Гидравлика и гидравлические машины

Выполнить все контрольные работы шифр 896

Задача 1.2.1
При гидравлическом испытании трубопровода, имеющего диаметр d и длину l, избыточное давление воды в трубе поднято до p1. Коэффициент объемного сжатия воды βw = 0,0005 1/МПа. Деформацию стенок трубопровода не учитывать. Требуется определить объем воды в трубе при атмосферном давлении и объем воды, которая была добавлена, чтобы повысить давление в трубопроводе до p1.

Задача 1.2.3
Вал диаметром D вращается во втулке длиной l с частотой n. При этом зазор между валом и втулкой толщиной δ, заполнен маслом, имеющим плотность ρ и кинематическую вязкость ν (рис. 1.1). Требуется определить величину вращающего момента М, обеспечивающего заданную частоту вращения вала.

Задача 1.2.5
Закрытый резервуар заполнен разнородными жидкостями с плотностью ρ1 и ρ2. Для измерения давления p0 на свободной поверхности используется ртутный манометр. Показание манометра h3. Толщина слоя первой жидкости h1, а расстояние от плоскости раздела жидкости до уровня ртути в левом колене h2. Определить избыточное и абсолютное давление на свободной поверхности жидкости. Принять плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3 (рис. 1.2).

Задача 1.2.7
Плоский затвор OB с углом наклона α перегораживает прямоугольный канал шириной b (рис. 1.4). Глубина воды до затвора h1, после затвора h2. Определить силу натяжения троса Т, расположенного под углом β к затвору, если шарнир О располагается на расстоянии h от дня канала. Построить эпюры давления и найти величину и точку приложения (от дна) равнодействующей сил гидростатического давления. Массой затвора и трением в шарнире пренебречь. Плотность воды ρ = 1000 кг/м3.

Задача 1.2.9
Вертикальный цилиндрический резервуар высотой H (рис. 1.6) и диаметром D закрывается полусферической крышкой, сообщающейся с атмосферой через трубку внутренним диаметром d. Резервуар заполнен мазутом плотностью ρ = 900 кг/м3 с коэффициентом температурного расширения β = 0,00072 1/°С. Определить усилие, отрывающее крышку резервуара после повышения температуры мазута на t, °С. Изменение плотности не учитывать.

Задача 2.2.1
Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу (эквивалентная шероховатость ∆э = 0,1 мм), состоящего из труб различного диаметра d и различной длины L, вытекает в атмосферу вода, расход которой Q, температура t (рис. 2.1).
Требуется:
1. Определить скорости движения воды и потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода.
2. Установить величину напора Н в резервуаре.
3. Построить напорную и пьезометрическую линии с соблюдением масштаба.

Задача 3.2.4
Центробежный насос, характеристика которого описывается уравнением Hн = H0 – kQ2, нагнетает жидкость в трубопровод, требуемый напор для которого определяется по формуле Hтр = Нг + SQ2 (Нг – геометрическая высота подачи воды; S – коэффициент сопротивления трубопровода).
Требуется:
1. Определить подачу насоса Q и напор H при известных значениях Н0, Нг, k, S.
2. Установить, как изменяется напор и подача, если к заданному насосу присоединить другой насос такой же марки сначала последовательно, а затем параллельно.

Задача 3.2.5
Гидравлическое реле времени, служащее для включения и выключения различных устройств через фиксированные интервалы времени, состоит из цилиндра, в котором помещен поршень диаметром D1, со штоком-толкателем диаметром D2.
Цилиндр присоединен к емкости с постоянным уровнем жидкости H0. Под действием давления, передающегося из емкости в правую полость цилиндра, поршень перемещается, вытесняя жидкость из левой полости в ту же емкость через трубку диаметром d (рис. 3.4).
Требуется:
1. Вычислить время Т срабатывания реле, определяемое перемещением поршня на расстояние S из начального положения до упора в торец цилиндра.
Движение поршня считать равномерным на всем пути, пренебрегая незначительным временем его разгона. В трубке учитывать только местные потери напора, считая режим движения жидкости турбулентным. Коэффициент сопротивления колена ζк = 1,5 и дросселя на трубке ζд. Утечками и трением в цилиндре, а также скоростными напорами жидкости в его полостях пренебречь.

Задача 3.2.6
На рис. 3.5 дана схема гидропривода, применяемого в скреперах. Гидропривод состоит из масляного бака 1, насоса 2, обратного клапана 3, распределителя 4, гидроцилиндров 5, трубопроводов 6, предохранительного клапана 7, фильтра 8.
Общие исходные данные:
1. Усилие G, передаваемое двумя цилиндрами рабочему органу (см. ниже таблицу исходных данных).
2. Скорость движения рабочего органа V = 0,2 м/с.
3. Длина трубопровода от насоса до входа в цилиндры l1 = 6 м, от выхода из цилиндров до фильтра – l2 = 8 м. На трубопроводе имеется: обратный клапан (ζкл = 3), распределитель (ζр = 2), два параллельно расположенных силовых цилиндра (коэффициенты местных сопротивлений на входе и выходе из цилиндра: (ζвх = 0,8; ζвых = 0,5), фильтр (ζф = 12), девять поворотов под углом 90° (ζп = 2), один прямоугольный тройник с транзитным потоком (ζт = 0,2) и три прямоугольных тройника с отводимым под углом 90° потоком (ζт90 = 1,2).
4. Рабочая жидкость – веретенное масло (ρ = 870 кг/м3, ν = 0,4 • 10-4 м2/с).
5. Общий кпд насоса η = 0,85; объемный кпд силового гидроцилиндра η0 = 0,90.
Требуется определить:
1. Внутренний диаметр гидроцилиндра (диаметр поршня) dц, диаметр штока поршня dш.
2. Диаметры трубопроводов dт1 и dт2.
3. Подачу, напор и мощность насоса.