Сборник задач по гидравлике (Челябинск) 8

154. Для привода рулей используются моментные гидроцилиндры, называемые также квадрантами (рис. 136). Определить давление и подачу насоса, необходимую для движения рулей со скоростью 6 рад/мин и передачи момента М=8000 Нм, D=360 мм, d=100 мм, длина пла-стины l=400 мм, пло-щадь окон золотника fЗОЛ=5,0 мм2. Коэффициент расхода =0,75. Потерями энергии в трубопроводах, утечками жидкости (минеральное масло, 900 кг/м3) и трением в цилиндре пренебречь. 

155. Определить подачу насоса и давление на выходе для осуществления движения поршня гидроцилиндра со скоростью 12 м/мин при нагрузке R=6·104 Н (рис. 137). Диаметр поршня цилиндра D=200 мм, диаметр штока d=100 мм. Потерями напора в трубопроводах и в золотнике, утечками жидкости и трением поршня пренебречь. Жидкость – минеральное масло И-60, 900 кг/м3.

156. Центробежный насос перекачивает воду по сифонному трубопроводу (рис. 138) диаметром d=50 мм и общей длиной 3l=75 м из резервуара А в резервуар В. Разность уровней Н=8 м. Определить, пренебрегая местными сопротивлениями и принимая коэффициент трения 0,025, подачу, напор и КПД насоса, если характеристика насоса при n=1450 об/мин задана (см. табл. 1).

157. Центробежный насос (Q=75 м3/ч) подает из резервуара, абсолютное давление на поверхности которого ро=1 МПа, воду, нагретую до температуры t=60°С (рис. 139). Диаметр всасывающего трубопровода d=50 мм, длина l=8 м. На трубопроводе установлены задвижка, коэффициент сопротивления которой 3,5, и всасывающий клапан с сеткой, 4,8. Ко-эффициент трения 0,04. Рассчитать предельное значение высоты всасывания hВС, при которой обеспечивается бескавитационный режим работы насоса.
 

158. Центробежный насос подает воду из нижнего заборного резервуара, на свободной поверхности которого давление равно атмосферному, в верхний напорный бак (рис. 140), где поддерживается манометрическое давление М=2·105 Па. Диаметр трубопровода d=100 мм, длина линии всасывания lВС=5 м, длина линии нагнетания lН=25 м, Н2=10 м. Коэффициенты сопротивления: задвижки =4, всасывающего клапана =5, эквивалентная шероховатость =0,1 мм. Определить напор и полную мощность насоса при подаче QН=32 л/с.

 159. Определить подачу центробежного насоса при следующих размерах сети (рис. 141); d=160 мм, l=130 м, z=8 м. Характеристика насоса задана таблично (см. табл. 2). Материал труб – сталь. Местные сопротивления учитывать только в сетке фильтра и задвижке. Жидкость – вода при температуре 20°С.

160. Центробежный насос подает воду (t=20°C) из реки в плавательный бассейн, расположенный на том же уровне (рис. 142). Длина напорной части трубопровода lH=100 м, диаметр d=80 мм. Длина всасывающей линии lВС=100 м, Трубы
стальные, оцинкованные. Определить, пренебрегая местными сопротивлениями,
подачу насоса, если его характеристика задана таблично (см. табл. 3).

161. Определить максимальную подачу центробежного насоса (рис. 143),  перекачивающего воду в бассейн, если заданы: характеристика насоса Н=f(Q) (см. табл. 4), диаметр трубопровода d=300 мм и общая длина l=200 м. Материал трубы – сталь

162. Центробежный насос перекачивает воду в резервуар (рис. 144)
Н=10 м, l1=10м, d1=100 мм, λ1=0,025,
l2=30 м, d2=75 мм, λ2=0,03. Определить подачу QН, напор НН и потребляемую мощность двигателя N. Характеристика насоса при n=1600 об/мин задана таблично (см. табл. 5).

163. Центробежный насос, верхняя точка которого расположена на уровне сотметкой ∇В=4 м (рис. 145), перекачивает воду из открытого резервуара с уровнем ∇А=2 м в резервуар с уровнем ∇С=14 м и избыточным давлением на поверхности р=120 кПа. Определить подачу, напор и мощность насоса, если манометр, установленный на выходе из насоса, показывает М=250 кПа. Всасывающий и нагнетательный трубопроводы имеют длины l1=6 м, l2=60 м и диаметры d1=100 мм, d2=80 мм. При расчетах принять коэффициенты: сопротивления задвижки ζЗ=8, клапанной коробки с фильтром ζК=7, трения трубопроводов λ1=0,025, λ2=0,028.

164. При испытании центробежного насоса (рис. 146), всасывающий патрубок которого имеет диаметр d1=80 мм, нагнетательный патрубок d2=60 мм, получены данные: показания манометра на выходе р2=125 кПа, показания вакуумметра на входе р1=-30 кПа, подача насоса QН=10 л/с, момент на валу насоса М=10 Нм,
число оборотов n=2000 об/мин. Линейные размеры: h=8 см, l=10 см, а=12 см. Определить напор, мощность насоса, мощность и КПД двигателя, если перекачиваемая жидкость – вода.

165. Погружной насос (рис.147), потребляющий мощность NДВ=37 кВт при КПД=80%, откачивает воду из шахты по трубопроводу диаметром d=150 мм и длиной l=12 м, поднимая ее на высоту Н=100 м. Определить подачу насоса, принимая коэффициент сопротивления трения трубопровода λ=0,03 и суммарный коэффициент местных сопротивлений ξ=12.

166. Центробежный насос 1 (рис. 148) подает в конденсатор 5 паровой турбины морского судна охлаждающую забортную воду (v=1сСт, ρ=1025 кг/м3). Расход воды Q=1800 м3/ч. Определить мощность двигателя, потребляемую насосом, при следующих данных:
общая длина трубопровода, выполненного из меди, l=20 м, его диаметр d=500 мм, коэффициент местного сопротивления клапана 3 ξ3=3, забортного клапана ξ2=7, конденсатора 5 ξ5=8, задвижки 4 ξ4=2, коэффициент полезного действия насоса η=0,8. Клапан 2 расположен выше ватерлинии на Н=1 м. Трубопровод считать гидравлически гладким.

167. Насос (рис. 149) создает циркуляцию воды в замкнутой системе, состоящей из радиатора с коэффициентом сопротивления ξ=20 и трех участков трубопровода с одинаковым диаметром d=40 мм и общей длиной 4l=40 м. Коэффициент трения λ=0,02. В сечении А к трубопроводу присоединен компенсационный
бачок с высотой уровня Н=6 м над осью насоса. Подача насоса QН=3,76 л/с. Определить напор и мощность насоса.

168. Вода перекачивается насосом из бака А, где поддерживается постоянный вакуум VА=78 кПа (рис. 150), в расположенный ниже открытый резервуар В по трубопроводу длиной l=10 м и диаметром d=50 мм. Из резервуара В вода возвращается в бак А по такому же трубопроводу. Определить, какие напоры должны
создавать насосы 1 и 2, чтобы в системе циркулировал расход Q=6 л/с, если перепад уровней h=5 м. Коэффициент трения λ=0,03, суммарный коэффициент местных сопротивлений ξ=6,5. При каком вакууме VА насосы будут создавать одинаковые напоры?

169. Центробежный насос (рис. 151) откачивает грунтовую воду (t=10oC) из колодца в количестве  Q=40 л/с. При этом горизонт воды в колодце устанавливается ниже оси насоса на h1=5 м. Определить:
1) диаметр d1 всасывающего трубопровода, длина которого l1=8 м (вакуумметрическая высота при входе в насос не должна превышать 7 м); 2) потребляемую насосом мощность при полностью открытой задвижке на нагнетательной трубе, имеющей длину l2=5 м и диаметр d2=150 мм, если ее выходное сечение расположено на
h2=0,6 м выше оси насоса; КПД насоса η=0,7. Коэффициент сопротивления клапанной коробки, установленной на входе во всасывающий трубопровод ξК=5. Остальными сопротивлениями пренебречь. Материал трубопроводов – сталь.

170. При перекачке нефти (ρ=860 кг/м3, v=0,1 см2/с) в количестве Q=56 л/с на расстояние l=16 км при высоте подъема HСТ=30 м можно использовать стальные трубы диаметром d=150 мм или d=200 мм. Определить мощность насосов, необходимую для перекачки нефти в этих случаях.

171. Замкнутая циркуляционная система (рис. 152) состоит из насоса, котла с избыточным давлением МК=0,11 МПа и двух одинаковых участков труб диаметром d=50 мм и длиной l=37,5 м. При работе насоса манометр, установленный на середине второго участка, показывает М2=0,135 МПа, h=6 м, а=1,5 м. Указать направление воды в системе. Определить подачу, напор и мощность насоса, пренебрегая местными потерями и принимая коэффициент трения λ=0,025.

172. Центробежный насос (рис. 153) перекачивает воду из резервуара с отметкой ∇5 в резервуар с отметкой ∇16 по трубопроводам l1=10 м, d1=100 мм (Σξ1=2,λ1=0,025) и l2=30 м, d2=75 мм (Σξ2=12, λ2=0,027). Характеристика насоса при n=1600 об/мин задана таблично (см. табл. 6). Определить: 1) подачу насоса Q;
2)напор насоса Н и потребляемую мощность NДВ. при n=1600 об/мин.

173. Насосная станция (рис. 154) перекачивает воду в количестве Q=0,6 м3/с по горизонтальному трубопроводу длиной l=5 км и диаметром d=500 мм из бассейна А в резервуар В. Определить мощность насоса, установленного на станции, учитывая только потери напора на трение по длине (λ=0,015). Указать, где и какой мощности надо установить станцию подкачки, чтобы по этому же трубопроводу увеличить подачу до Q=0,9 м3/с, обеспечивая по всей длине трубопровода пьезометрический напор не менее 5 м. Считать, что при таком увеличении подачи, напор насосной станции в соответствии с характеристикой насоса уменьшится на 15 %.

174. Центробежный насос (рис. 155) осуществляет циркуляцию воды в кольцевом трубопроводе с компенсационным бачком, открытым в атмосферу. Определить:
1) Потребляемую насосом мощность при n=900 об/мин, если температура воды t=60°C (ρ=983 кг/м3). Приведенная длина трубопровода l=200 м, диаметр d=0,1 м, λ=0,025.
2) Избыточное давление перед входом в насос, если Но=10 м, h=2 м, l1=100 м.
Характеристика насоса при n=900 об/мин задана таблично (см. табл. 7).

175. При помощи центробежного насоса (рис. 156) необходимо перекачивать воду по сифонному трубопроводу с одинаковыми восходящей и нисходящей ветвями длиной каждая l=10 м и диаметром d=40 мм (λ=0,03). Разность уровней в баках а=2 м, верхняя точка сифона расположена на высоте В=8 м. Определить наименьшую частоту вращения насоса, при которой в точке к не будет вакуума. Местными потерями пренебречь. Характеристика насоса при n=2000 об/мин представлена таблично (см. табл. 8).

176. Откачка грунтовой воды из колодца производится центробежным насосом (рис. 157) по гибким шлангам общей длиной l=l1+l2=7 м и диаметром d=100 мм. Определить время понижения уровня в колодце на Н1=3 м, если площадь поперечного сечения колодца 6,25 м2, а выходное отверстие напорного трубопровода расположено выше конечного уровня в колодце на Н2=4 м. Коэффициент сопротивления трения шлангов λ=0,04, сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающем трубопроводе ξ1=6, в нагнетательном трубопроводе ξ2=4. Характеристика насоса представлена таблично (см. табл. 9).

Автор страницы: admin