp = pм - (сgH - pвак) = 0,25106 - (10009,812 - 147133,3) ? 250 кПа.

Поскольку давление в правой части больше, то направление течения жидкости будет направлено в левую часть двойной емкости.

Тогда расход жидкости через отверстие с диаметром d0 будет равен: 

м3/с

Задача 90

Центробежный насос с заданной при n = 1600 об/мин характеристикой перекачивает воду из резервуара с отметкой 5 м в резервуар с отметкой 16 м по трубопроводам l1 = 10 м, d1 = 100 мм (1 = 2, 1 = 0,025) и l2 = 30 м, d2 = 75 мм (2 = 12, 2 = 0,027).

Определить:

подачу Qн, напор Нн насоса и потребляемую им мощность Nдв при n = 1600 об/мин;

частоту вращения n1 насоса, необходимую для увеличения его подачи на 50 %.

Решение

Уравнение Бернулли для сечений (1-1) и (2-2)

пренебрегая скоростными напорами

- потери в трубопроводе 1

- потери в трубопроводе 2

Рассмотрим всасывающую линию трубопровода.

Найдем потери в трубопроводе 1, при расходе Q = 0,004 м3/с.

Скорость течения в трубопроводе

м/с

по условию л1 =0,025

потери: м

Аналогично находим потери в трубопроводе 1 при других значениях расхода, результаты заносим в табл. 1

Таблица 1

Рассмотрим нагнетательную линию трубопровода

Найдем потери в трубопроводе 2 при расходе Q = 0,004 м3/с

Скорость течения в трубопроводе

м/с

по условию л2 =0,027

потери: м

Аналогично находим потери в трубопроводе 2 при других значениях расхода, результаты заносим в табл. 2

Таблица 2

Рассчитываем потребный напор результаты расчета в табл. 2

Строим графики по последней колонке табл. 2, и по исх. данным табл. 1.

Графики и пересекаются в рабочей точке А, отсюда м, Q = 0,0073 м3/с, .

Мощность составит

Вт

2) Расход увеличиться на 50% и станет равным

Точка А - режимная точка работы насоса до регулировки, 2 - режимная точка работы насоса после регулировки м3/с

Проводим вертикаль м3/с и на пересечении с графиком потребного напора находим точку 2, через которую должна проходить новая характеристика насоса после увеличения числа оборотов (рис. 2)

Строим параболу подобный режимов по точке 2, соответствующей режиму насоса после регулировки. Парабола строится по уравнению

, где

Получаем формулу для параболы подобных режимов , задаемся несколькими значениями расходов и получаем таблицу расчетных данных

Точка 1 - пересечение параболы подобных режимов с характеристикой насоса до регулирования

Точка 2 - пересечение параболы подобных режимов с характеристикой насоса после регулирования

Для определения числа оборотов вала насоса, обеспечивающего подачу м3/с использ

уем формулу подобия

об/мин

Где и - напоры в точках 1 и 2 соответственно

Ответ. Qн = 7,3 л/с; Hн=14,4л, Nдв=1,37 кВт n= 1900 об/мин.

Задача 100

Определить скорости поршней Vп1 и Vп2, площади которых одинаковы: Sп = 5 см2. Штоки поршней нагружены силами F1 = 1 кН и F2 = 0,9 кН. Длина каждой ветви трубопровода от точки М до бака l = 5 м, диаметр трубопроводов d = 10 мм; подача насоса Q = 0,2 л/с. Вязкость рабочей жидкости = 1 Ст; плотность = 900 кг/м3.

Решение

Так как ветви параллельны, то потери в них равны

- потери давления на трение при ламинарном режиме

Скорость в ветвях

жидкость давление бак

м/с

Критерий Рейнольдса

<2300

Получаем

м3/с

м3/с

см/с

см/с

Размещено на Allbest.ru