Гидромашины

Задача 5.1. При испытании насоса получены следующие данные: избыточное давление на выходе из насоса р2 = 0,35 МПа; вакуум перед входом в насос hBaK = 294 мм рт. ст.; подача Q = 6,5 л/с; крутящий момент на валу насоса М = 41 Нм; частота вращения вала насоса n = 800 об/мин. Определить мощность, развиваемую насосом, потребляемую мощность и к.п.д. насоса. Диаметры всасывающего и напорного трубопроводов считать одинаковыми.

Задача 5.2. Центробежный насос системы охлаждения двигателя имеет рабочее колесо диаметром £2 = 200 мм с семью радиальными лопатками ( 90°); диаметр окружности входа D1 = 100 мм. Какую частоту вращения нужносооощить валу этого насоса при работе на воде для получения давле ния насоса р = 0,2 МПа? Гидравли ческий к.п.д. насоса принять равным 0,7.

Задача 5.6. Номинальная частота вращения двигателя внутреннего сгорания n = 4000 об/мин. Насос системы охлаждения потребляет при этом 1,5 % полезной мощности. Определить долю мощности, потребляемую насосом на форсированном режиме (n = 6000 об/мин) и на режиме холостого хода ( 1000 об/мин). Принять, что мощность двигателя растет пропорционально числу оборотов; характеристика системы охлаждения квадратична.

Задача 5.9. Компенсационный бачок системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания расположен на 0,5 м выше оси вращения вала насоса и соединен с атмосферой. Определить кавитационный запас и разность между ним и критическим кавитационным запасом при температуре воды t = 80 °C (рНП1 = 45 кПа), если кавитационный коэффициент быстроходности, по формуле Руднева, С=1200; Q = 5 л/с; n = 6000 об/мин; hа = 740 мм рт. ст. Диаметр входного трубопровода d = 40 мм.

Задача 5.15. Центробежный насос, характеристика которого описывается уравнением Hн = H0—k1Q2, нагнетает жидкость в трубопровод, потребный напор для которого пропорционален квадрату расхода: HПОТР = k2Q2. Определить подачу насоса и его напор, если Hо = 5 м, k1 = k2 = =0,05-106 с2/м5. Какими будут подача насоса и напор, если частота его вращения увеличится вдвое и вдвое возрастет сопротивление трубопровода, т. е. k2 = 0,I* 106 с2/м5?

Задача 5.16. Подача центробежного насоса, характеристика которого при ( 250 с-1 описывается уравнением HH = Ho+k1Q — k2Q2, при работе на заданный трубопровод составляет Q = 5 л/с. Определить, с какой скоростью должно вращаться колесо насоса для создания напора, в два раза большего при той же подаче, если H0 = 4 M;K1 = 0,2*103 С/М2; K2 = 0,06*106 с2/м5.

Задача 5.17. Центробежный насос системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания работал с подачей Q = 8• 10-3 м3/с и с частотой вращения n = 250 . После модернизации системы охлаждения двигателя диаметр рабочего колеса увеличили в 1,3 раза. Определить напор нового насоса, если его подача и частота вращения остались неизменными. Принять, что характеристика исходного насоса описывается тем же уравнением, что и в задаче 5.16

Задача 5.18. Пластинчатый насос имеет следующие размеры: диаметр внутренней поверхности статора D = 100 мм; эксцентриситет е=10 мм; толщина пластин 6 = 3 м; ширина пластин b = 40 мм. Определить мощность, потребляемую насосом при частоте вращения n = 1450 об/мин и давлении на выходе из насоса р = 5 МПа. Механический к.п.д. принять равным 0,9.

Задача 5.19. Аксиальный роторно-поршневой насос с наклонным диском снабжен автоматом-ограничителем давления (на рисунке дана его упрощенная схема), к которому подводится жидкость под давлением P2 в напорной линии. Ограничение давления и уменьшение подачи происходят благодаря повороту диска на меньший угол у, что осуществляется воздействием поршня автомата на диск. Требуется рассчитать и построить характеристику насоса в системе координат PH = F(Q) ПО следующим данным: диаметр поршней d=12 мм; число поршней z = 7; диаметр окружности, на которой расположены оси поршней в роторе, D = 70 мм; максимальный угол наклона диска, при котором рн = 0 и Q = Qmax, у = 30°; плечо силы давления жидкости на поршень автомата L = 55 мм; сила пружины автомата при уmах Fпр0 = 200 Н; жесткость этой пружины с =1,5 Н/мм; активная площадь поршня автомата Sn = 0,2 см2; частота вращения ротора насоса n = 1450 об/мин. Объемный к.п.д. насоса при рн = 15 МПа принять равным 0,94. При расчете момент, действующий на диск со стороны поршней насоса, не учитывать.

Задача 5.20. Объемный роторный насос с постоянным рабочим объемом V=100 см3 снабжен переливным клапаном золотникового типа с диаметром золотника dзол = 6 мм. Сила пружины при закрытом клапане (у = 0) Fnp0 = 200 H. Наклон линеаризованной характеристики клапана 0,5 МПа с/л. Требуется рассчитать и построить характеристику насоса, работающего совместно с переливным клапаном, при частоте вращения n = 1450 об/мин. Объемный к.п.д. насоса при Pн = 10 МПа равен 0,9.

Задача 5.21. Определить максимальное давление объемного роторного насоса рmax (при Q = 0) и давление в начале открытия переливного клапана ркл0 (y = 0) при следующих данных: рабочий объем насоса V=120 см3; угловая скорость ротора насоса 200 -1; объемный к.п.д. насоса 0,94 при давлении рн=12 МПа; диаметр клапана d = 8 мм; ширина кольцевой проточки b = 3 мм; коэффициент расхода подклапанной щели 0,7; жесткость пружины с = 23 Н/мм; сила пружины при y = 0 Fпр0 = 250 Н, плотность жидкости = 900 кг/м3. Указание. Величину рНmax рекомендуется определять методом последовательных приближений.

Задача 5.22. Дана характеристика объемного роторного насоса с переливным клапаном. Характеристика состоит из линеаризованных участков со следующими координатами определяющих точек: Q, л/с ... .0,5 0,475 0 рн, МПа . . .0 13,0 15,0 Построить аналогичную характеристику того же насоса при другом режиме работы, когда частота вращения ротора возросла в 1,5 раза; вязкость жидкости вследствие прогрева уменьшилась в 6 раз, а силу предварительного поджатия пружины клапана уменьшили на 30 %. Указание. Утечки в насосе считать обратно пропорциональными вязкости жидкости и не зависящими от частоты вращения, а характеристику клапана — линейной.

Задача 5.23. На выходе из регулируемого роторного насоса* снабженного автоматом-ограничителем давления, установлен еще ограничитель подачи, назначение которого — ограничивать расход жидкости в системе при возрастании частоты вращения ведущего вала насоса. Ограничитель расхода золотникового типа состоит из постоянного дросселя диаметром dдр = 4 мм и переменного дросселя в виде окна размером b*x, где ширина окна b = 2 мм, а х меняется от нуля до хтах = 7 мм в связи с перемещением золотника диаметром Dзол=10 мм. Построить совместную характеристику насоса с ограничителями давления и расхода в виде зависимости pH = f(Q) (n = const). Дано: максимальное давление насоса при Q = 0 PHmax = 20 МПа; давление начала срабатывания ограничителя давления Pн=19 МПа, при этом подача насоса Q = 0,5 л/с; жесткость пружины с = 8 Н/м; предварительное поджатие пружины x0 = 10 мм; коэффициент расхода обоих дросселей 0,64; плотность жидкости 850 кг/м3. Указание. Сначала следует определить давление на выходе из ограничителя и подачу насоса, при которых начинает перемещаться золотник ограничителя расхода (р" и Q"). Затем подсчитывается подача насоса Q при давлении на выходе из ограничителя р = 0. Ре-комендуется метод последовательных приближений. Полученные две точки можно соединить прямой.

Задача 5.24. При постоянном расходе жидкости, подводимой к радиально-поршневому гидромотору, частоту вращения его ротора можно изменять за счет перемещения статора и, следовательно, изменения эксцентриситета е. Определить максимальную частоту вращения ротора гидромотора, нагруженного постоянным моментом М = 300 Н*м, если известно: максимальное давление на входе в гидромотор ртаx = 20 МПа; расход подводимой жидкости Q = 15 л/мин; объемный к.п.д. гидромотора 0,9 при рmax; механический к.п.д. при том же давлении 0,92.

Задача 5.25. Два насоса 1 и 2, снабженные переливными клапанами 3 и 4, работают от одного двигателя и подают жидкость через обратные клапаны 5 и дроссель 6 на слив. Без учета потерь давления в гидролиниях и обратных клапанах определить расход жидкости через дроссель, если известно: частота вращения насосов n = 1450 об/мин; рабочие объемы насосов V1 = 10 см3 и V2= 16 см3; объемные к.п.д. насосов одинаковы и равны 0,9 при давлении рн= 15 МПа; площадь проходного сечения дросселя 5 Sдр = 0,05 см2; коэффициент расхода дросселя 0,6; плотность жидкости р = 850 кг/м3. Линеаризованные характеристики клапанов определяются следующими данными: для клапана 3 - QKЛ = 0 при рн меньше 6 МПа и Qкл = QHI при Pн = 8 МПа; для клапана 4 - Qкл = 0 при рн<9 МПа и QКЛ=QH2 при рн=10 МПа. Указание. Задачу решить графоаналитическим методом.

Задача 5.26. Двухкамерный гидродвигатель поворотного движения должен создавать момент на валу, равный М = 2 кНм при скорости поворота 2с-1. Размеры гидродвигателя D = 200мм, d = 100мм (см. рис.); ширина лопастей b = 60 мм. Принять механический к.п.д. 0,9; объемный к.п.д. 0,75. Определить потребное давление насоса и необходимую подачу.

Задача 5.27. Гидропреобразователь составлен из двух аксиальных роторно-поршневых гидромашин с наклонным диском полного типоразмерного ряда: гидромотора 1 и насоса 2. Даны основные размеры (см. рис.) гидромотора: D1 = 90 мм, d1 = 15 мм; насоса: D2 = 60 MM, D2=10 мм; углы наклона дисков y1 = у2. Каким должен быть расход Q1 жидкости, подводимой к гидромотору 1, и каким должно быть давление p1 на входе в гидромотор для получения на выходе из насоса подачи Q2 = 1,8 л/с при давлении р2=15 МПа? Механический и объемный к.п.д. обеих гидромашин принять одинаковыми: 0,92 И 0,95.

Задача 5.28. При пуске приводного двигателя 1 объемный насос 2 набирает обороты от 0 до птах за время t = 1 с. При этом нарастание частоты вращения происходит по линейному закону. Построить график нарастания давления в перекрытой краном 3 напорной гидролинии насоса и определить время достижения давления р=10 МПа. Даны следующие величины: рабочий объем насоса V = 10 см3; максимальная частота вращения вала насоса nmах = 960 об/мин; длина напорной гидролинии l=10 м; диаметр трубопровода d=16 мм; толщина стенок трубы 1 мм; модуль упругости материала труб F=105 МПа; модуль объемной упругости жидкости К=103 МПа; бъемный t;d к.п.д. насоса при частоте вращения n=1000 об/мин и давлении р = = 10 МПа 0,8.

Автор страницы: admin