|
Гидравлические машины и гидропневмопривод
филиал федерального государственного бюджетного образовательного
учреждения высшего образования
«Российский государственный университет нефти и газа
(национальный исследовательский университет)
имени И.М. Губкина» в г. Оренбурге
(филиал РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина в г. Оренбурге)
Контрольная работа
Дисциплина: «Гидравлические машины и гидропневмопривод»
Выполнил: студент
Журавлев Д.С.
Группа: ОРБз-14-01
Проверил: преподаватель
Емец М. Н.
Оренбург 2018 вариант 1
1. Поршень диаметром = 280 мм движется равномерно вниз в цилиндре, подавая жидкость Ж в открытый резервуар с постоянным уровнем. Диаметр трубопровода = 90 мм, его длина = 15 м. Когда поршень находится ниже уровня жидкости в резервуаре на , потребная для его перемещения сила равна = 19000 H. Определить скорость поршня и расход жидкости в трубопроводе. Построить напорную и пьезометрическую линии для трубопровода. Коэффициент гидравлического трения трубы принять . Коэффициент сопротивления входа в трубу , Коэффициент сопротивления выхода в резервуар .
![](35774_html_m745a6066.png)
К задаче 1
Дано;
D= 280 мм;
d = 90 мм;
= 15 м;
;
F= 19000 H;
;
;
![](35774_html_2e63d4ae.gif)
|
| Решение:
1. Выделим в заданной схеме 2 сечения (рис. 5):
· 1 – 1 – проходит под поршнем;
· 2 – 2 – проходит по свободной поверхности жидкости в резервуаре;
Плоскость сравнения 0 – 0 принимаем по нижнему краю поршня. 2. Составим уравнение Бернулли для сечений 1 – 1 и 2 – 2:
![](35774_html_m4036e9fd.png)
где Ра = 101325 Па – нормальное атмосферное давление;
Потери напора:
![](35774_html_m6dfe74f4.png)
V – скорость потока в трубопроводе.
Из данного уравнения определяем скорость потока:
![](35774_html_6a2af4c1.png)
![](35774_html_m34997f86.png) V = 8,09 м/с Используя полученную скорость, определяем искомый расход воды в системе по формуле:
![](35774_html_m5c1cf7a.png)
Q = 0,051 м3/с.
3. Используя полученный расход, определяем скорость движения поршня в цилиндре из формулы:
![](35774_html_6b5564fa.png)
Vп = 0,84 м/с
4. Для построения напорной линии определяем потери напора:
· у входа в трубопровод:
![](35774_html_mc7fa308.png)
∆h1= 1,65 м;
· на выходе из трубопровода:
![](35774_html_67eea7c8.png)
∆h2= 14,47 м;
5. Для построения пьезометрической линии определяем скоростной напор:
Нск =![](35774_html_4e2119e9.png)
Нск = 3,30 м Ответ: V= 8,09 м/с, Q = 0,051 м3/с, данные для постройки напорной и пьезометрической линии трубопровода приведены в 4 и 5
| Найти:
V - ? Q - ?
|
| 2. При испытании насоса получены следующие данные: избыточное давление на выходе из насоса p2 = 0,25 МПа; вакуум перед входом в насос hвак = 294 мм рт. ст.; подача Q = 3,5 л/с; крутящий момент на валу насоса М = 21 Н·м; частота вращения вала насоса n = 400 мин-1. Определить мощность, развиваемую насосом, потребляемую мощность и к.п.д. насоса. Диаметры всасывающего и напорного трубопроводов считать одинаковыми.
Дано;
p2 = 0,25 МПа;
hвак = 294 мм рт. ст.;
Q = 3,5 л/с;
М = 21 Н·м;
n = 400 мин-1;
|
| Решение:
Полезная мощность (мощность сообщаемая насосом жидкости)
![](35774_html_6a5c4b87.png)
Nп = 0,74 кВт
Потребляемая мощность:
![](35774_html_6a5c4b87.png)
Nпотр = 0,88 кВт
![](35774_html_6a5c4b87.png)
К.п.д. = 0,84
Ответ: Nп = 0,74 кВт, Nпотр = 0,88 кВт, К.п.д. = 0,84
| Найти:
Nп - ? Nпотр - ? К.п.д. - ?
|
| 3. Определить характеристики гидропривода с дроссельным регулированием. Дроссель включен последовательно на входе. Максимальная подача насоса Q = 3 л/с. Нагрузка на шток поршня F = 7,5·103H. Площадь поршня Sп = 80 см2. Давление настройки сливного клапана pк = 5 МПа.
Дано;
Q = 3 л/с;
F = 7,5·103H;
Sп = 80 см2;
pк = 5 МПа.
|
| Решение:
Так как давление создаваемое насосом равно давлению сливного клапана:
pн = рк
Тогда полезная мощность насоса равна:
![](35774_html_m19a77642.gif)
Nн. пол = 15 кВт
Перепад давления на поршне:
![](35774_html_m3f75743.gif)
∆рд = 937500 Па = 0,94 МПа
Диаметр поршня равен:
![](35774_html_5c80aa44.gif)
d = 10,09 см
Скорость движения поршня в цилиндре:
![](35774_html_1d7fc24.gif)
v = 0,375 м/с
Ответ: Nн. пол = 15 кВт, ∆рд = 0,94 МПа, d = 10,09 см, v = 0,375 м/с
| Найти:
Nн. пол - ?, ∆рд - ?, d - ?, v - ?
|
| 4. Центробежный насос системы охлаждения двигателя имеет рабочее колесо диаметром D2 = 100 мм с семью радиальными лопатками (β2 = 90°); диаметр окружности входа D1 = 70 мм. Какую частоту вращения нужно сообщить валу этого насоса при работе на воде для получения давления насоса р= 3 МПа? Гидравлический к.п.д. насоса ηг = 0,8.
Дано;
D2 = 100 мм;
β2 = 90;
D1 = 70 мм;
р= 3 МПа;
z = 7;
ηг = 0,8.
|
| Решение:
Заданное давление равно напору насоса:
Нн = р/(ρg)
Нн = 305,8 м.
Действительный напор центробежного насоса определяется соотношением:
Нн = η г Кz Н т ∞,
где: Кz – коэффициент влияния числа лопаток; Н т ∞ - теоретический напор центробежного насоса.
![](35774_html_m31639b54.png)
Кz = 0,884. Н т ∞ = Нн / (η г Кz)
Н т ∞ = 432 м.
При β2 = 900 и с учетом того , что r2 = D2 /2 = 50 мм – радиус рабочего колеса,
Н т ∞ = (ω r2)2/g,
получим:
![](35774_html_5ad19225.png)
ω = 1302 рад/с.
Частота вращения, n (об/мин): n = 30 ω/π
n = 12440 об/мин. Ответ: n = 12440 об/мин.
| Найти:
n - ?
|
|
5. Пластинчатый насос имеет следующие размеры: диаметр внутренней поверхности статора D = 80 мм, эксцентриситет е = 8 мм, толщина пластин δ = 2 мм, ширина пластин b = 20 мм. Определить мощность, потребляемую насосом при частоте вращения п = 1450 об/мин и давлении на выходе из насоса р = 5 МПа Механический к.п.д. принять равным ηм = 0,9.
![](35774_html_m44226f08.jpg)
К задаче 5
Дано;
D = 80 мм;
е = 8 мм;
δ = 2 мм;
b = 20 мм;
п = 1450 об/мин;
р = 5 МПа;
ηм = 0,9
|
| Решение:
Теоретическая подача пластинчатого насоса:
Qт = 2 b e n (π D – z δ)
Число пластин z = 5
Qт = 1,86.10-3 м3/с
Фактическая подача насоса:
Q = Qт
Полезная мощность, развиваемая насосом:
Nпол = Р Q
Nпол = 9,36 кВт.
Потребляемая (затрачиваемая) мощность:
Nпот = Nпол/ ηм
Nпот = 10,36 кВт. Ответ: Nпот = 10,36 кВт
| Найти:
Nпот - ?
|
| 6. 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 = 200 Н·м, если известно: максимальное давление на входе в гидромотор pmax = 40 МПа; расход подводимой жидкости Q = 25 л/мин; объемный к.п.д. гидромотора ηо = 0,9 при рmах; механический к.п.д. при том же давлении ηм = 0,92.
Дано;
М = 200 Н·м;
pmax = 40 МПа;
Q = 25 л/мин;
ηо = 0,9;
ηм = 0,92.
|
| Решение:
Частота вращения вала гидромотора определяется по формуле
![](35774_html_512d2c24.png)
где Q – расход жидкости, подведенной к гидромотору. Момент, развиваемый на валу гидромотора, равен
Выразим V и подставив в формулу нахождения частоты, получим:
![](35774_html_4e4d3d65.png)
n = 10,98 c-1 Ответ: n = 10,98 c-1
| Найти:
n - ?
|
|
![](35774_html_m2799d9b.gif) ![](35774_html_m79e87b3.gif) ![](35774_html_m3f96a461.gif) |
|
|