Сборник задач по гидравлике (Челябинск) 6

112. Определить напор воды Н (рис. 98), если расход Q=5 л/с, l=20 м, d=35 мм, материал труб – сталь, t=25oC. Учесть только потери напора по длине. 

114. Определить диаметр трубы, если напор воды Н=2,5 м (рис. 98), расход Q=6 л/с, l=30 м, материал трубы – чугун, t=20оС. Учесть только потери по длине.

113. Определить расход масла И-20 при t=20°C в трубе, если Н=1,3 м, l=8 м, d=30 мм, шероховатость трубы 0,01 мм, 900 кг/м

115. Заполнение бака бензином происходит через воронку (рис. 99) диаметром d2=50 мм, высотой h=400 мм с коэффициентом сопротивления 0,25. В воронку бензин заливается из резервуара с Н=const по трубе диаметром d1=30 мм, коэффициенты сопротивления: крана сопр.КРАН=8,5, поворота сопр.ПОВОР=0,8. Выяснить, при каком предельном напоре Н воронка не будет переполняться и какой при этом будет расход бензина. Учесть только потери на местных сопротивлениях.

116. Два резервуара (рис. 100) соединены трубкой диаметром d и длиной l, из-готовленной из латуни. Определить разницу уровней Н в резервуарах, если расход воды Q=300 м3/ч, температура t=20°C. При расчете учесть все потери. Дано: d=100 мм, l=12 м, сопр.ВЕНТ=3.

117. В резервуар А поступает вода (рис. 101) и количестве Q=1 л/с. Через круглое отверстие с острой кромкой вода перетекает в резервуар В, а из него через цилиндрический насадок диаметром d2 в атмосферу. Определить H1 и H2. Дано: d1=20 мм, d2=15 мм.

118. Определить давление рМ (рис. 102), которое создает насос, чтобы обеспечить подачу бензина Q=100 л/мин в бак с давлением Р1=80 кПа. Дано: Н=0,5 м, h=4 м, l=10м, d=25 мм. Материал трубы – сталь, температура бензина t=20°C.

119. Керосин, температура которого t=20°C, подается из нижнего бака (рис. 103) в верхний (d=40 мм, l=2, Н=0,8м, h=0,2 м). Определить давление в нижнем баке рo, при котором расход Q=1л/с, при сопр.ВЕНТ=8 и шероховатости трубы 0,2 мм. Учесть все потери напора.

120. Определить расход воды с учетом местных сопротивлений, если угол конусности 45°, D=100 мм, d=60 мм, h=60 мм рт.ст. (рис.104).

121. Два резервуара соединены двумя параллельными трубами (рис. 105) длиной l, диаметрами d1 и d2. Определить разность уровней Н и расходы Q1 и Q2, если общий расход воды при температуре t=20°C Q=0,7 м3/с (трубы стальные). Дано: l=10 м, d1=500 мм, d2=100 мм.

122. Для перекачки воды из верхнего резервуара в нижний (рис. 106) применен сифон, состоящий из трех участков трубы. Найти расход воды и давление в сечении А–А. Дано: d=70 мм, Н1=5 м, b=2 м, Н2=10 м, Н3=8,5 м, Н4=4,5 м. Температура воды t=20°С, коэффициент гидравлического трения 0,03.

123. Определить коэффициент расхода чугунного трубопровода (рис. 107), приведенный к выходному сечению. Дано: расход воды при температуре t=20°C Q=35 л/с , d1=150 мм, d2=100 мм, d3=60 мм, l1=15 м, l2=7 м, R= d2, =90o. Трубы – чугунные.

124. Для ограничения расхода воды в гидролинии устанавливается диафрагма. Избыточные давления в трубе до и после диафрагмы постоянны (р1=63,7 кПа, р2=20,8 кПа). Диаметр трубы D=76 мм. Определить необходимый диаметр диафрагмы d, если Q=350 л/мин (рис. 108). Принять коэффициент сопротивления диафрагмы 0,03, коэффициент сжатия для диафрагмы 0,61

 125. Расход воды Q=80 м3/ч протекает по горизонтальной трубе, внезапно суживающейся от d1=200 мм до d2=100 мм (рис. 109). Определить, какую разность уровней ртути покажет дифференциальный манометр, включенный в месте изменения сечения.

126. Подобрать параметры насоса (Р, Q) для осуществления движения поршня под нагрузкой Т=5 кН со скоростью VП=1,2 м/с (рис. 110). Жидкость – масло гидравлическое. Вязкость 4·10-1 Ст, другие данные: удельный вес - 8,85 кН/м3, D=100 мм, dШТ=60 мм, d=12 мм, l=2 м. Трубы стальные, новые. Учитывать только местные потери в распределителе равны 5.

127. Жидкость (γ=8,85 кН/м3) при расходе Q=3 л/с от насоса подается к золотнику под давлением 16·105 Н/м2, а от золотника в поршневую полость гидроцилиндра, диаметр которого D=70 мм. К штоку гидроцилиндра приложена сила Р=2040 Н (рис. 111). Пренебрегая трением и не учитывая избыточное давление в штоковой полости, рассчитать скорость движения поршня при установившемся движении, если площадь проходного сечения золотника f=20 мм², а его коэффициент расхода μ=0,62.

128. В схеме объемной гидростатической передачи регулируемый дроссель (рис. 112) установлен на выходе. Перепад давления на золотниковом распределительном устройстве перепад давлений в золотнике 25·105 Па, перепад давления на дросселе 3·104 Па. Величина нагрузки на поршне гидроцилиндра Р=25 кН, диаметр штока dШТ=40 мм, диаметр поршня D=75 мм. Скорость движения поршня VП=4 м/мин. Определить производительность и потребляемую мощность насоса, если объемный КПД его 0,86, гидравлический 1, механический 0,9. Потери напора в гидролиниях и остальных узлах и утечки не учитывать. Жидкость – масло индустриальное И-20.

129. В гидроприводе поступательного движения скорость поршня гидроцилиндра VП регулируется дросселем, установленным на входе (рис. 113). Нагрузка на поршень Р=5 кН, силы трения в уплотнениях поршня и штока составляют 5%. Диаметр поршня – D=100 мм, штока – dШТ=60 мм. Скорость поршня VП=6 м/мин. Перепад давления на золотнике-распределителе 20·104 Па, давление жидкости в штоковой полости pШТ=3·104 Па. Площадь проходного отверстия дросселя f=10 мм2, коэффициент расхода дросселя 0,7. Утечки рабочей жидкости (890 кг/м3) на участке дроссель – гидроцилиндр составляют 5% от расхода, поступающего в гидроцилиндр. Рассчитать подачу и эффективную мощность насоса.

130. В гидроприводе (рис. 114) поступательного движения дроссель включен параллельно гидроцилиндру. Диаметр поршня D=150 мм, штока – dШТ=60 мм, нагрузка R=16 кН, ход поршня l=800 мм, площадь проходного отверстия дросселя f=4мм2, коэффициент расхода дросселя – 0,65, подача насоса – Q=60 л/мин. Определить время одного цикла работы гидроцилиндра, пренебрегая ускорением поршня, силами трения и утечками жидкости в системе и учитывая только перепад давления в распределителе 20 Н/см2. Рабочая жидкость – масло индустриальное И-20.

131. Стол станка (рис. 115) связан со штоком. Определить величину силы противодавления R, преодолеваемую в момент захода правой части в демпферную полость цилиндра. Начальная скорость движения стола VП=1 м/с, d1=5 мм, d2=8 мм. Коэффициент расхода через демпферное отверстие 0,65, через отверстие слива – 0,8. Диаметр поршня D=100 мм, диаметр штока dШТ=60 мм. Утечками в торцевом зазоре пренебречь. Давление слива рСЛ=300 кПа.

132. Определить мощность шестеренного насоса, используемого в объемной гидропередаче для перемещения поршня гидроцилиндра (рис. 116), если внешняя нагрузка поршня при рабочем ходе (справа налево) р=5 кН. Скорость рабочего хода VП=0,2 м/с, диаметр поршня D=50 мм, диаметр штока – dШТ=20 мм, плотность жидкости 1210 кг/м3, кинематическая вязкость жидкости 1,2 Ст. Общая длина напорной и сливной линии l=12 м, диаметр трубопровода dТР=10 мм. Местные сопротивления не учитывать за исключением сопротивления золотника и фильтра. Коэффициент сопротивления фильтра 11,6, золотника 16.

133. Гидравлическое реле времени, применяемое для включения и выключения устройств через фиксированные промежутки времени (рис. 117), состоит из цилиндра, в котором помещен поршень диаметром D=80 мм со штоком толкателя диаметром D1=40 мм. Цилиндр присоединен к емкости с постоянным уровнем жидкости Но=0,9м. Под действием давления жидкости поршень перемещается, вытесняя жидкость из левой полости в ту же емкость через трубку диаметром d=10 мм. Вычислить время срабатывания реле, определяемое перемещением поршня на расстояние S=100 мм из начального положения до упора в торец цилиндра. Движение поршня считать равномерным. В трубке учитывать только местные потери, полагая режим турбулентным. Коэффициент сопротивления колена 1,5, дросселя на трубке 22. Утечками и трением в цилиндре и скоростными напорами в его полостях пренебречь.

134. Гидравлический демпфер (рис. 118) представляет собой цилиндр, в котором под действием внешней силы перемещается поршень, перегоняя масло (900 кг/м3) из одной полости в другую через обводную трубку с регулируемым дросселем. Диаметры поршня D1=50 мм, его проходного штока D2=20 мм и обводной трубки d=5 мм. Каков должен быть коэффициент сопротивления дросселя , чтобы при нагрузке R=6500 H скорость перемещения поршня равнялась V=0,2 м/с? В трубке учитывать только местные сопротивления, предполагая турбулентный режим движения жидкости. Коэффициент сопротивления каждого из двух колен на трубке 1,25. Утечками и трением в цилиндре пренебречь.

Автор страницы: admin