Гидравлика Миронов А.В. (Вариант №50). Контрольная работа по дисциплине Гидравлика Вариант 50 студент группы ндбз 182 Миронов А. В
 Скачать 0.72 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт заочно-вечернего обучения Кафедра общеобразовательных дисциплин Контрольная работа по дисциплине «Гидравлика» Вариант № 50 Выполнил: студент группы НДбз 18-2 Миронов А.В. Проверил преподаватель: Нижегородов А. И. Иркутск 2020 г. Задача 1 Автоклав объемом 25 л наполнен жидкостью и закрыт герметически. Коэффициент температурного расширения жидкости α, её модуль упругости Е. Определить повышение давления в автоклаве при увеличении температуры на величину Т. Объемной деформацией автоклава пренебречь. Дано: α = 956 · 10-6 1/ºС Е = 1,48 · 109 Па Т = 19,9 ºС. Решение: Температурное расширение жидкости при е. нагревании характеризуется коэффициентом температурного расширения α, который показывает относительное увеличение объема жидкости при изменении температуры Т на 1ºС:  Учитывая, что  , найдем V2:  Коэффициент объемного сжатия β:  где ΔV – изменение объема V1, соответствующее изменению давления на величинуΔp: ΔV = V2 – V1 = 25,476 – 25 = 0,476 л. Откуда определим повышение давления в автоклаве:  Величина, обратная коэффициенту β, называется модулем упругости:  Тогда коэффициент объемного сжатия  Повышение давления в автоклаве:  Ответ:  Задача 6 (рис. 10). Круглое отверстие между двумя резервуарами закрыто конической крышкой с размерами D и L. Закрытый резервуар заполнен водой, а открытый – жидкостью Ж. К закрытому резервуару сверху присоединен мановакуумметр MV, показывающий манометрическое давление рм или вакуум рв. Температура жидкостей 20°С, глубины h и Н. Определить силу, срезывающую болты А, и горизонтальную силу, действующую на крышку. Силой тяжести крышки пренебречь. Векторы сил показать на схеме.
Решение: Плотность жидкостей при температуре 20 °С: - воды, ρв = 998 кг/м3; - бензина ρбен = 745 кг/м3. Площадь проекции конической крышки на вертикальную плоскость ω =  =  = 0,322 м2.Объем конической крышки (тела давления) W =  =  = 0,0568 м3.Результирующая горизонтальная сила давления на коническую крышку Pг = Pг2 – Pг1, где Pг1 – горизонтальная сила давления с левой стороны Pг1 = (– pв + ρвgh)ω; где Pг2 – горизонтальная сила давления с правой стороны Pг2 = ρбенgHω; Pг = Pг2 – Pг1 = (ρбенgHω) – (–pв + ρвgh)ω = = (745 · 9,81 · 2,75 · 0,322) – (– 28900 + 998 · 9,81 · 2,15) · 0,322 = = 6471,63 + 2527,92 ≈ 9000 Н. Вертикальная составляющая равна весу воды в объеме тела давления (сила, направленная вниз) Pв1 = ρвgW ; Вертикальная сила давления, создаваемая бензином (сила, направленная вверх) Pв2 = ρбенgW ; Результирующая вертикальная сила давления (срезающая болты) на коническую крышку Pв = Pв1 – Pв2 = ρвgW – ρбенgW = (ρв – ρбен)gW = (998 – 745) · 9,81 · 0,0568 ≈ ≈ 141 Н. Ответ: Pг = 9000 Н; Pв = 141 Н.               Ответ: d = 38 мм. Задача 20 (рис. 24). Рабочая жидкость – масло Ж (веретенное), температура которого 50°С, из насоса подводится к гидроцилиндру Ц через дроссель ДР. Поршень цилиндра со штоком перемещается против нагрузки F со скоростью Vп. Вытесняемая поршнем жидкость со штоковой полости попадает в бак В через сливную линию, длина которой равна lc, а диаметр равен dc. Определить внешнюю силу F, преодолеваемую штоком при его движении. Давление на входе в дроссель определяется показанием манометра М, а противодавление в штоковой полости цилиндра – потерями давления в сливной линии. Коэффициент расхода дросселя принять равным µ = 0,64 , а диаметр отверстия дросселя dд. Диаметр поршня Dп, а диаметр штока Dш. КПД гидроцилиндра: объемный η0 = 0,1, механический ηм.
Решение: Физические свойства масла индустриального 12 при 50°С (см. Приложение 1): - плотность ρ = 883 кг/м3; - кинематическая вязкость ν = 0,144 Ст = 0,144 ∙ 10-4 м2/с. Определим входной расход масла:  Условия расхода жидкости через дроссель:  Откуда, найдем давление масла за дросселем (в поршне слева):   Определим расход масла через сливную линию:   Скорость движения масла в сливной линии:  Определим число Рейнольдса в сливной линии:  Определим коэффициент гидравлического трения в сливном трубопроводе за формулой Блазиуса:  Давление в штоковой полости цилиндра:  Составим уравнения равновесия сил приложение к поршню, учитывая механические потери:  Откуда, найдем внешнюю силу F:    Ответ: F = 9005 Н.  Задача 22.5. (рис.26). Центробежный насос, характеристика которого задана (табл.2), подает воду на геометрическую высоту Hг. Температура подаваемой воды T = 20C. Трубы всасывания и нагнетания соответственно имеют диаметр dв и dн, а длину lв и lн. Эквивалентная шероховатость э = 0,06 мм. Избыточное давление в нагнетательном резервуаре в процессе работы насоса остается постоянным и равно р0.При построении характеристики насосной установки из местных гидравлических сопротивлений учесть плавные повороты труб с радиусами R= 2d, сопротивление задвижки с коэффициентом местного сопротивления з и вход в резервуар. Найти рабочую точку при работе насоса на сеть. Определить, как изменяются напор и мощность насоса при уменьшении задвижкой подачи воды на 20%. Таблица 2
Дано: вода; Т = 20°С; = 998 кг/м3; ν = 0,010∙10-4 м2/с Hг = 3 м; lв = 6 м; lн = 17 м; dв = 32 мм = 0,032 м; dн = 16 мм = 0,016 м; Р0 = 30 кПа = 30∙103 Па; з = 0,50; э = 0,06 мм = 0,00006 м; вх = 1; пов = 0,33 Определить: См. условие Решение: Решаем задачу для Q = 1,9 л/с = 0,0019 м3/с Скорости движения жидкости в трубопроводах:   ,  Определим потери напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах. Потери на линии всасывания:  Для определения  необходимо установить режим движения жидкости, для этого найдем число Рейнольдса по формуле: - турбулентный режим движения жидкостиОпределим по формуле Альтшуля: , где:  - коэффициент шероховатости трубы. , следовательно, Потери на линии нагнетания:  Для определения необходимо установить режим движения жидкости, для этого найдем число Рейнольдса по формуле: - турбулентный режим движения жидкостиОпределим по формуле Альтшуля: , где: - коэффициент шероховатости трубы. следовательно, Найдем характеристику трубопроводов:   ,   ,  , следовательно,  Уравнение кривой имеет вид:  Задаваясь значениями Q, получаем Нтр. Данные записываем в таблицу 3. Таблица 3
На пересечении кривых напора и характеристики трубопроводов находим рабочую точку (рис. 1).  ,  ;  (рисунок 1 точка Р)Найдем мощность на валу насоса:   При уменьшении подачи на 20% получаем:  ,  ;  (рисунок 1 точка 1)   Рис.1 |
