Гидравлика и гидравлические машины. Рухленко

РТЮ.ТГСХА

Решение задач по гидравлике

Есть готовые решения этих задач, контакты

Задача 1.1

Определить избыточное давление воды в трубе В, если по­казание манометра рм = 0,025 МПа. Соединительная трубка запол­нена водой и воздухом, как показано на схеме, причем Н1 = 0,5 м; Н2 = 3 м.

Задача 1.2

Определить абсолютное давление воздуха в баке p1, если при атмосферном давлении, соответствующем hат = 760 мм рт. ст., показание ртутного вакуумметра hрт = 0,2 м, высота h = 1,5 м. Каково при этом показание пружинного вакуумметра? Плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3.

1.2

Стоимость: 100 руб

Задача 1.3

При перекрытом кране трубопровода К определить абсолютное давление в резервуаре, зарытом на глубине H = 5 м, если показание вакуумметра, установленного на высоте h = 1,7 м, равно pвак = 0,02 МПа. Атмосферное давление соответствует hа = 740 мм рт. ст. Плотность бензина ρб = 700 кг/м3.

1.3

Стоимость: 100 руб

Задача 1.4

Определить абсолютное дав­ление в сосуде (рис. 1.4) по пока­занию жидкостного манометра, если известно: h1 = 2 м; h2 = 0,5 м; h3 = 0,2 м; рм = 880 кг/м3.

Задача 1.5

Определить вакуумметрическое давление воды pв в точке В трубопровода (рис. 1.5), расположенной на a = 200 мм ниже линии раздела между водой и ртутью. Разность уровней ртути в коленах манометра h = 300 мм.

1.5

Стоимость: 100 руб

Задача 1.6

Закрытый резервуар А, заполненный керосином на глубину H = 3 м, снабжен вакуумметром и пьезометром (рис. 1.6). Определить абсолютное давление p0 над свободной поверхностью в резервуаре и разность уровней ртути в вакуумметре h1, если высота поднятия керосина в пьезометре h = 1,5 м.

1.6

Стоимость: 100 руб

Задача 1.7

Закрытый ре­зервуар с керосином (рис. 1.7) снабжен за­крытым пьезометром, дифференциальным ртутным и механиче­ским манометрами. Определить вы­соту поднятия ртути hрт в дифференци­альном манометре и пьезометрическую высоту hx в закрытом пьезометре, если по­казания манометра рм = 0,12 МПа, а расстояния между точками соответственно рав­ны: h1 = 1,3 м, h2 = 2,3 м, h3 = 2,0 м.

Задача 1.8

К двум резерву­арам А и В, заполненным водой, присоединен дифференциальный ртутный манометр (рис. 1.8). Со­ставить уравнение равно­весия относительно пло­скости равного давления и определить разность дав­лений в резервуарах А и В, если расстояния от оси ре­зервуара до мениска ртути равны h1 = 1,5 м, h2 = 0,8м.

Задача 1.9

Определить приведен­ную пьезометрическую высоту hx поднятия пресной воды в закры­том пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показа­ние открытого пьезометра h = 0,7 м при атмосферном давлении рат = 98 кПа, расстояния от свобод­ной поверхности жидкости в ре­зервуаре до точек А и В соответственно h1 = 0,5 и h2 = 0,2.

Задача 1.10

Резервуары А и В ча­стично заполнены пресной водой и газом. Определить избыточное давление газа на поверхности воды закрытого резервуара В, если избыточное давление на по­верхности воды в закрытом ре­зервуаре А равно ра = 99 кПа, разность уровней ртути в двухко­ленном дифманометре h = 0,35 м, мениск ртути в левой трубке ма­нометра ниже уровня воды на величину h1 = 0,8 м в правой трубке — h3 = 0,25 высота подъема ртути в правой трубке манометра h2 = 0,3 м. Пространство между уровнями ртути в манометре заполнено этиловым спиртом.

Задача 2.1

Наклонный плоский щит АВ удерживает слой воды H = 3 м при угле наклона щита α = 60° и ширине щита b = 2 м. Требуется разделить щит по высоте на две части так, чтобы сила давления F1 на верхнюю часть его была равна силе давления F2 на нижнюю часть. Определить точки приложения сил F1 и F2.

2.1

Стоимость: 150 руб

Задача 2.2

Квадратное отверстие со стороной h = 1 м в вертикальной стенке резервуара закрыто плоским щитом. Щит закрывается грузом массой m, на плече x = 1,3 м. Определить величину массы груза, необходимую для удержания глубины воды в резервуаре H = 2,5 м, если величина a = 0,5 м.

2.2

Стоимость: 150 руб

Задача 2.3

Поворотный клапан закрывает выход из бензохранилища в трубу квадратного сечения. Определить, какую силу Т нужно приложить к тросу для открытия клапана при следующих данных: h = 0,4 м; Н = 1,0 м; α = 30°; плотность бензина ρб = 700 кг/м3. Манометрическое давление па­ров бензина в резервуаре ρм = 10 кПа.

Задача 2.4

Для опорожнения резервуара с нефтью в дне его имеется плоский круглый клапан диаметром d = 100 мм. Определить какую силу T нужно приложить к тросу для открытия клапана при глубине нефти в резервуаре H = 4,2 м. Манометрическое давление паров нефти в резервуаре pм = 10 кПа. Как изменится усилие T, если перед открытием клапана изменить давление на поверхности нефти до нормального атмосферного.

2.4

Стоимость: 150 руб

Задача 2.5

Цилиндрический сосуд с размерами D = 2,3 м и L = 5 м заполнен бензином. Определить разрывающие усилия Fx, если показания манометра pм = 58 кПа.

2.5

Стоимость: 150 руб

Задача 2.6

Смотровой люк в боковой стенке резервуара перекрывается полусферической крышкой диаметром d = 0,6 м. Определить отрывающее Fx и сдвигающее Fz усилия, воспринимаемые болтами, если уровень бензина над центром отверстия Н = 2 м. Показание манометра pм = 4,1 кПа.

2.6

Стоимость: 150 руб

Задача 2.7

Цилиндрический сосуд за­полнен отработанным минераль­ным маслом на величину Н = 1,5 м. Определить разрывающие усилия Fx, если диаметр сосуда D = 1,2 м, плот­ность масла ρм = 900 кг/м3.

Задача 2.8

В дне призматического резервуара с бензином имеется прямоугольное отверстие a × b = 1 × 2 м, перекрытое полуцилиндрической крышкой радиусом R = 0,5 м. Определить усилие, воспринимаемое болтами крышки, если уровень бензина H = 3,5 м, а давление паром бензина pм = 18 кПа.

2.8

Стоимость: 150 руб

Задача 2.9

Определить минимальную силу тяжести груза G, который при залив­ке формы чугуном нужно положить на верхнюю опоку, чтобы предотвратить ее всплывание. Вес верхней опоки Gоn = 650 Н. Плотность жидкого чугуна ρ = 7000 кг/м3. Вес чугуна в литниках и вы­порах не учитывать. Размеры: а = 150 мм; в = 150 мм; D1 = 160 мм; D2 = 300 мм.

Задача 2.10

Определить силу, действующую на каждую из четырех стенок сосуда, имеющего форму перевернутой правильной пирамиды, если рм = 0,5 МПа, Н = 4 м и h = 1,2 м; каждая сторона основания пирамиды b = 0,8 м. Плот­ность жидкости ρ = 800 кг/м3.

Задача 3.1

Из напорного бака вода течет по трубе диаметром d1 = 20 мм и затем вытекает в атмосферу через насадок (брандспойт) с диаметром выходного отверстия d2 = 10 мм. Избыточное давление в баке p0 = 0,18 МПа; высота H = 1,6 м. Пренебрегая потерями энергии, определить скорости течения воды в трубе υ1 и на выходе из насадка υ2.

3.1

Стоимость: 180 руб

Задача 3.2

Определить расход керосина, вытекающего из бака по трубопроводу диаметром d = 50 мм, если избыточное давление воздуха в баке равно p0 = 16 кПа; высота уровня H0 = 1 м; высота подъема керосина в пьезометре, открытом в атмосферу, равна H = 1,75 м. Потерями энергии пренебречь. Плотность керосина ρ = 800 кг/м3.

3.2

Стоимость: 180 руб

Задача 3.3

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 p0 = 0,5 МПа. Найти связь между расходом жидкости в трубопроводе Q и показанием манометра p при разных открытиях крана, приняв коэффициент сопротивления входного участка трубопровода (от бака до манометра) ζ = 0,5. Плотность жидкости ρ = 800 кг/м3.

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

3.3

Стоимость: 180 руб

Задача 3.4

Насос нагнетает жидкость в напорный бак, где установились постоянный уровень на высоте H = 2 м и постоянное избыточное давление p2 = 0,2 МПа. Манометр, установленный на выходе из насоса на трубе диаметром d1 = 75 мм, показывает p1 = 0,25 МПа. Определить расход жидкости Q, если диаметр искривленной трубы, подводящей жидкости к баку, равен d2 = 50 мм; коэффициент сопротивления этой трубы принять равным ζ = 0,5. Плотность жидкости ρ = 800 кг/м3.

3.4

Стоимость: 180 руб

Задача 3.5

Вода перетекает из напорного бака, где избыточное давле­ние воздуха р = 0,3 МПа, в открытый резервуар по короткой трубе диаметром d = 50 мм, на которой установлен кран. Чему должен быть равен коэффициент сопротивления крана для того, чтобы рас­ход воды составлял Q = 8,7 л/с? Высоты уровней Н1 = 1 м и Н2 = 3 м. Учесть потерю напора на входе в трубу (ζвх = 0,5) и на выходе из трубы (внезапное расширение).

Задача 3.6

Бензин сливается из цистерны по трубе диаметром d = 50 мм, на которой установлен кран с коэффициентом сопротивления ζкр = 3. Определить расход бензина при Н1 = 1,5 м и Н2 = 1,3 м, если в верхней части цистерны имеет место вакуум hвак = 73,5 мм рт. ст. Потерями на трение в трубе пренебречь. Плотность бензина ρ = 750 кг/м.

Задача 3.8

Вода перетекает из напорного бака А в резервуар Б через вентиль с коэффициентом сопротивления ζв = 3 по трубе. Диаме­тры: d1 = 40 мм; d2 = 60 мм. Считая режим течения турбулентным и пренебрегая потерями на трение по длине, определить расход. Учесть потери напора при внезапных сужениях и расширениях. Высоты: Н1 = 1 м, H2 = 2 м; избыточное давление в напорном баке ро = 0,15 МПа.

Задача 3.9

По длинной трубе диаметром d = 50 мм протекает жид­кость (ν = 2 Ст; ρ = 900 кг/м3). Определить расход жидкости и дав­ление в сечении, где установлены пьезометр (h = 60 см) и трубка Пито (H = 80 см).

Задача 3.10

Для определения потерь давления на фильтре установ­лены манометры, как показано на рисунке. При пропускании через фильтр жидкости, расход которой Q = 1 л/с; давления: р1 = 0,1 МПа, р2 = 0,12 МПа. Определить, чему равна потеря давления в фильтре, если известно: d1 = 10 мм, d2 = 20 мм, ρж = 900 кг/м3.

Указание. Потерей давления на участках от мест установки манометров до фильтра пренебречь, принять α1 = α2 = 1.

Задача 4.1

Два одинаковых круглых отверстия d = 60 мм с острой кромкой расположены одно над другим в вертикальной стенке большого резервуара. Центр нижнего отверстия находится на расстоянии a1 = 200 мм от дна резервуара. Расстояние между центрами отверстий a2 = 500 мм. Определить, при какой глубине H воды в резервуаре суммарный расход из обоих отверстий составит Q = 23 л/с.

4.1

Стоимость: 150 руб

Задача 4.2

В вертикальной стенке, разделяющей открытый резервуар на две части, расположено отверстие диаметром d1 = 50 мм. В наружной стенке имеется другое отверстие диаметром d2. Центры обоих отверстий расположены на высоте h = 1,0 м от дна. Глубина воды в левой части резервуара h1 = 2,5 м; расход через отверстия Q = 3,1 л/с. Определить глубину h2 в правой части резервуара и диаметр d2 отверстия в наружной стенке.

4.2

Стоимость: 150 руб

Задача 4.3

Определить начальную скорость истечения жидкости через отверстие диаметром d = 20 мм из сосуда, заполненного слоями воды и масла (плотностью ρм = 880 кг/м3) одинаковой высоты h = 0,8 м. Сравнить полученный результат с начальной скоростью истечения для случаев, когда сосуд заполнен только водой или только маслом до уровня 2h.

4.3

Стоимость: 150 руб

Задача 4.4

Открытый цилиндрический резервуар диаметром D = 1,2 м заполнен слоями воды и масла (ρм = 880 кг/м3) одинаковой толщины h = 0,8 м. Определить, за какое время произойдет полное опорожнение резервуара через отверстие диаметром d = 25 мм.

4.4

Стоимость: 150 руб

Задача 4.5

Какое избыточное давление рм воз­духа нужно поддерживать в баке, чтобы его опорожнение происходило в два раза бы­стрее, чем при атмосферном давлении над уровнем воды; каким будет при этом время опорожнения бака? Диаметр бака D = 0,9 м, его начальное заполнение H = 2,1 м. Истече­ние происходит через цилиндрический насадок диаметром d = 30 мм, коэффициент расхо­да которого μ = 0,82.

Стоимость: 150 руб

Задача 4.6

При исследовании истечения через круглое отверстие диа­метром dо = 10 мм получено: диаметр струи dс = 8 мм; напор Н = 2 м; время наполнения объема V = 10 л; t = 32,8 с. Определить коэффициенты сжатия ε, скорости φ расхода μ и сопротивления ζ. Распределение скоростей по сечению струи принять равномерным.

Задача 4.7

На рисунке показана упрощенная схема са­молетного гидропневмоамортизатора. Процесс амор­тизации при посадке самолета происходит за счет проталкивания рабочей жидкости через отверстие d = 8 мм и за счет сжатия воздуха. Диаметр поршня D = 100 мм. Определить скорость движения цилиндра относительно поршня в начальный момент амортиза­ции, если первоначальное давление воздуха в верх­ней части амортизатора р1 = 0,2 МПа, расчетное уси­лие вдоль штока G = 50 кН, коэффициент расхода отверстия μ = 0,75, плотность рабочей жидкости ρ = 900 кг/м3.

Задача 4.8

Определить значение силы F, преодолеваемой штоком гидроцилии­дра при движении его против нагрузки со скоростью υ = 20 мм/с. Давление на входе в дроссель рн = 20 МПа; давление на сливе рс = 0,3 МПа; коэффициент расхода дросселя μ = 0,62; диаметр от­верстия дросселя d = l,2 мм; D = 70 мм; dш = 30 мм; ρ = 900 кг/м3.

Задача 4.9

Определить диаметр отвер­стия дросселя, установленного на сливе из гидроцилиндра, при усло­вии движения штока цилиндра под действием внешней нагрузки F = 60 кН со скоростью υ = 200 мм/с. Диа­метры: штока dш = 40 мм, цилиндра D = 80 мм, коэффициент расхода дрос­селя μ = 0,65, плотность жидкости ρ = 850 кг/м3, давление на сливе рс = 0,3 МПа.

Задача 4.10

Жидкость плотностью ρ = 850 кг/м3 подается от насоса в гидроцилиндр, а затем через четыре отверстие в поршне площадью S0 = 5 мм2 и гидродроссель Д в бак (рб = 0).

  1. Определить, при какой площади проходного сечения дросселя Д поршень будет находится в неподвижном равновесии под действие силы F = 3000 Н, если диаметр поршня D = 100 мм, диаметр штока Dш = 80 мм, коэффициент расхода отверстия в поршне μ0 = 0,8, коэффициент расхода дросселя μдр = 0,65, давление насоса рн = 1 МПа.
  2. Определить площадь проходного сечения дросселя Д, при котором поршень будет перемещаться со скоростью ν = 1 см/с вправо.

4.10

Стоимость: 180 руб

Задача 5.1

Жидкость с плотностью ρ = 850 кг/м3 и вязкостью ν = 2 Ст подается на расстояние l = 20 м по горизонтальной трубе диаметром d = 20 мм в количестве Q = 1,57 л/с. Определить давление и мощность, которые требуются для указанной передачи. Местные гидравлические сопротивления отсутствуют.

Стоимость: 150 руб

Задача 5.2

На рисунке показан всасывающий трубопровод гидросисте­мы. Длина трубопровод l = 1 м, диаметр d = 20 мм, расход жидко­сти Q = 0,314 л/с, абсолютное давление воздуха в бачке ро = 00 кПа, Н = 1 м, плотность жидкости ρ = 900 кг/м3. Определить абсолютное давление перед входом в насос при температуре рабочей жидкости t =+ 250С (ν = 0,2 Ст). Как изменится искомое давление в зимнее время, когда при этом же расходе температура жидкости упадет до -350 С (ν = 10 Ст).

Задача 5.3

Определить потребный напор, который необходимо создать в сечении 0 – 0 для подачи в бак воды с вязкостью ν = 0,008 Ст, если длина трубопровода l = 80 м; его диаметр d = 50 мм; расход жидкости Q = 15 л/с; высота Н0 = 30 м; давление в баке p2 = 0,2 МПа; коэффициент сопротивления крана ζ1 = 5; колена ζ2 = 0,8; шероховатость стенок трубы Δ = 0,04 мм.

5.3

Стоимость: 180 руб

Задача 5.4

Какое давление должен создавать насос при подаче масла Q = 0,4 л/с и при давлении воздуха в пневмогидравлическом аккумуляторе p2 = 2 МПа, если коэффициент сопротивления квадратичного дросселя ζ = 100; длина трубопровода от насоса до аккумулятора l = 4 м; диаметр d = 10 мм? Свойства масла ρ = 900 кг/м3; ν = 0,5 Ст. Коэффициент ζ отнесен к трубе с d = 10 мм.

5.4

Стоимость: 180 руб

Задача 5.5

Вода перетекает из бака А в резервуар Б по трубе диаметром d = 25 мм, длиной l = 10 м. Определить расход воды Q, если избыточное дав­ление в баке р1 = 200 кПа; высоты уровней H1 = 1 м; Н2 = 5 м. Режим те­чения считать турбулентным. Коэф­фициенты сопротивления принять: на 57 входе в трубу ζ1 = 0,5; в вентиле ζ2 = 4; в коленах ζ3 = 0,2; на трение λт = 0,025.

Задача 5.7

Определить, при каком проходном сечении дросселя расходы в параллельных трубо­проводах будут одинаковыми, если длины трубопроводов l1 = 5 м и l2 = 10 м; их диаметры d1 = d2 = 12 мм; коэффициент расхо­да дросселя μ = 0,7; вязкость ра­бочей жидкости ν = 0,01 Ст; расход жидкости перед разветвлением Q = 0,2 л/с. Трубопровод считать гидравлически гладким.

Задача 5.8

Насос подает масло по трубопроводу 1 длиной l1 = 5 м и диаметром d1 = 10 мм в количестве Q = 0,3 л/с. В точке M трубопровод 1 разветвляется на два трубопровода (2 и 3), имеющие размеры: l2 = 8 м; d2 = 8 мм и l3 = 2 м; d3 = 5 мм. Определить давление, создаваемое насосом, и расход масла в каждой ветви трубопровода (Q2 и Q3) при вязкости масла ν = 0,5 Ст и плотности ρ = 900 кг/м3. Режим течения на всех трех участках считать ламинарным. Местные гидравлические сопротивления отсутствуют. Давление в конечных сечениях труб атмосферное, и геометрические высоты одинаковы.

5.8

Стоимость: 180 руб

Задача 5.9

Всасывающий трубопровод насо­са имеет длину l = 5 м и диаметр d = 32 мм, высота всасывания h = 0,8 м. Определить давление в конце трубопровода (перед на­сосом), если расход масла (ρ = 890 кг/м3, ν = 10 мм2/с), Q = 50 л/мин, коэффициент сопротивления колена ζк = 0,3, вентиля ζв = 4,5, фильтра ζф = 10.

Задача 5.10

Какой предельной дли­ны L можно сделать пожарный рукав диаметром D = 65 мм, если при давлении рм = 0,8 МПа (по манометру на гидранте) подача через установленный на конце ствола насадок, выходной диа­метр которого d = 30 мм, должна составлять Q = 1,2 м3/мин?

Ствол поднят выше мано­метра на h = 10 м; коэффициент сопротивления ствола с насадком ζ = 0,1 (сжатие струи на выходе отсутствует). Местные потери в рукаве не учитывать.

Задачу решить, предполагая, что используются непрорезинен­ные (λ = 0,054) и прорезиненные (λ = 0,025) рукава.

Задача 7.2

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 рmax = 20 МПа; расход подводимой жидкости Q = 15 л/мин; объемный КПД гидромотора ηо = 0,9 при рmax; механический КПД при том же давлении ηм = 0,92.

Задача 7.4

Определить давление объемного насоса, мощность кото­рого N = 3,3 кВт, при частоте вращения n = 1440 мин-1 , если его рабочий объем V0 = 12 см3, КПД η = 0,8, объемный КПД η0 = 0,9.

Задача 7.5

 Гидромотор развивает вращающий момент М = 100 Н · м при частоте вращения n = 1800 мин-1. Определить расход, давление и мощность потока жидкости на входе в гидромотор, если его рабо­чий объем V = 50 см3, механический КПД ηм = 0,96, объемный КПД ηо = 0,95, а давление жидкости на сливе р2 = 80 кПа.

Задача 7.6

Определить КПД гидромотора, если давление жидкости на входе р1 = 15 МПа, расход Q = 1,5л/с, частота вращения вала n = 20 с-1, вращающий момент М = 126 Н·м, давление на сливе р2 = 0,05 МПа, рабочий объем гидромотора V = 70 см3.

Задача 7.8

Шестеренный насос развивает давление рн = 6,5 МПа при частоте вращения n = 1200 мин-1. Определить потребляемую им мощность, если ширина шестерни b = 30 мм, диаметр начальной окружности Dн = 60 мм, число зубьев z = 8, объемный КПД η0 = 0,85, КПД насоса η = 0,72.

Задача 7.9

Определить мощность трехвинтового насоса при частоте вращения n = 2900 мин-1, если развиваемое им давление р = 2,2 МПа, наружный диаметр ведомого винта dн = 62 мм, объемный КПД η0 = 0,8, КПД насоса η = 0,78.

Задача 7.10

Аксиально – поршневой насос должен создавать подачу Q = 3,5 л/с и давление рн = 22 МПа при частоте вращения n = 1440 мин-1. Рассчитать основные геометрические параметры насоса – диаметр цилиндра d, ход поршня l, диаметр делительной окружности ротора D, а также мощность насоса, если число цилиндров z = 7; угол наклона диска γ = 20о; объемный КПД ηо = 0,95; механический КПД ηм = 0,9; l = 2d.

Есть готовые решения этих задач, контакты

Запись опубликована в рубрике Гидравлика, Задачи с метками , , , , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *