Гидравлика и гидропневмосистемы ЮУрГУ

РЧел.ЮУрГУ.1

Решение задач по гидравлике

Часть задач есть решенные, контакты

Задача 1

По заданному показанию микроманометра (рис. 1) определить при S = 150 мм, t = 45° измеряемое давление: а) в мм водяного столба; б) в Па.

Рис.1

Задача 2

Цилиндрический понтон (рис. 2) диаметром D = 1 м, погруженный под затонувший груз, заполнен воздухом, давление которого по манометру М = 110 кПа. Определить силу давления на крышку А понтона и расстояние от центра тяжести крышки до центра давления, если глубина погружения понтона Н = 10,5 м.

Рис.2

Задача 3

В сосуд, заполненный жидкостью, вставлены два плунжера диаметром d1 = 40 мм и d2 = 70 мм (рис. 3), один из которых нагружен силой Р1 = 800 Н. Определить показание манометра М и силу Р2, удерживающую в равновесии второй плунжер.

Рис. 3

Стоимость: 90 руб 

Задача 4

Шаровой клапан (рис. 4) диаметром D = 150 мм и весом G = 5 Н закрывает выходное отверстие внутренней трубы диаметром d = 100 мм. При какой разности уровней h клапан начнет пропускать воду из трубы в резервуар?

4

Стоимость: 90 руб 

 Задача 5

На какой высоте H установится вода в трубке (рис. 5), опрокинутой в сосуд, если атмосферное давление 735,6 мм рт. ст., а температура воды tв = 40 °С, tв = 80 °С?

5

Стоимость: 90 руб 

Задача 6

В сосуд (рис. 6), заполненный водой и маслом (δ = 0,9), опущен кусок воска (γвоскводы = 0,96). Какая часть воска погрузится в воду и какая окажется в масле?

6

Стоимость: 150 руб 

Задача 7

Цилиндрический сосуд (рис. 7), имеющий диаметр D = 0,4 м и наполненный водой до высоты а = 0,3 м, висит без трения на плунжере диаметром d = 0,2 м. Собственный вес сосуда 0,5 кН. Определить вакуум, обеспечивающий равновесие сосуда.

Рис. 7

Стоимость: 90 руб 

Задача 8

В цилиндрическом сосуде (рис. 8) плавает кусок льда  внутри которого имеется воздушная полость. Объем льда V1 = 12 дм3, полости V2=50 см3. Диаметр сосуда D = 500 мм. Определить, какая часть объема куска льда находится над водой. Как изменится уровень воды в сосуде, если лед растает?

Рис.8

Задача 9

Тонкостенный сосуд А плавает в воде (рис. 9), содержащейся в цилиндре диаметром D = 72 мм. Размеры сосуда: Н = 60 мм, d = 24 мм. Давление на поверхности воды в цилиндре – атмосферное, разность уровней воды в сосуде и цилиндре h1 = 34 мм. Определить вес сосуда А. Какой силой Р нужно нагрузить поршень, чтобы сосуд А погрузился на дно цилиндра, если первоначальное заполнение со- суда водой h2 = 10 мм?

Рис.9

Задача 10

Каким должен быть наименьший уровень воды в сосуде (рис. 10), при котором стальной шар (γсталиводы = 8,0) радиусом R = 100 мм, перекрывающий круглое отверстие диаметром d = 1,5R в плоской вертикальной стенке, будет находится в равновесии?

10

Стоимость: 150 руб 

Задача 11

Тонкостенный сосуд нижним открытым концом опущен в резервуар А (рис. 11) и покоится на опорах. В сосуде создан вакуум, благодаря чему вода поднялась на высоту а + в = 1,9 м. Размеры сосуда: D = 0,8 м, d = 0,3 м, b = 1,5 м. Собственный вес сосуда G = 1 кН. Определить величину силы, воспринимаемой опорами?

Рис. 11 к задаче 11

Стоимость: 180 руб 

Задача 12

Сосуд (рис. 12) наполнен водой, избыточное давление М = 50 кПа. Размеры сосуда D1 = 1,8 м, D2 = 0,9 м, h = 1,2 м. Вес крышки верхней и нижней G1 = 6 кН, вес конической обечайки G2 = 9 кН. Определить усилия в болтовых группах А, В, С.

Рис. 12 к задаче 12

Задача 13

Цилиндрический сосуд диаметром D = 0,4 м и высотой a = 0,8 м, заполненный водой, опирается на плунжер диаметром d = 0,2 м. Вес верхней крышки сосуда G1 = 3 кН, вес цилиндрической части сосуда G2 = 1,5 кН, вес нижней крышки сосуда G3 = 1,2 кН. Определить показание манометра М.

13

Стоимость: 180 руб 

Задача 14

Сборный конический резервуар (рис. 14) наполнен водой, над поверхностью которой находится воздух. Размеры резервуара: h = 1 м, D = 3 м; показание манометра М = 40 кПа. Определить разрывающие усилия, действующие на болтовые группы А и В.

14

Стоимость: 150 руб 

Задача 15

Газгольдер (рис. 15), имеющий диаметр D = 12,5 м и вес G = 450 кН наполнен светильным газом, плавает в бассейне с водой. Определить вес грузов Q, необходимый для поддержания в газгольдере избыточного давления р = 2 кПа, и разность h уровней воды в бассейне и газгольдере, которая при этом образуется.

Рис. 15 к задаче 15

 Задача 16

Горизонтальный цилиндрический сосуд (см. рис. 16) диаметром d = 0,8 м с полусферической и коническими крышками заполнен водой и вставлен до половины в замкнутый резервуар с водой на глубине а = 2 м. Показания манометра М = 30 кПа, вакуумметра V = 10 кПа. Определить горизонтальные и вертикальные составляющие сил давления воды на полусферическую и коническую крышки (крышки тонкостенные).

 Рис. 16 к задаче 16

Задача 17

Определить в общем виде, какая работа будет затрачена на перемещение поршня площадью f на расстояние l в трубопроводе, соединяющем два резервуара с площадями F1 и F2. Резервуары (рис. 17) в начальном положении заполнены до одинаковой высоты жидкостью удельного веса γ. Трением поршня о стенки трубы пренебречь.

 Рис. 17 к задаче 17

Задача 18

К днищу бака (рис. 18) присоединен манометр, показывающий давление 10 кПа. Найти давление pх, если h1 = 1,8 м, h2 = 1 м. Определить усилия, растягивающие и срезающие болты, которые крепят к вертикальной стенке бака коническую крышку с размерами d = 0,8 м, b = 0,6 м. Весом крышки пренебречь.

 Рис. 18 к задаче 18

Задача 19

Сосуд, состоящий из двух цилиндрических частей (рис. 19), внутренние диаметры которых D = 0,5 м и d = 0,3 м, весит 160 Н и покоится на неподвижном поршне. Определить минимальный объем воды W, который надо налить в верхнюю часть сосуда, чтобы сосуд всплыл над поршнем. Трением сосуда о поршень пренебречь.

Рис. 19 к задаче 19

Стоимость: 90 руб

Задача 20

Наполнение бака контролируется поплавковым устройством (рис. 20). Определить диаметр шарового поплавка D, при котором будет обеспечено закрытие подводящей трубы с давлением воды р = 12 кПа. Шар алюминиевый, полый, с толщиной стенки δ = 0,5 мм; вес рычага Gр = 0,45 Н, вес запорной иглы Gи = 0,2 Н, длина рычага l = 0,5 м, d = 10 мм.

20

Стоимость: 120 руб

Задача 21

В цилиндрическом отстойнике (рис. 21) поверхность раздела между маслом и осевшей водой определяется по стеклу А, а верхний уровень масла по стеклу в трубке С. Уровень воды в дополнительной трубке В в = 1,2 м, в трубках А и С: а = 0,2 м; с = 1,4 м соответственно. Определить удельный вес масла.

 Рис. 21 к задаче 21

Задача 22

Сколько цилиндрических понтонов необходимо для подъема груза весом G = 45 кН, если собственный вес понтона составляет (рис. 22) 6000 Н, диаметр D = 900 мм, длина l = 3 м?

 Рис. 22 к задаче 22

Задача 23

Найти давление воздуха в резервуаре В (рис. 23), если давление на поверхности воды в резервуаре А равно 25 кПа, разности уровней ртути в двухколенном дифференциальном манометре h1 = 200 мм, h2 = 250 мм, мениск ртути в левой ветви манометра ниже уровня воды на h = 0,7 м. Пространство между уровнями ртути в манометре заполнено спиртом.

Рис. 23 к задаче 23

Стоимость: 120 руб

Задача 24

Коническая пробка закрывает круглое отверстие диаметром d = 80 мм в наклонной стенке резервуара (рис. 24). Определить силу, с которой пробка прижимается к стенке резервуара. z = 0,5 м, α = 75º, h1 = h2 = d, жидкость – масло индустриальное.

24

Стоимость: 120 руб 

Задача 25

К резервуару, наполненному бензином до высоты 2, подсоединены три различные измерительные прибора (рис. 25): пьезометр, пружинный манометр и трехколенный манометр, наполненный ртутью, водой и воздухом. Определить показания пьезометра Н и пружинного манометра М, если расположение уровней жидкостей в трехколенном манометре показано на рисунке.

 Рис. 25 к задаче 25

Задача 26

Круглое отверстие (рис. 26) с радиусом r=50 мм в наклонной стенке резервуара закрыто сферической заглушкой. Определить силы, разрывающие и срезающие болты, которыми заглушка прикреплена к стенке резервуара, po = 10 кПа, z = 0,5 м, α = 45°, жидкость – нефть.

Рис. 26 к задаче 26

Задача 27

По показаниям приборов вычислить разность давлений в сечениях трубопровода 1 и 2, hр = 60 мм, hв = 700 мм.

27

Стоимость: 90 руб

Задача 28

Цилиндрический резервуар целиком заполнен жидкостью (рис. 28). Зная показание манометра pМ = 60 кПа, определить силу гидростатического давления на крышку резервуара, если d = 2,2 м, l = 3 м, жидкость – вода.

Рис. 28 к задаче 28

Стоимость: 150 руб

Задача 29

Давление в резервуаре с маслом измеряется ртутным чашечным манометром. Зная показание манометра, h = 20 см, определить давление в точке А, если z = 0,7 м.

29

Стоимость: 90 руб

Задача 30

Цилиндрический выпуск из резервуара заглушен. Найти силы, разрывающие и срезающие болты А и Б при известном показании манометра. pм = 10 кПа, H = 2,0 м, d = 100 мм, l = 25 см, жидкость – масло.

30

Стоимость: 90 руб

Задача 31

Выяснить разность уровней ртути hP в U — образной трубке (рис. 31), заполненной тремя жидкостями: водой, ртутью и маслом, hВ = 70 см, hМ = 9 см.

 Рис. 31 к задаче 31

Задача 32

Отверстие гидротехнического сооружения закрыто опрокидывающимся плоским затвором, расположенным под углом α = 40° (рис. 32). Зная вес затвора G = 75 кН, его размеры с = 3,5 м и l = 3 м (l – ширина) и положение опорного шарнира (В = 1,4 м), определить напор Н, при котором затвор открывает отверстие для слива воды.

 Рис. 32 к задаче 32

Стоимость: 350 руб

Задача 33

По показанию U-образного ртутного манометра (рис. 33) вычислить падение давления на диафрагме, h1 = 130 см, h2 = 20 см, жидкость в трубе — керосин.

Рис. 33 к задаче 33

Задача 34

Определить момент М, необходимый для открытия дроссельного затвора (рис. 34), и выяснить, как влияет избыточное давление pм в трубопроводе на величину искомого момента. Трением в опорных узлах пренебречь. D = 2500 мм.

34

Стоимость: 150 руб

Задача 35

Определить абсолютное и избыточное давление воздуха в баллоне pо (рис. 35). Выразить результат в следующих единицах: ата, ати, кг/см2, кПа, мм рт. ст., h = 40 см, жидкость — бензин.

 Рис. 35 к задаче 35

Задача 36

Определить силу гидростатического давления двух разнородных жидкостей (рис. 36) на вертикальную стенку, найти центр давления и построить эпюру давления, H = 2 м, h = 0,8 м, b = 4 м, жидкости – вода и нефть.

 Рис. 36 к задаче 36

Задача 37

Определить абсолютное и избыточное давление pо в сосуде (рис.37), если h = 20 см, жидкость – ртуть.

 Рис. 37 к задаче 37

Задача 38

Цилиндрический бак диаметром d = 1800 мм заполнен жидкостью. Определить силу гидростатического давления на плоскую торцовую стенку бака и найти центр давления (точку приложения силы давления.). Показание манометра pМ = 40 кПа. Жидкость – глицерин (рис. 38).

 Рис. 38 к задаче 38

Задача 39

Определить, абсолютное и избыточное давление на поверхности батискафа, погруженного в море на глубину h = 6 км. Атмосферное давление p = 748 мм рт. ст. Выразить результат в следующих единицах: ата, ати, кг/см2, кПа, мм рт. ст.

Задача 40

Определить величину и направление равнодействующей силы давления воды на цилиндрический затвор плотины (рис. 39), перекрывающий прямоугольное донное отверстие высотой h = D = 800 мм и шириной b = 3000 мм. Глубина воды слева H1 = 3000 мм, справа H2 = 400 мм.

39

Стоимость: 150 руб

Задача 41

Определить манометрическое давление pМ в верхней части одного из наполненных водой сообщающихся сосудов (рис. 40), если на поршень второго сосуда действует сила p = 200 Н, d1 = 150 мм, d2 = 450 мм, d3 = 200 мм, h = 700 мм.

 Рис 40. к задаче 41

Задача 42

В прямоугольном окне вертикальной стенки резервуара (рис. 41) установлен на цапфах прямоугольный цилиндрический затвор (270°) диаметром D = 1000 мм и длиной b = 2000 мм. Определить усилие на цапфы и момент силы воздействия жидкости на затвор при напоре Н = 2000 мм. Весом затвора пренебречь. Жидкость – бензин, ρ = 720 кг/м3.

 Рис. 41 к задаче 42

Задача 43

Определить показание h дифференциального двухжидкостного манометра (рис. 42), при котором система из двух поршней, имеющих общий шток, будет находиться в равновесии, если в обоих цилиндрах А находится воздух, а в верхней части колена Б манометра – спирт. Показания пружинного манометра – pМ = 110 кПа. Трением поршней в цилиндрах пренебречь. Наружное давление равно атмосферному, D = 280 мм, d = 240 мм.

 Рис. 42 к задаче 43

Задача 44

Квадратное отверстие (рис. 43) со стороной в = 400 мм в вертикальной стенке открытого резервуара закрыто щитом, поворачивающимся вокруг горизонтальной оси О. Щит прижимается грузом Q, подвешенным на рычаге r = 600 мм. Определить минимально необходимый вес груза Q, если расстояние от верхней кромки отверстия до оси поворота щита a = 120 мм. Уровень воды перед отверстием Н = 1,5 м. Весом рычага пренебречь.

 Рис. 43 к задаче 44

Задача 45

Поворотный клапан закрывает выход из резервуара в трубу квадратного сечения (рис. 44). Определить, какую силу Т нужно приложить к тросу для открытия клапана и пропуска жидкости. Давление в резервуаре pМ = 20 кПа, α = 45°, Н = 1200 мм, а = 400 мм, жидкость – бензин.

 Рис. 44 к задаче 45

Стоимость: 180 руб

Задача 46

Определить показания дифференциального манометра (рис. 45), при котором система из двух поршней, имеющих общий шток, будет находиться в равновесии, если в обоих цилиндрах А находится вода, а в колене дифференциального манометра Б – ртуть. Показание пружинного манометра pМ = 120 кПа, D = 250 мм. Трением поршней в цилиндрах пренебречь. Наружное давление – атмосферное.

 Рис. 45 к задаче 46

Задача 47

Для испытания на прочность резервуара произведена его опрессовка, т.е. наполнение под давлением p1 = 4,5 МПа жидкостью, имеющей объемный модуль упругости Е = 2000 МПа. За время t = 8 ч. давление в резервуаре вследствие утечек через швы понизилось до p2 = 4,2 МПа. Сколько за это время вытекло жидкости из резервуара, если он имеет форму цилиндра с диаметром d = 500 мм и высотой h = 1500 мм? Деформацией стенок резервуара пренебречь.

 Задача 48

Определить силу S, на которую должно быть рассчитано запорное устройство квадратной крышки (рис. 46), поворачивающейся вокруг горизонтальной оси О и закрывающей отверстие в боковой плоской стенке сосуда, если в сосуде находится жидкость Ж (глицерин), а показание манометра, присоединенного к верхней части сосуда, pМ = 90 кПа, h = 1300 мм, а = 600 мм.

 Рис. 46 к задаче 48

Задача 49

На какую высоту h (рис. 47) поднимется вода в пьезометрической трубке при воздействии на плунжер силой p = 250 Н, если диаметр плунжера D = 200 мм, а заглубление плунжера а = 300 мм?

 Рис. 47 к задаче 49

Стоимость: 90 руб

Задача 50

В перегородке, разделяющей резервуар на две части, имеется прямоугольное отверстие, которое закрывается поворотным щитом (рис. 48), высотой h = 40 мм и шириной b = 800 мм. Определить силу Т, которую нужно приложить к тросу для поворота щита. Найти реакцию донного порога R, если Н1 = 1800 мм, Н2 = 1200 мм, α = 30°, жидкость – бензин.

 Рис. 48 к задаче 50

Задача 51

Сосуд плавает на поверхности воды (рис. 49), круглое отверстие закрыто плоской крышкой (d = 0,5 м). Определить силу давления F на крышку, если внутри сосуда давление p = 2 кПа.

 Рис. 49 к задаче 51

Задача 52

Давление в сосуде (рис. 50) измеряется батарейным манометром. По показаниям манометра определить силу давления на верхнюю крышку сосуда, если h2 = 180 мм, h1 = 120 мм, h = 300 мм, D = 400 мм.

 Рис. 50 к задаче 52

Задача 53

Резервуар имеет выпускную трубу диаметром d = 50 мм, перекрытую дисковым затвором (рис. 51). Избыточное давление pо = 60 кПа, Н = 0,8 м. Найти силу давления воды на клапан затвора и момент этой силы относительно оси поворота затвора.

 Рис. 51 к задаче 53

Задача 54

Найти силу гидростатического давления на перегородку, разделяющую жидкости (рис. 52), точку ее приложения и построить эпюры гидростатического давления, если слой нефти составляет h1 = 1,5 м, а слой воды – h2 = 0,8 м, угол наклона перегородки α = 30°, ширина перегородки b = 2 м.

 Рис. 52 к задаче 54

Задача 55

Угловой поворотный затвор перекрывает боковое отверстие А резервуара (рис. 53). R1 = R2 = 0,5 м, ширина затвора В = 1 м, Н = 3 м. Определить полную силу давления воды на затвор и момент этой силы относительно оси поворота затвора.

 Рис. 53 к задаче 55

Задача 56

Давление жидкости в гидроцилиндре p = 0,2 МПа. Не учитывая силу трения, определить, при каком значении х поршень будет находиться в равновесии, D = 80 мм, жесткость пружины С = 7,8 Н/мм, начальное поджатие ее 10 мм (рис. 54).

 Рис. 54 к задаче 56

Задача 57

Определить растягивающее напряжение в стенке стального цилиндра (рис. 55) при действии на поршень силы p = 5100 Н, D = 100 мм, длина рабочей части l = 250 мм, толщина стенки δ = 5 мм.

 Рис. 55 к задаче 57

Задача 58

К поршню в цилиндре (рис. 56) приложено усилие P = 280 Н, диаметр поршня d = 50 мм, z = 15 см. Определить разность уровней ртути.

 Рис. 56 к задаче 58

Задача 59

Шаровой клапан прижат к седлу пружиной, а также давлением воды (рис. 57). Давление над клапаном составляет p1 = 0,3 МПа, диаметр шара D = 40 мм, диаметр отверстия d = 20 мм. Определить силу, с которой пружина должна прижимать шар к седлу, если давление под клапаном p2 = 2 МПа. Весом шарового клапана и пружины пренебречь.

 Рис. 57 к задаче 59

Задача 60

Найти максимальное давление, сообщаемое жидкости в трубе, если напряжение в материале трубопровода возникает только от давления жидкости, D = 300 мм, δ = 5 мм, l = 3 м, допускаемое напряжение σ = 30 МН/м2 (рис. 58).

 Рис. 58 к задаче 60

Задача 61

Для измерения падения давления в вентиляционной трубе применяется чашечный наклонный микроманометр, наполненный спиртом (рис. 59), γ = 8000 Н/м3, наклон трубки α = 30°. Определить необходимую длину l манометрической шкалы для измерения падения давления Δp = 100 Н/м2.

 Рис. 59 к задаче 61

Задача 62

Вертикальный вал, опирающийся на гидравлический подпятник, передает полезный момент М = 25000 Нм (рис. 60). Осевое давление вала Q = 100 кН, диаметр его пяты d = 40 см. Определить момент трения на валу М, если высота гидравлической манжеты h = 0,3 d, коэффициент трения манжеты f = 0,2. Пренебречь осевым перемещением вала (силой трения в осевом направлении).

Задача 63

Из бака по трубопроводу вытекает вода под напором H. Определить без учета потерь напора расход воды, если диаметр трубопровода d = 60 мм и напор H = 1,6 м. Определить также напор H1, при котором по трубопроводу будет протекать в два раза больший расход.

61

Стоимость: 120 руб

Задача 64

Определить расход нефти (γ = 8,35 кН/м3) и напор в баке (рис. 62) без учета потерь напора, если заданы диаметры трубопровода d1 и d2, а также перепад уровней ртути h в дифманометре (d1 = 50 мм, d2 = 30 мм, h = 60 мм рт. ст.).

Рис. 62 к задаче 65

Задача 65

Определить показание дифференциального манометра (рис. 62) и напор в баке Н без учета потерь, если диаметры трубопровода d1 и d2 и расход воды Q, причем, d1 = 60 мм, d2 = 25 мм, Q = 5 л/с.

Рис. 62 к задаче 65

Задача 66

Определить диаметр трубопровода d1 (рис. 62) и напор в баке Н без учета потерь напора, если заданы диаметр d2, расход воды Q и перепад ртути h в дифференциальном манометре (d2 = 40 мм, Q = 6 л/с, h = 70 мм рт. ст.).

Рис. 62 к задаче 65

Задача 67

Определить диаметр трубопровода d2 (рис. 62) и напор в баке воды Н без учета потерь. Дано: d1 = 80 мм, Q = 7,5 л/с, h = 85 мм рт. ст.

Рис. 62 к задаче 65

Задача 68

Определить расход воды Q в трубопроводе (рис. 63) диаметром d1 = 200 мм при помощи водомера Вентури. Диаметр горловины d2 = 100 мм, разность показаний пьезометров h = 80 см.

Рис.63

Задача 69

Определить скорость течения воды V2 (рис. 63) и расход Q в трубке, если d1 = 95 мм, d2 = 50 мм, h = 100 см.

Рис.63

Задача 70

Определить разность показаний пьезометров h (рис. 63), если заданы расход воды Q = 10 л/с, d1 = 100 мм, d2 = 55 мм.

63

Стоимость: 90 руб

Задача 71

На какую высоту h (рис. 64) может подняться вода из резервуара по трубопроводу протекает вода с расходом Q = 5 л/с? Диаметры d1 = 60 мм, d2 = 25 мм, p = 10 кПа. Потери напора не учитывать.

64

Стоимость: 120 руб

Задача 72

По трубопроводу (рис. 64) течет вода с расходом Q = 16 л/с. Определить, какой диаметр d2 должен иметь трубопровод для обеспечения всасывания воды из резервуара на высоту h = 1,5 м. Потери не учитывать, d1 = 120 мм, избыточное давление p1 = 15 кПа.

  Рис.64

Задача 73

Из резервуара (рис. 65) вода вытекает через отверстие в дне по конусной трубе с параметрами d1 = 10 мм, d = 20 мм, l = 5,3 м при напоре Н = 2 м. Определить давление в плоскости отверстия на входе трубы.

 Рис.65

Задача 74

Резервуары А и В (рис. 66) закрыты крышками и соединены трубой. Разность уровней в резервуарах Н = 4 м, давление p1 = 160 кПа, p2 = 80 кПа. Определить, с какой скоростью вытекает вода в трубе, считая движение установившимся. Потерями энергии пренебречь.

Рис.66

Задача 75

Два резервуара соединены трубопроводом с участками разного диаметра и разной длины. Угол наклона трубопровода α = 30°. Пренебрегая потерями, определить расход воды, поступающей из трубопровода, и давление в нем в точке А. Дано: H = 6 м, h2 = 9 м, d1 = 400 мм, d2 = 200 мм, l1 = 10 м, l2 = 20 м.

67

Стоимость: 150 руб

Задача 76

Определить (рис. 68) скорость истечения воды и расход в трубопроводе, а также давление в точке А трубопровода. Дано: H = 1,5 м, h = 20 м, α = 30°, d = 250 мм, d1 = 300 мм, l = 15 м, l1 = 20 м. Трубы стальные, температура воды t = 20 °С.

68

Стоимость: 240 руб

Задача 77

Пренебрегая потерями, найти количество воды, вытекающей через кран за один час (рис. 69). Дано: Н = 12 м, d = 50 мм.

 Рис.69

Задача 78

Не учитывая потери, определить скорости течения жидкости на всех участках трубопровода (рис. 70) и построить напорную и пьезометрическую линии. Дано: h1 = 3,5 м, h2 = 2 м, d1 = 30 мм, d2 = 20 мм, d3 = 15 мм.

 Рис.70

Задача 79

Часть металлической трубки в камере (рис. 71) заменена резиновой. Не учитывая упругость резины и потери, определить диаметр резиновой трубки d2, если d1 = 16 мм, Q = 10 л/с, h = 12 см.

Рис.71

Задача 80

При какой силе P давления на поршень скорость истечения масла И-12 из сопла будет V = 10 м/с? Дано: D = 30 мм, d = 10 мм.

72

Стоимость: 120 руб

Задача 81

Определить расход Q воды и напор Н в резервуаре (рис. 73), не учитывая потери. Построить пьезометрическую линию. Дано: D = 36 мм, d = 26 мм, показания ртутного манометра h = 30 см.

73

Стоимость: 150 руб

Задача 82

Определить напор Н воды в баке (рис. 74), если дано: расход Q = 7 л/с, d = 30 мм, l = 3 м, α = 30°. Потери напора не учитывать. Как изменится напор, если по трубопроводу пропустить расход Q1 = 2 Q.

 Рис.74

Задача 83

Определить расход воды через трубу диаметром d = 115 мм, установленной в торце цилиндра диаметром D = 230 мм (рис. 75), если h = 1,2 м, а показания манометра pМ = 100 кПа.

 Рис.75

Задача 84

Определить начальную скорость истечения жидкости из сосуда, заполненного слоями воды и масла (γМ = 7,85 кН/м3, γВ = 9,8 кН/м3) одинаковой высоты h = 1 м (рис. 76), сравнить полученный результат с начальной скоростью истечения при заполнении сосуда только водой или только маслом до уровня 2h. Определить расход при d = 15 мм.

Рис.76

Задача 85

Определить расход воды через сифон (рис. 77), если H1 = 0,85 м, H2 = 1,8 м, H3 = 3,7 м, общая длина сифона l = 23 м, диаметр d = 25 мм. Учесть местные потери и потери по длине, λ = 0,03. Температура воды t = 20 °С, сифон стальной, R = d.

77

Стоимость: 150 руб

Задача 86

Определить абсолютное давление перед входом в насос (рис. 78). Подача насоса Q = 2,3 л/с, l = 1,5 м, d = 40 мм, tмасла = 60 °С. Давление в баке pа = 266,8 мм рт. ст. Коэффициент сопротивления крана ζкр = 1,5, коэффициент сопротивления входа в трубу ζвх = 0,5, высота уровня масла в баке над сечением входа в насос H = 1,2 м, масло индустриальное И-12.

78

Стоимость: 120 руб

Задача 87

Вода в количестве Q = 42 л/с перекачивается по трубопроводу, составленному из старых чугунных труб диаметром d = 120 мм и общей длиной l = 200 м. Определить, во сколько раз и на сколько ватт уменьшится мощность, расходуемая на перекачку воды, при указанном расходе Q, если чугунные трубы заменить гладкими стальными того же диаметра. Температура воды t = 20°С, КПД насосного агрегата, осуществляющего перекачку воды, ηН = 0,75.

Стоимость: 150 руб

Задача 88

Определить при t = 20 °С расход воды Q. Учесть только местные потери: на входе (ζ1), в угольниках (ζ2 и ζ6 при R/D = 1), на внезапном расширении и сужении (ζ3 и ζ4) и вентиле (ζ5), Н = 1,5 м, d1 = 50 мм, d2 = 100 мм.

88

Стоимость: 150 руб

Задача 89

Определить скорость истечения бензина (относительный вес δ = γжидкводы = 0,7) с учетом всех сопротивлений. Дано: tбенз = 20 °С, материал труб – сталь, р0 = 120 кПа, Н = 1,5 м, l1 = 2,5 м, d1 = 30 мм, l2 = 2 м, d2 = 45 мм, l3 = 1,5 м, d3 = 20 мм, d4 = 15 мм. Коэффициент сопротивления сопла принять равным ζсоп = 0,05.

Стоимость: 300 руб

Задача 90

Определить напор воды H в баке с учетом всех сопротивлений, если p0 = 80 кПа, расход воды Q = 1,3 л/с, длины участков: l1 = 2 м, l2 = 1,5 м, l3 = 1 м; диаметры: d1 = 25 мм, d2 = 40 мм, d3 = 20 мм, d4 = 10 мм, материал труб – алюминий, tводы = 15 °С. Коэффициент сопротивления сопла принять равным ζсоп = 0,05.

80

Стоимость: 180 руб

Задача 91

В баке (рис. 81) имеется перегородка с отверстием (d = 100 мм), в него поступает вода в количестве Q = 60 л/с. Из каждой секции вода вытекает через цилиндрический насадок (dНАС = dОТВ). Определить расход через каждый насадок, если μОТВ = 0,62, μНАС = 0,82.

81

Стоимость: 150 руб

Задача 92

Определить максимально возможную высоту установки насоса h (рис. 82), если его подача Q = 50 л/с, показания вакуумметра на входе в насос pV = 80 кПа. Длина всасывающей линии l = 10 м, диаметр d = 150 мм, жидкость – масло АМГ-10, tмас = 40°С. Материал трубы – сталь, коэффициент сопротивления фильтра ζФ = 1,6. Учесть все потери напора.

 Рис.82

Задача 93

Определить разрежение перед входом в насос, если его подача Q = 40 л/с, высота установки h = 3,5 (см. рис. 82), длина всасывающей линии l = 6 м, d = 160 мм, коэффициент сопротивления фильтра ζФ = 1,6, температура воды t = 25°С, труба стальная. Учесть все потери напора.

Рис.82

Задача 94

Определить подачу насоса, если высота установки h = 4 м, показание вакуумметра, установленного на входе в насос pv = 70 кПа, длина трубы l = 5 м, d = 155 мм, t = 25 °С. Труба цементная. Коэффициент сопротивления фильтра ζф = 1,6. Учесть все потери.

94

Стоимость: 150 руб

Задача 95

Как изменится время опорожнения бака (рис. 83), если к кромкам отверстия присоединить вертикальную трубу длиной l = 2,5 м и диаметром d = 35 мм? Расчет проводить с учетом потерь напора по длине. В баке находится жидкость с относительным весом δ = γжидкводы = 0,8. Температура t = 25 °С, материал трубы алюминий, D = 1 м, H = 1,7 м.

83

Стоимость: 150 руб

Задача 96

Какой напор Н необходимо создать в начале маслопровода (рис. 84), чтобы обеспечить перемещение поршня со скоростью V = 15 см/с? В расчете учесть потери по длине. Дано: l = 1,8 м, d = 10 мм, D = 60 мм, Р = 500 Н, tмасла = 30 °С, материал трубы – латунь. Масло – И-12.

84

Стоимость: 120 руб

Задача 97

Определить суммарный расход воды через два отверстия в стенке резервуара (рис. 85): круглое (d = 50 мм), расположенное на расстоянии h1 = 1,2 м от дна и расположенное у дна. Каков будет суммарный расход Q, если к верхнему отверстию присоединить цилиндрический насадок (Н = 2,4 м)?

 Рис.85

Задача 98

В вертикальной стенке, разделяющей резервуар на две части (рис. 86), расположено круглое отверстие (d1 = 60 мм, Н1 = 2,7 м, расход через отверстие Q = 3,3 л/с). Определить глубину Н2 воды в правой части, диаметр d2 отверстия в наружной стенке и скорость струи VС в сжатом сечении струи, вытекающей из резервуара, если l = 1,2 м.

 Рис.86

Задача 99

Вода из верхней секции закрытого бака перетекает в нижнюю (рис. 87) через отверстие (d1 = 35 мм), а затем через цилиндрический насадок (d2 = 25 мм) вытекает в атмосферу. Определить расход воды через насадок, если показание манометра pМ = 50 кПа, а уровни h1 = 1,7 м, h2 = 2,8 м. Найти давление p2.

Рис.87

Задача 100

Две новые чугунные трубы разного диаметра последовательно соединены между собой (рис. 88). Зная концевые напоры и размеры труб, определить напор потока воды в узле В, построить пьезометрическую линию. Напоры в сечениях: НА = 40 м, НС = 20 м. Размеры труб: d1 = 80 мм, l1 = 80 м, d2 = 50 мм, l2 = 50 м.

88

Стоимость: 150 руб

Задача 101

Вычислить скорость истечения воды через отверстие (рис. 89) и определить расход, если Н = 1,8 м, pо = 100 кПа, d = 10 мм. Выяснить, как изменится расход, если подсоединить к отверстию цилиндрический насадок.

 Рис.89

Задача 102

Учитывая только местные сопротивления, определить перепад уровней в резервуаре Н (рис. 90). Дано: расход воды Q = 25 л/с, d2 = 120 мм, d1 = 90 мм, ζВЕНТ = 4. Построить пьезометрическую линию.

 Рис.90

Задача 103

Вода вытекает по горизонтальному трубопроводу, на котором установлен вентиль, Н = 8 м, d1 = 50 мм, d2 = 70 мм, ζВЕНТ = 5 (рис. 90). Определить расход воды, учитывая только местные сопротивления, построить пьезометрическую линию.

 Рис.90

Задача 104

Определить напор воды Н (рис. 90), учитывая только местные сопротивления и построить пьезометрическую линию. Дано: Q = 80 л/с, d1 = 100 мм, d2 = 150 мм, ζВЕНТ = 4.

 Рис.90

Задача 105

Какой должна быть толщина стенки δ, чтобы труба диаметром d = 50 мм и длиной l = 400 м выдержала гидравлический удар (рис. 91)? Наибольший расход QМАКС = 3 л/с, время закрытия задвижки t = 0,5 с. Предельно допустимые разрывающие напряжения для стенки трубы σ = 1200 кг/см2. Материал трубы – сталь, жидкость – бензин.

 Рис.91

Задача 106

По трубопроводу (рис. 92) (d = 60 мм), в котором установлена труба Вентури с горловиной d1 = 20 мм, вода сливается в бассейн (h=2 м). Коэффициент сопротивления диффузора ζДИФ = 0,25, коэффициент сопротивления угольника ζУГ = 1. Определить, учитывая потери на местных сопротивлениях, какой наибольший расход можно пропустить по трубопроводу при полностью открытом вентиле (ζВЕНТ = 3), чтобы вакуумметрическая высота в расходомере не превышала 6 м.

 Рис.92

Задача 107

Определить скорость и расход перетекания бензина из одной половины сосуда в другую (рис. 93) через цилиндрический насадок в стенке, если Н1 = 2 м, Н2 = 1 м, d = 20 мм, показание дифференциального манометра h = 20 см.

 Рис.93

Задача 108

Учитывая местные сопротивления (рис. 94), определить расход воды, если Н = 3 м, d = 100 мм, d1 = 60 мм, ζВЕНТ = 5. Построить пьезометрическую линию.

Рис.94

Стоимость: 180 руб

Задача 109

Определить расход воды Q, если p0 = 400 кПа, Н = 2 м, d1 = 80 мм, d2 = 100 мм, d3 = 30 мм. При расчете учесть только местные сопротивления. Определить скорости на каждом участке трубы и построить пьезометрическую линию.

95

Стоимость: 180 руб

Задача 110

Из бака с постоянным уровнем (рис. 96) вода вытекает в атмосферу через сходящийся насадок (d = 25 мм, d1 = 50 мм, l = 2,5 м, h = 0,5 м, давление ро = 175 кПа). Определить высоту фонтана при полностью открытом вентиле. При расчете учесть все местные сопротивления.

 Рис.96

Задача 111

Из открытого бака через цилиндрический насадок (рис. 97) вода вытекает в промежуточную емкость, а из нее через отверстие в атмосферу. Найти уровень воды в открытом резервуаре z2, если ро = 180 кПа, z1 = 2,5 м, d1 = 15 мм, d2 = 20 мм.

 Рис.97

Задача 112

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

 Рис.98

Задача 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 Δ = 0,01 мм, ρ = 900 кг/м3.

Задача 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 = 20°С. Учесть только потери по длине.

 Рис.98

Задача 115

Заполнение бака бензином происходит через воронку (рис. 99) диаметром d2 = 50 мм, высотой h = 400 мм с коэффициентом сопротивления ζ = 0,25. В воронку бензин заливается из резервуара с Н = const по трубе диаметром d1 = 30 мм, коэффициенты сопротивления: крана ζКРАН = 8,5, поворота ζПОВОР = 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.

 Рис.99

Задача 116

Два резервуара (рис. 100) соединены трубкой диаметром d и длиной l, изготовленной 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, ζВЕНТ = 3.

 Рис.100

Задача 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.

 Рис.101

Задача 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 = 10 м, d = 25 мм. Материал трубы – сталь, температура бензина t = 20°C.

Рис.102

Задача 119

Керосин, температура которого t = 20 °C, подается из нижнего бака в верхний (d = 40 мм, l = 2, Н = 0,8 м, h = 0,2 м). Определить давление в нижнем баке р0, при котором расход Q = 1 л/с, при ζвент = 8 и шероховатости трубы Δ = 0,2 мм. Учесть все потери напора.

103

Стоимость: 150 руб

Задача 120

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

 Рист. 104

Задача 121

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

121

Стоимость: 270 руб

Задача 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 АА. Дано: d = 70 мм, Н1 = 5 м, b = 2 м, Н2 = 10 м, Н3 = 8,5 м, Н4 = 4,5 м. Температура воды t=20oС, коэффициент гидравлического трения λ = 0,03.

 Рист. 106

Задача 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, α = 90°. Трубы – чугунные.

 Рист. 107

Стоимость: 240 руб

Задача 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 ζДИАФР = 0,03, коэффициент сжатия для диафрагмы ε = 0,61.

 Рист. 108

Стоимость: 150 руб

Задача 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.

Рист. 109

Задача 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 ν = 4 · 10-1 Ст, другие данные: γ = 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 ζр = 5.

110

Стоимость: 210 руб

Задача 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 мм, а его коэффициент расхода μ = 0,62.

Рист. 111

Стоимость: 150 руб

Задача 128

В схеме объемной гидростатической передачи регулируемый дроссель (рис. 112) установлен на выходе. Перепад давления на золотниковом распределительном устройстве ΔрЗОЛ = 25 · 105 Па, перепад давления на дросселе ΔpДР = 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 η0 = 0,86, гидравлический ηг = 1, механический ηМЕХ = 0,9.

Потери напора в гидролиниях и остальных узлах и утечки не учитывать. Жидкость – масло индустриальное И-20.

Рис. 112

Стоимость: 180 руб

Задача 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 ΔрЗОЛ = 20 · 104 Па, давление жидкости в штоковой полости ршт = 3 · 104 Па. Площадь проходного отверстия дросселя f = 10 мм2, коэффициент расхода дросселя μ = 0,7. Утечки рабочей жидкости [ρ = 890 кг/м3] на участке дроссель – гидроцилиндр составляют 5% от расхода, поступающего в гидроцилиндр. Рассчитать подачу и эффективную мощность насоса.

113

Стоимость: 150 руб

Задача 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 = 4 мм2, коэффициент расхода дросселя – μ = 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 ΔpР = 20 Н/см2. Рабочая жидкость – масло индустриальное И-20.

 Рист. 114

Задача 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 μД = 0,65, через отверстие слива – μСЛ = 0,8. Диаметр поршня D = 100 мм, диаметр штока dШТ = 60 мм. Утечками в торцевом зазоре пренебречь. Давление слива рСЛ = 300 кПа.

 Рист. 115

Задача 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 ρ =1210 кг/м3, кинематическая вязкость жидкости ν = 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 ζФ = 11,6, золотника ζЗОЛ = 16.

 Рист. 116

Задача 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 ζК = 1,5, дросселя на трубке ζД = 22. Утечками и трением в цилиндре и скоростными напорами в его полостях пренебречь.

 Рист. 117

Задача 134

Гидравлический демпфер (рис. 118) представляет собой цилиндр, в котором под действием внешней силы перемещается поршень, перегоняя масло (ρ = 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 ζД, 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 ζК = 1,25. Утечками и трением в цилиндре пренебречь.

 Рист. 118

Задача 135

Рабочая жидкость (ρ = 900 кг/м3) подается в цилиндр гидроусилителя (диаметр поршня D = 80 мм, диаметр штока d = 30 мм) через командный золотник с прямоугольными окнами шириной b = 2 мм и переменной высотой x (рис. 119). Коэффициент расхода золотниковых окон μ = 0,5. Давление питания на входе в золотник рП=20 МПа поддерживается постоянным. Давление слива рСЛ = 0. Определить скорость движения поршня VП при полном открытии золотника (x = 2 мм) при нагрузке R = 70 кН. Указать, какова максимальная скорость поршня при R = 0 и при какой максимальной нагрузке VП = 0.

 Рист. 119

Задача 136

Определить скорость перемещения поршня гидротормоза (рис. 120) диаметром D = 200 мм со штоком диаметром dШТ = 80 мм, нагруженного силой Р = 120 кН, если перетекание жидкости из левой полости цилиндра в правую происходит через два отверстия в поршне диаметром d = 10 мм, при этом давление в правой полости рИЗБ = 0. Коэффициент расхода отверстий μ принять равным 0,6, плотность жидкости ρ = 865 кг/м3. Коэффициент трения в манжете поршня шириной 25 мм f = 0,15.

 Рист. 120

Задача 137

Объемный насос (рис. 121), подача которого QН = 240 см3/с, питает рабочей жидкостью (ρ = 855 кг/м3) два параллельных силовых гидроцилиндра одинакового диаметра D = 50 мм. Для синхронизации работы цилиндров использован делитель расхода (порционер), в котором две ветви потока проходят через дроссельные шайбы диаметром d1 = 2 мм и цилиндрические золотниковые окна высотой S = 2 мм, перекрываемые плавающим поршеньком диаметром d = 10 мм. При неодинаковых нагрузках поршенек смещается, изменяя сопротивление ветвей и поддерживая равенство расходов, поступающих в гидроцилиндры. Определить скорость установившегося движения поршней гидроцилиндров, давление рН насоса на входе в делитель и смещение х поршенька из крайнего левого положения при нагрузках R1 = 20 кН и R2 = 15 кН. Коэффициент расхода дроссельных шайб μ1 = 0,6, золотниковых окон μ2 = 0,5. Потерями напора в трубах, трением и утечками в гидроцилиндрах пренебречь.

Рист. 121

Задача 138

Вода подается в цилиндр пресса (рис. 122) грузовым гидроаккумулятором по стальному трубопроводу l = 180 м и d = 50 мм. Вес подвижных частей аккумулятора G = 400 кН, диаметр плунжера D1 = 220 мм, КПД рабочего хода η = 0,95. Определить усилие Р пресса при разных скоростях плунжера: V1 = 0,1 м/с и V2 = 0,2 м/с. Диаметр плунжера D2 = 300 мм, КПД рабочего хода η2 = 0,95 (весом плунжера пренебречь). Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,2 мм, местные потери составляют 10% потерь на трение. Вязкость воды ν = 1,25 сСт.

Рист. 122

Стоимость: 180 руб

Задача 139

Перемещения поршней гидроцилиндров (рис. 123) диаметром D = 15 см, нагруженных внешними силами R1 = 1000 Н и R2 = 2000 Н, осуществляется подачей в гидроцилиндры спиртоглицериновой смеси (ν = 1 Ст, ρ = 1245 кг/м3) по трубам одинаковой длины l = 10 м и диаметра d = 4 см. Определить скорости перемещения поршней при расходе Q = 7 л/с в магистрали. Сопротивлением сливной линии пренебречь, считая давление в нерабочих полостях цилиндров атмосферным. Местные потери в напорной линии принять равными 10% от потерь по длине.

Рист. 123

Задача 140

Три одинаковых цилиндра (рис. 124) диаметром D = 50 мм заполнены маслом (δ = 0,9 ν = 0,3 Ст) и соединены трубами, размеры которых: l1 = l2 = 22,5 м, l3 = 20 м и d = 25 мм. В цилиндрах находятся поршни, нагруженные силами R1 = 700 Н, R2 = 640 Н и R3 = 500 Н. Определить направления и величины скоростей перемещения поршней. Пренебречь высотами расположения поршней относительно узловой точки системы, трением в цилиндрах и местными потерями напора в трубах.

Рист. 124

Задача 141

В системе объемного гидропривода пневмогидравлический аккумулятор с избыточным давлением воздуха рo = 5 МПа питает маслом силовой гидроцилиндр диаметром D = 60 мм (рис. 125). Плотность масла ρ = 910 кг/м3, кинематическая вязкость ν = 0,2 Ст. Соединительная латунная трубка (шероховатость Δ = 0,01 мм) имеет размеры l = 12 м и d = 15 мм. Разность уровней h = 0,4 м. Определить скорость установившегоcя движения поршня VП гидроцилиндра, когда к нему приложена полезная нагрузка R = 12 кН. Какой станет скорость поршня при сбросе полезной нагрузки (R = 0)? Местные сопротивления трубки принять равными 30% от ее сопротивления по длине. Утечками и трением поршня в гидроцилиндре пренебречь.

Рист. 125

Задача 142

В регуляторе скорости (рис. 126) гидротурбины применен так называемый гидравлический маятник. При изменении числа оборотов регулируемой турбины применяется расход жидкости, прокачиваемой насосом маятника через калиброванную трубку, вследствие чего изменяется сила давления на поршень, который, меняя поджатие пружины, оказывает воздействие на систему регулирования. Определить диаметр калиброванной трубки d так, чтобы при подаче насоса Q = 0,39 л/с (что соответствует рабочему числу оборотов турбины) сжатие пружины было Sо = 60 мм. Жесткость пружины С = 7,5 Н/см, длина трубки l = 0,7 м, динамическая вязкость масла μ = 0,03 Па · с, ρ = 900 кг/м3, диаметр поршня D = 30 мм. Сопротивлением подводящих труб пренебречь.

Рист. 126

Задача 143

Определить диаметр гидравлического цилиндра (рис. 127), необходимый для подъема задвижки при избыточном давлении жидкости p = 0,2 МПа, если диаметр трубопровода D2 = 0,6 м и вес подвижных частей устройства G = 2000 Н. При расчете коэффициент трения задвижки f в направляющих поверхностях принять равным 0,3, силу трения в цилиндре считать равной 5% от веса подвижных частей. Давление за задвижкой равно атмосферному. Площадью штока пренебречь.

Рис. 127

Стоимость: 120 руб

Задача 144

При зарядке гидравлического аккумулятора (рис. 128) насос подает воду в цилиндр А, поднимает плунжер В вместе с грузом вверх. При разрядке аккумулятора плунжер, скользя вниз, выдавливает своим весом воду из цилиндра в гидравлические прессы. Определить:
1. Давление воды при зарядке (развиваемое насосом) и при разрядке (получаемое прессами) аккумулятора, если вес с грузом G = 1000 кН, диаметр плунжера D = 400 мм. Плунжер уплотнен манжетой, высота которой b = 40 мм, коэффициент трения о плунжер f = 0,1.
2. Работу, затраченную на зарядку аккумулятора, и работу, совершаемую аккумулятором при его разрядке, если полная высота подъема плунжера Н = 2 м.
3. Коэффициент полезного действия аккумулятора.

Рист. 128

Стоимость: 180 руб

Задача 145

Гидравлический домкрат (рис. 129) состоит из неподвижного поршня 1 и скользящего по нему цилиндра 2, на котором смонтирован корпус 6, образующий масляную ванну домкрата, и плунжерный насос 5 ручного привода с всасывающим 4 и нагнетательным 3 клапанами. Определить рабочее усилие на рукоятке приводного рычага насоса, необходимое для поднятия груза весом Р = 120 кН, если диаметр домкрата D = 200 мм, диаметр плунжера d = 20 мм, плечи приводного рычага a = 60 мм и b = 700 мм. Принять КПД насоса ηН = 0,65, КПД цилиндра ηЦ = 0,9.

Рист. 129

Задача 146

Определить мощность, потребляемую гидроцилиндром со следующими параметрами: нагрузка на штоке RН = 52 кН, скорость штока V = 15 см/с, рабочая площадь поршня S = 20 см2, сила трения в подвижных сочленениях RТР = 1,4 кН, коэффициент перетечек через уплотнение поршня . Определить КПД гидроцилиндра.

Задача 147

В гидроцилиндре (рис. 130) диаметром D = 60 мм поршень нагружен силой R = 20 кН. Найти скорость перемещения поршня от этой нагрузки при запертой поршневой полости. Давление в штоковой полости равно атмосферному. Радиальный зазор δ = 0,07 мм, ширина поршня b = 40 мм. Жидкость – минеральное масло (ν = 0,4 см2/с). Пренебречь силой жидкостного трения в зазоре, а также влиянием скорости движения поршня на расход в зазоре.

Рист. 130

Задача 148

Определить величину максимальной нагрузки R, преодолеваемой поршнем гидроцилиндра (рис. 131), и скорость поршня VП. Давление на выходе из насоса равно 16 МПа, подача насоса Q = 48 л/мин. Перепад давления на золотниковом распределителе Δр = 2 МПа. Жидкость – масло индустриальное И-50. Температура t = 50ºС. Диаметр поршня D = 140 мм штока d = 0,4D. Пренебречь трением поршня, утечками в напорной линии, потерями напора по длине и местными потерями, исключая потери в распределителе.

Рис. 131

Стоимость: 150 руб

Задача 149

В гидравлическом приводе (рис. 132) с дроссельным регулированием обязательным элементом является предохранительный клапан. Определить величину нагрузки R на поршне гидроцилиндра, при которой откроется предохранительный клапан, настроенный на 20 МПа. Подача насоса Q = 27 л/мин. Площадь сечения дросселя fДР = 4 мм2. Коэффициент расхода дросселя μ = 0,72. Жидкость минеральное масло (ρ = 900 кг/м3, ν = 0,4 см2/с), поршень имеет размеры: D = 50 мм штока d = 30 мм. Учитывать только потери в дросселе и распределителе ΔрР = 1,6МПа. Утечками жидкости в напорной магистрали пренебречь.

 Рист. 132

Задача 150

Определить максимальную скорость движения поршня гидроцилиндра (рис. 133), нагруженного силой R = 35 кН. Диаметр поршня D = 55 мм, штока d = 30 мм. Перепад давления в распределителе Δр = 1 МПа. Предохранительный клапан гидросистемы настроен на 25 МПа. Площадь проходного сечения дросселя fДР = 6 мм2, коэффициент расхода дросселя μ = 0,8, жидкость – глицерин, t = 40oС. Утечками жидкости в напорной магистрали пренебречь. Учесть потери в дросселе и распределителе.

 Рист. 133

Стоимость: 120 руб

Задача 151

Определить мощность холостого хода насоса, необходимую для отвода поршня в безаккумуляторном насосном приводе пресса (рис. 134). Вес подвижных частей поршня G = 104 Н, скорость отвода поршня VП = 0,2 м/с, длина подводящей и сливной магистралей l = 6 м, диаметр d = 0,03 м, перепад давления на золотнике ΔрЗОЛ = 2 · 105 Н/м2, диаметр поршня D = 0,2 м, диаметр штока dШТ = 0,12 м. Трением поршня и утечками жидкости пренебречь. Жидкость – масло индустриальное И-20 (t = 20°С). Магистрали – стальные.

 Рист. 134

Задача 152

Определить мощность насоса (рис. 135), необходимую для процесса объемной штамповки. Усилие прессования R принять постоянным и равным 106 Н, скорость прессования 0,05 м/с, перепад давления на золотнике ΔрЗОЛ = 2 · 105 Па. Диаметр поршня D = 300 мм, штока – dШТ = 0,6 D. Трением поршня, утечками и потерями энергии в трубопроводах пренебречь.

 Рист. 135

Задача 153

Определить угловую скорость и момент на гидроцилиндре поворотного действия (рис. 136), если подача насоса Q = 64 л/мин, а давление на выходе насоса рН=12·106 Па. Диаметры: D = 240 мм, d = 80 мм. Длина лопасти b = 300 мм. Падение давления в золотниковых окнах 3 · 105 Н/м2. Потерями напора в трубопроводе, трением в цилиндре и утечками пренебречь. Жидкость – минеральное масло АМГ-10 (ρ = 900 кг/м3). Температура t = 45°С.

 Рист. 136

Задача 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 пластины l = 400 мм, площадь окон золотника fЗОЛ = 5,0 мм2. Коэффициент расхода μ = 0,75. Потерями энергии в трубопроводах, утечками жидкости (минеральное масло, ρ = 900 кг/м3) и трением в цилиндре пренебречь.

 Рист. 136

Задача 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, ρ = 900 кг/м3.

 Рист. 137

Задача 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 λ = 0,025, подачу, напор и КПД насоса, если характеристика насоса при n = 1450 об/мин задана (см. табл. 1).

 Рист. 138

Задача 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 ζ3 = 3,5, и всасывающий клапан с сеткой, ζКЛ = 4,8. Коэффициент трения λ = 0,04. Рассчитать предельное значение высоты всасывания hВС, при которой обеспечивается бескавитационный режим работы насоса.

 Рист. 139

Стоимость: 150 руб

Задача 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 ζ3 = 4, всасывающего клапана ζВС = 5, эквивалентная шероховатость Δ = 0,1 мм. Определить напор и полную мощность насоса при подаче QН = 32 л/с.

 Рист. 140

Задача 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.

 Рист. 141

Задача 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).

 Рист. 14

Задача 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.

Рист. 143

Задача 162

Центробежный насос перекачивает воду в резервуар (рис. 144) H = 10 м, l1 = 10 м, 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).

144

Стоимость: 150 руб

Задача 163

Центробежный насос, верхняя точка которого расположена на уровне с отметкой 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.

 Рист. 145

Задача 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.

 Рист. 146

Задача 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 ζ = 12.

Рист. 147

Задача 166

Центробежный насос 1 (рис. 148) подает в конденсатор 5 паровой турбины морского судна охлаждающую забортную воду (ν = 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 ζ3 = 3, забортного клапана 2 ζ2 = 7, конденсатора 5 ζ5 = 8, задвижки 4 ζ4 = 2, коэффициент полезного действия насоса η = 0,8. Клапан 2 расположен выше ватерлинии на Н = 1 м. Трубопровод считать гидравлически гладким.

 Рист. 148

Задача 167

Насос (рис. 149) создает циркуляцию воды в замкнутой системе, состоящей из радиатора с коэффициентом сопротивления ζ = 20 и трех участков трубопровода с одинаковым диаметром d = 40 мм и общей длиной 4 = 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.

 Рист. 149

Задача 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 ζ = 6,5. При каком вакууме VА насосы будут создавать одинаковые напоры?

 Рист. 150

Задача 169

Центробежный насос (рис. 151) откачивает грунтовую воду (t = 10°C) 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 ζК = 5. Остальными сопротивлениями пренебречь. Материал трубопроводов – сталь.

 Рист. 151

Задача 170

При перекачке нефти (ρ = 860 кг/м3, ν = 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.

 Задача 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.

 Рист. 152

Задача 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 (Σζ1 = 2, λ1 = 0,025) и l2 = 30 м, d2 = 75 мм (Σζ2 = 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.

 Рист. 153

Задача 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%.

 Рист. 154

Задача 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).

 Рист. 155

Задача 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).

 Рист. 156

Задача 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 ζ1 = 6, в нагнетательном трубопроводе ζ2 = 4. Характеристика насоса представлена таблично (см. табл. 9).

 Рист. 157

Задача 177

Определить подачу QН (рис. 158) и мощность NДВ, потребляемую центробежным насосом при n = 3000 об/мин, если насос подает воду по шлангам (l1 = 6 м, d1 = 100 мм, λ1 = 0,025, ζ1 = 4 и l2 = 40 м, d2 = 90 мм, λ2 = 0,035, ζ2 = 10) на высоту НСТ = 16 м. Характеристика насоса при n = 3000 об/мин представлена таблично (см. табл. 10).

 Рист. 158

Задача 178

Из одного нефтехранилища в другое нефть (t = 20°С, ν = 3 сСт, ρ = 900 кг/м3) перекачивается тремя одинаковыми насосами, соединенными параллельно. Определить расход нефти при одном, двух и трех работающих насосах (рис. 159). Общая длина всасывающего и напорного стальных трубопроводов l = 10 км, диаметр d = 1000 мм. Местными гидравлическими сопротивлениями пренебречь. Принять статический напор равным НСТ = 40 м. Характеристика насоса 18НДс при n = 960 об/мин приведена в табл. 11.

 Рист. 159

Задача 179

Два одинаковых последовательно соединенных насоса подают воду (t = 20°С) в напорную башню (рис. 160). Определить расход воды и суммарный напор насосов при этом расходе, если общая длина труб l = 300 м, диаметр d = 200 мм, материал трубопроводов – сталь. Характеристика насоса 8 НДв при n = 960 об/мин представлена в табл. 12. Учесть потери в клапанной коробке, установленной на входе всасывающего трубопровода, другими местными потерями пренебречь.

 Рист. 160

Задача 180

Определить мощность насоса (рис. 161) при заданном расходе воды (t = 20°С) Q = 60 л/с, если h = 5 м, l = 10 м, d1 = 200 мм, d2 = 175 мм, d3 = 150 мм, Δz2 = 20 м, Δz3 = 10 м. Трубы стальные. Местными сопротивлениями пренебречь.

 Рист. 161

Задача 181

Характеристику центробежного насоса 10Д-6А, заданную для диаметра рабочего колеса D2 = 432 мм и частотой вращения n1 = 1450 об/мин, пересчитать на другой размер рабочего колеса D2 = 400 мм и другую частоту вращения n2 = 1800 об/мин. Характеристика насоса 10Д-6А при n1 = 1450 об/мин определена таблично (см. табл. 13).

Задача 182

Центробежный насос (рис. 162) перекачивает воду по трубопроводу (l = 5 м, d1 = 75 мм), который в узле А разветвляется на две линии диаметром d = 50 мм и длиной 2l каждая. Расход в правой ветви Q = 10 л/с при h = 1 м и z = 4 м. Определить мощность насоса N, принимая коэффициент трения в трубах λ = 0,03, суммарный коэффициент местных сопротивлений всасывающей линии ζВС = 4 и пренебрегая местными потерями в линии нагнетания. Указать сечение трубопровода для наименьшего давления насоса.

 Рист. 162

Задача 183

Заданную характеристику центробежного насоса 8НДв пересчитать на частоту вращения n2 = 960 об/мин. Характеристика этого насоса задана при частоте вращения n1 = 1450 об/мин таблично (см табл. 14). Определить, как изменится при этом мощность насоса. Характеристики представить в виде графиков.

Задача 184

Мощность, потребляемая центробежным насосом при перекачке воды из резервуара А в резервуар В составляет 240 кВт (рис. 163). Определить подачу и напор насоса, если коэффициент полезного действия насосной установки при заданных параметрах равен η = 0,72. Показания вакуумметра V = 0,8 ата, а показания манометра М = 630 кПа. Потерями напора на участке трубопровода от приборов до насоса пренебречь.

 Рист. 163

Задача 185

Центробежный насос (рис. 164) поднимает воду (t = 20°) по стальным трубопроводам общей длиной 4l = 80 м, диаметром d = 60 мм на высоту h = 10 м. Определить подачу насоса при полностью открытой задвижке (ζ2 = 0). Как изменится подача насоса, если задвижку частично закрыть (ζ2 = 12)? Характеристика насоса задана таблично (см. табл. 15).

 Рист. 164

Задача 186

Определить мощность и число оборотов приводного двигателя аксиально-поршневого насоса, необходимые для получения на валу гидромотора крутящего момента, равного 60 Нм (рис. 165), при скорости вращения 150 рад/с. Объемные постоянные насоса и гидромотора равны соответственно qН = 26 см3, qГМ = 42 см3. Объемный КПД насоса ηОН = 0,95, гидромотора ηОГМ = 0,98. Гидромеханический КПД насоса ηМН = 0,93, гидромотора ηМГМ = 0,92. Потерями напора в гидролиниях пренебречь.

 Рист. 165

Стоимость: 150 руб

Задача 187

Для изменения скорости вращения вала гидромотора в схеме гидростатической объемной передачи (рис. 166) использован регулируемый дроссель. Определить площадь открытия дросселя. Подача насоса Q = 60 л/мин. Давление на выходе насоса р = 107 Па. Коэффициент расхода дросселя μ = 0,65. Мощность, снимаемая с вала гидромотора, равна 3 кВт. Общий КПД гидромотора η = 0,94. Гидравлическими сопротивлениями в гидролиниях пренебречь. Плотность рабочей жидкости ρ = 900 кг/м3.

 Рист. 166

Задача 188

В приводе вращательного движения применен гидромотор с удельным расходом q = 70 см3. Подача насоса QН = 4,5 л/с (рис. 167). Между насосом и двигателем установлен щелевой дроссель, открытый до 40%. Максимальная площадь проходного сечения проходного сечения дросселя f = 25 мм2. Коэффициент расхода дросселя μ = 0,6. Потребляемая мощность насоса NН = 2,8 кВт. Пренебрегая потерями напора в системе, определить скорость вращения гидромотора, его полезную мощность и КПД гидросистемы, если КПД насоса ηН = 0,84, КПД гидромотора ηГМ = 0,86, плотность рабочей жидкости η = 900 кг/м3. Объемный КПД гидромотора ρОГМ = 1.

 Рист. 167

Стоимость: 180 руб

Задача 189

В схеме гидропривода вращательного движения дроссель установлен на выходе (рис. 168). Определить давление, развиваемое насосом, подачу и мощность насоса, если рабочий объем гидромотора V = 70 см3, nГМ = 1500 об/мин, крутящий момент на его валу М = 360 Нм. Перепад давления на дросселе ΔрДР = 2 · 105 Па. Потерями напора в гидролиниях и утечками жидкости пренебречь. Полагать, что расход через клапан QКЛ = 0, КПД насоса ηН = 0,92, гидромотора ηГМ = 0,88, его механический КПД ηМГМ = 0,9.

 Рист. 168

Задача 190

В приводе вращательного движения дроссель включен параллельно двигателю (рис. 169). Площадь отверстия дросселя f = 6 мм2, коэффициент расхода дросселя μ = 0,65, крутящий момент на валу гидродвигателя М = 10 Нм, расход жидкости (ρ = 800 кг/м3) Q = 50 л/мин, число оборотов n=900 об/мин. Перепад давления на участке от насоса до двигателя составляет Δр = 2 · 105 Па. Вычислить КПД гидропередачи, приняв КПД насоса ηН = 0,85. Потерями напора в гидролиниях слива и утечками жидкости пренебречь. Принять объемный КПД гидродвигателя ηОГД = 1, механический – η МГД = 0,85.

 Рист. 169

Задача 191

Рабочая жидкость (ρ = 890 кг/м3) через дроссель с проходным сечением f = 50 мм2 подается в гидромотор, преодолевающий момент кручения М = 70 Нм (рис. 170). Определить, какое давление должен обеспечивать насос, чтобы скорость вращения вала гидромотора равнялась ω = 120 рад/с. Объемная постоянная гидромотора q = 60см3. Потерями напора и утечками жидкости пренебречь. Коэффициент расхода дросселя μ = 0,7.

 Рист. 170

Задача 192

При максимальном открытии дросселя fДР = 12 мм2 гидродвигатель вращается со скоростью ω = 60 рад/с (рис. 171). Крутящий момент на валу гидромотора равен М = 40 Нм. Объемная постоянная гидромотора q = 16 см3. Вычислить потребляемую насосом мощность, если КПД насоса ηН = 0,8, а гидромотора ηГМ = 0,86. Коэффициент расхода дросселя μ = 0,62, плотность жидкости ρ = 800 кг/м3. Потерями напора в гидролиниях и утечками жидкости пренебречь. Объемный КПД гидромотора ηОГМ = 1, механический ηМГМ = 0,86.

 Рист. 171

Задача 193

В объемном гидроприводе два соединенных параллельно гидромотора развивают мощности N1 = 1 кВт и N2 = 2 кВт (рис. 172). Крутящий момент, передаваемый каждым двигателем, равен 100 Нм. Выходное давление насоса равно 107 Па. Определить подачу насоса и число оборотов гидромоторов, если объемные и гидромеханические КПД гидромоторов равны соответственно: ηО1 = ηО2 = 0,95 и ηМ1 = ηМ2 = 0,92. Потерями напора в сливном и нагнетательном трубопроводах пренебречь.

 Рист. 172

Стоимость: 180 руб

Задача 194

В гидроприводе вращательного движения гидромоторы 1 и 2 соединены последовательно (рис. 173). Подача насоса Q = 120 л/мин. Давление на выходе рН = 10 МПа. Определить мощность, снимаемую с вала первого и второго гидромоторов, если их рабочие объемы равны соответственно: q1 = 16 см3/об и q2 = 32 см3/об. Момент на валу второго гидромотора равен М2 = 24 Нм. Объемный и гидромеханический КПД гидромоторов ηО1 = ηО2 = 0,95, ηМ1 = ηМ2 = 0,92. Потерями напора в гидролиниях пренебречь.

 Рист. 173

Задача 195

Для привода шестеренного насоса электрический двигатель (рис. 174) затрачивает мощность NДВ = 7 кВт. Насос приводит во вращение пластинчатый гидромотор со скоростью n = 1400 об/мин. На валу гидромотора создается момент М = 40 Нм. Определить КПД насоса, если полный КПД гидромотора ηГМ = 0,91. Потерями напора в гидролиниях и утечками жидкости пренебречь.

 Рист. 174

Стоимость: 120 руб

Задача 196

Определить коэффициент полезного действия объемной гидравлической передачи, состоящей из насоса и гидромотора. Общий КПД насоса ηН = 0,92. Момент на валу гидромотора М = 35 Нм. Удельный рабочий объем гидромотора qГМ = 24 см3/об, его объемный КПД ηО = 0,85, гидромеханический КПД ηГМ = 0,95. Потерями напора в гидролиниях пренебречь.

Стоимость: 120 руб

Задача 197

Определить мощность, потребляемую шестеренным насосом системы смазки (рис. 175), который подает масло (ν = 2 Ст, относительная плотность δ = 0,92) с расходом Q = 60 л/мин. КПД насоса η = 0,85. Длина стального всасывающего трубопровода l = 5 м, напорного 10 · l, диаметр d = 30 мм, шероховатость Δ = 0,1 мм. Входное сечение насоса расположено ниже свободной поверхности в баке на h = 2 м. Местные потери принять равными 10% от потерь на трение по длине. Определить давление на входе в насос.

 Рист. 175

Стоимость: 180 руб

Задача 198

Шестеренный насос (рис. 176) перекачивает нефть из бака в цистерну, уровень которой выше выходного сечения насоса на h = 6 м. Определить, как изменится мощность, потребляемая насосом, если температура возрастет с 10°С до 45°С. Длина стального трубопровода l = 100 м, d = 25 мм, подача насоса Q = 90 л/мин. Считать, что КПД равен 0,82 и не изменяется при изменении температуры масла. Местными потерями напора пренебречь.

 Рист. 176

Задача 199

Для объемной гидростатической передачи, состоящей из насоса, приводного двигателя и гидромотора, определить полезную мощность на валу гидромотора. Мощность приводного двигателя насоса N = 5 кВт, КПД насоса ηН = 0,78, КПД гидромотора ηГМ = 0,87. Потерями напора в гидролиниях и утечками жидкости пренебречь.

Задача 200

Стенд с рекуперацией мощности (рис. 177) состоит из двух однотипных объемных гидромашин, установленных на одном электродвигателе и насосе подпитки. Определить мощность насоса подпитки при давлении в напорной линии стенда р = 6 МПа. Рабочий объем гидромашин стенда q = 42 см/об число оборотов вала электродвигателя n = 960 об/мин. Гидромеханический КПД гидромашин ηГМ = 0,88. Потерями напора в гидролиниях пренебречь.

 Рист. 177

Задача 201

Стенд (рис. 178) с рекуперацией мощности состоит из двух однотипных объемных гидромашин, установленных на валу электродвигателя, и подпиточного насоса. Определить мощность электродвигателя, если давление насоса подпитки р = 107 Па. Рабочий объем установленных гидромашин q = 32 см3/об, гидромеханический КПД ηГМ = 0,92 для обеих гидромашин, n = 1000 об/мин.

 Рист. 178

Задача 202

Гидравлический стенд (рис. 178) с циркуляцией мощности предназначен для испытания гидромашин с различными объемными постоянными. Испытываемые гидромашины соединяются валами и от подпиточного насоса жидкость подается в напорную магистраль. Нагружение гидромашин осуществляется регулированием дросселя. Определить давление подпитки, если перепад давлений на дросселе Δр = 2 · 105 Па. Объемная постоянная гидромотора qГМ = 30 см3/об, а насоса qН = 22 см3/об, гидромеханический КПД насоса и гидромотора одинаковы ηГМЕХ = 0,9. Падением напора в гидролиниях пренебречь.

 Рист. 178

Задача 203

Мощность N = 30 кВт передается потоком жидкости от насоса к гидродвигателю по горизонтальному трубопроводу (рис. 179) длиной l = 500 м, диаметром d = 30 мм при расходе Q = 200 л/мин. Найти величину мощности, теряемой в трубопроводе, и полную мощность, снимаемую с вала гидромотора, если его КПД равен η = 0,8. Жидкость – масло АМГ-10, коэффициент трения λ = 0,03.

 Рист. 179

Задача 204

Определить, какую мощность следует затратить приводному двигателю насоса (рис. 180), чтобы на валу гидромотора получить мощность 5 кВт. Длина напорного трубопровода l = 100 м, диаметр трубопровода d = 25 мм, расход жидкости Q = 120 л/мин, коэффициент полезного действия насоса η Н = 0,92, гидромотора ηГМ = 0,93. Коэффициент трения λ = 0,025, жидкость – масло И-20 при температуре t = 40°C.

 Рист. 180

Задача 205

Стенд (рис. 181) для форсированных испытаний гидромоторов включает дроссель, насос, гидромотор и предохранительный клапан. Определить мощность насоса, если площадь открытого дросселя f = 8,6 мм2, момент на валу гидромотора М = 50 Нм, число оборотов гидромотора n=1000 об/мин, давление перед дросселем 3 МПа, гидромеханический КПД гидромотора ηГМ = 0,85, объемный КПД ηО = 0,82, коэффициент расхода дросселя μ = 0,72. Рабочая жидкость – минеральное масло (ν = 80 сСт). Потерями напора в гидролиниях пренебречь.

 Рист. 181

Задача 206

Определить необходимое число оборотов вала электродвигателя стенда (рис. 182) для форсированных испытаний гидромоторов. Перепад давления на дросселе ΔрДР = 3 · 106 Па. Площадь открытия дросселя fДР = 7,8 мм2. Коэффициент расхода μ = 0,75. Объемный КПД насоса ηОН = 0,92, гидромотора ηОГМ = 0,9. Рабочий объем насоса qМ = 12 см3/об. Жидкость – индустриальное масло И-30, температура масла t = 40°C.

 Рист. 182

Задача 207

Для регулирования скорости вращения гидромотора (рис. 183) в гидроприводе использован регулируемый дроссель, установленный между насосом и гидромотором. Определить площадь открытия дросселя, если давление насоса и подача насоса: р = 8 · 106 Па, Q = 72 л/мин. Момент на валу гидромотора М = 10 Нм.

Его рабочий объем q = 45 см3/об, гидромеханический КПД η = 0,85. Потерями напора в гидролиниях и утечками жидкости пренебречь. Жидкость – масло АМГ-10. Коэффициент расхода дросселя μ = 0,7.

 Рист. 183

Задача 208

Дроссель (рис. 184), установленный в гидросхеме параллельно гидродвигателю, позволит регулировать его скорость вращения. Определить число оборотов гидромотора, если подача насоса Q = 80 л/мин, момент на валу гидромотора М = 8 Нм, рабочий объем гидромотора q=35 см3/об, ηО = 0,9, площадь открытия дросселя fДР=8 мм2. Потерями напора и утечками в гидролиниях, дросселе и гидромоторе пренебречь. Жидкость – масло, ρ = 900 кг/м3, температура t = 50°С. Механический ГПД гидромотора ηМГМ = 0,92, коэффициент расхода дросселя μ = 0,6.

 Рист. 184

Стоимость: 180 руб

Задача 209

Определить коэффициент полезного действия насоса в объемной гидропередаче (рис. 185), если эффективная мощность гидромотора NЭФ = 3,4 кВт. Объемный и гидромеханический КПД ηО =0,9, ηГМ = 0,92 соответственно. Мощность, потребляемая насосом NН = 3,8 кВт.

 Рист. 185

Задача 2-10

Определить мощность электродвигателя для привода шестеренного насоса с полезной подачей Q = 500 см3/с и моментом на валу М = 100 Нм. Параметры насоса: модуль шестерен m = 2,8 мм, диаметр начальной окружности DН = 28 мм, ширина шестерен b = 16 мм. Объемный КПД насоса ηО = 0,85, гидромеханический ηГМ = 0,92.

Задача 2-11

Определить рабочий объем, подачу и выходное давление пластинчатого насоса однократного действия (рис. 186), необходимые для передачи момента на гидродвигателе МД = 5 Нм, при вращении его со скоростью n = 500 об/мин. Рабочий объем гидромотора qГМ = 40 см3/об, объемный и гидромеханический КПД ηО = ηГМ = 0,85. Конструктивные параметры насоса: диаметр статора D = 100 мм, ширина пластин b = 32 мм, максимальный эксцентриситет e = 6 мм. Потерями напора в гидролиниях пренебречь. Полагать, что пластины – радиальные и пренебречь их толщиной.

 Рист. 186

Стоимость: 90 руб

Задача 2-12

Объемная гидростатическая передача (см. рис. 186) состоит из регулируемого аксиально-поршневого насоса и гидромотора. Определить скорость вращения гидромотора, если величина эксцентриситета насоса изменяется от 9 мм до 6 мм. Рабочий объем гидромотора q = 24 см3/об, объемный КПД ηОГМ = 0,95. Параметры насоса имеют следующие значения: число оборотов n = 900 об/мин, диаметр поршня d = 25 мм, число цилиндров z = 7. Объемный КПД насоса ηОН = 0,92.

 Рист. 186

Задача 2-13

Определить подачу радиально-поршневого насоса со следующими конструктивными параметрами: число цилиндров z = 5, диаметр поршня d = 30 мм, максимальный эксцентриситет e = 10 мм. Число оборотов n = 1200 об/мин, объемный КПД насоса ηО = 0,925.

Задача 2-14

Давление в напорном трубопроводе аксиально-поршневого насоса (рис. 187) рН = 20 МПа, диаметр поршней d = 15 мм, количество поршней z = 9, угол наклона диска γ = 30°. Рассчитать максимальную и минимальную величины составляющей N сил давления жидкости, воспринимаемых наклонным диском. Колебания давления во внутренних полостях насоса не учитывать.

 Рист. 187

Задача 2-15

Рассчитать величину хода поршней, рабочий объем и расчетную подачу аксиально-поршневого насоса. Диаметр поршней d = 18 мм, диаметр окружности расположения поршней в цилиндрическом блоке DБ = 80 мм, угол наклона диска γ = 30°, число поршней z = 7, частота вращения n = 2500 об/мин. Изменение угла между шатунами и осью вращения блока цилиндров, обусловленное кинематикой шатунного привода поршней, не учитывать.

Задача 2-18

Определить момент, необходимый для открытия дискового затвора диаметром d = 1 м и выяснить, как влияет на искомый момент избыточное давление, измеряемое манометром. Моментом трения в опорных узлах пренебречь. Как изменится искомый момент, если вода будет и с другой стороны затвора?

Часть задач есть решенные, 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 *