Лопастные гидромашины и гидродинамические передачи

Эти задачи можно купить здесь или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Задача 1

Определить величину и направление силы F, приложенной к штоку поршня для удержания его на месте. Справа от поршня находится воздух, слева от поршня и в резервуаре, куда опущен открытый конец трубы, – жидкость Ж (рис. 1). Показание пружинного манометра p_м.

Задача 4

Замкнутый резервуар разделен на две части плоской перегородкой, имеющей квадратное отверстие со стороной а, закрытое крышкой (рис. 4). Давление над жидкостью Ж в левой части резервуара определяется показаниями манометра p_м, давление воздуха в правой части – показаниями мановакуумметра p_в. Определить величину и точку приложения результирующей силы давления на крышку.

Задача 8

Жидкость Ж подается в открытый верхний бак по вертикальной трубе длиной l и диаметром d за счет давления воздуха в нижнем замкнутом резервуаре (рис. 8). Определить давление pвоздуха, при котором расход будет равен Q. Принять коэффициенты сопротивления: вентиля ξ_в = 8,0; входа в трубу ξ_вх = 0,5; выхода в бак ξ_вых = 1,0. Эквивалентная шероховатость стенок трубы k_э = 0,2 мм.

Задача 13

На поршень диаметром D действует сила F (рис. 11). Определить скорость движения поршня, если в цилиндре находится вода, диаметр отверстия в поршне d, толщина поршня a. Силой трения поршня о цилиндр пренебречь, давление жидкости на верхнюю плоскость поршня не учитывать.

Задача 14

Определить длину трубы l, при которой расход жидкости из бака будет в два раза меньше, чем через отверстие того же диаметра d. Напор над отверстием равен H. Коэффициент гидравлического трения в трубе принять λ = 0,025 (рис. 12).

Задача 17

Из бака А, в котором поддерживается постоянный уровень, вода протекает по цилиндрическому насадку диаметром d в бак В, из которого сливается в атмосферу, по короткой трубе диаметром D, снабженной краном (рис. 13). Определить наибольшее значение коэффициента сопротивления крана ξ_к, при котором истечение из насадка будет осуществляться в атмосферу. Потери на трение в трубе не учитывать.

Задача 22

Центробежный насос производительностью Q работает при частоте вращения n (рис. 16). Определить допустимую высоту всасывания, если диаметр всасывающей трубы d, а ее длина l. Коэффициент кавитации в формуле Руднева принять равным C. Температура воды t = 20ºС. Коэффициент сопротивления колена ξ_к = 0,2. Коэффициент сопротивления входа в трубу ξ_вх = 1,8. Эквивалентная шероховатость стенок трубы k_э = 0,15 мм.

Задача 23

Центробежный насос подает воду в количестве Q из колодца в открытый напорный бак по трубе диаметром d на геодезическую высоту H_г. Определить коэффициент быстроходности и коэффициент полезного действия насоса, если мощность на валу насоса N_е, частота вращения n, а суммарный коэффициент сопротивления системы (сети) ζ_с = 12.

Задача 25

Определить производительность и напор насоса (рабочую точку) при подаче воды в открытый резервуар из колодца на геодезическую высоту H_г по трубопроводу диаметром d, длиной l с коэффициентом гидравлического трения λ = 0,03 и эквивалентной длиной местных сопротивлений l_экв = 8 м.

Как изменится подача и напор насоса, если частота вращения рабочего колеса уменьшится на 10%?

Данные, необходимые для построения характеристики Q – H центробежного насоса:

Задача 30

Поршневой насос простого действия с диаметром цилиндра D, ходом поршня S, числом двойных ходов в минуту n и объемным КПД η_об = 0,9 подает рабочую жидкость в систему гидропривода. При какой частоте вращения должен работать включенный параллельно шестеренный насос с начальным диаметром шестерен d_н, шириной шестерен b, числом зубьев z = 30 и объемным КПД η_об = 0,86, чтобы количество подаваемой жидкости удвоилось?

Задача 34

Определить полезную мощность насоса объемного гидропривода, если внешняя нагрузка на поршень силового гидроцилиндра F, скорость рабочего хода V, диаметр поршня D₁, диаметр штока D₂ (рис. 20). Механический коэффициент полезного действия гидроцилиндра η_мех = 0,96, объемный коэффициент полезного действия гидроцилиндра η_об = 0,97. Общая длина трубопровода системы l; диаметр трубопроводов d; суммарный коэффициент местных сопротивлений ζ_с = 20. Рабочая жидкость в системе – спиртоглицериновая смесь (γ = 12100 Н/м³; ν = 1,2 см²/с).

Указание. Напор насоса затрачивается на перемещение поршня, нагруженного силой F, и на преодоление гидравлических потерь в трубопроводах системы.

Задача 40

Пользуясь характеристикой гидромуфты, определить расчетный и максимальный моменты, передаваемые ею, а также передаточное отношение, коэффициент полезного действия и скольжение при этих режимах, если активный диаметр гидромуфты D, частота вращения ведущего вала n₁, рабочая жидкость – трансформаторное масло. Как изменяются передаваемые крутящий момент и мощность, если частоту вращения ведущего вала увеличить в полтора раза?

Задача 41

Пользуясь характеристикой, приведенной в задаче 40, определить активный диаметр и построить внешнюю (моментную) характеристику гидромуфты, предназначенной для работы с асинхронным электродвигателем, развивающим максимальный крутящий момент М_д.макс при частоте вращения n_д. Рабочая жидкость – минеральное масло.

Характеристика гидромуфты:

У к а з а н и е. Активный диаметр может быть определен по уравнению моментов совмещением режимов гидромуфты при i = 0 и электродвигателя при М_д.макс.