Фонд оценочных средств. ФОС МТО 2020. ОП. 15 Гидравлические и пневматические системы
 Скачать 1.58 Mb.
|
|
ОП.15 Гидравлические и пневматические системы Структура КОС В КОС по учебной дисциплине ОП.15 Гидравлические и пневматические системы включены: – текущий контроль успеваемости; – промежуточная аттестация. Формы текущего контроля: – опрос (устный, письменный); – контрольная работа. Основная форма проведения промежуточной аттестации ОП.15 Гидравлические и пневматические системы – дифференцированный зачет. Текущий контроль успеваемости – проверка усвоения учебного материала Текущий опрос (устный или письменный) Проверка теоретических знаний по учебной дисциплине ОП. 15 Гидравлические и пневматические системы проводится в форме фронтального опроса студентов. Перед проведение фронтального опроса студентам предоставляется 5-10 минут для повторения учебного материала. Ответ на поставленный вопрос преподавателя студент дает без предварительной подготовки по существу, при необходимости преподаватель использует дополнительные вопросы. Примеры вопросов для устного опроса студентов: Какие силы действуют на жидкость находящуюся в покое? В чем состоит явление гидростатического парадокса? Что такое гидростатическое давление? В чем состоят свойства сообщающихся сосудов? О чем гласит закон Архимеда? В чем состоят задачи и объект изучения гидродинамики? В чем состоит сущность уравнения неразрывности потока? Что выражает уравнение Бернулли? Его физический смысл, размерность членов? Что называется гидростатическим напором? Что такое поток жидкости? Что называется гидравлической машиной и гидроприводом? Отличительные особенности объемных и динамических машин. Каково устройство и принцип работы поршневого насоса простого действия? Насоса двойного действия? Назовите и охарактеризуйте основные элементы насосной установки. Каково устройство и принцип действия насоса: радиально поршневого; пластинчатого, шестеренного? Приведите классификацию центробежных насосов. Что изучает термодинамика? В чем отличие реального газа от идеального? Что понимают под термодинамической системой? Что характеризует температуру тела? Что понимают под удельной теплоемкостью? Что понимают под внутренней энергией тела? Что характеризует энтропия? Что понимают под энтальпией в термодинамике? Что называют круговым циклом? В чем особенность осуществления цикла Карно? От чего зависит термический К.П.Д. цикла Карно? Какие процессы сопровождают процесс парообразования? Каковы элементы паросиловой установки? Каков основной цикл паротурбинной установки? В чем преимущества пневмосистемы? Недостатки? Каковы принципы построения пневмосистемы? Что входит в схему промышленной пневмосети? Где используются пневмосети высокого и низкого давления? Для чего используют в пневмосети редуктор, сумматор, пневмоусилитель? Каково назначение гидро и пневмопривода? Как классифицируют пневматические двигатели? Для чего используют пневмодроссели? В чем преимущество роторных машин? Какой из графиков на диаграмме p–V (см. рис.) соответствует циклу Карно?  Какие параметры насосов учитываются при его подборе? На p–V диаграмме показаны пять процессов изменения состояния газа. Какой из графиков может соответствовать адиабатическому процессу?  Запишите закон, на котором основан принцип действия гидравлического пресса? Каким прибором определяется давление в сосуде, если внешнее давление, действующее на свободную поверхность больше атмосферного? Какие неисправности бывают в работе насоса? Перечислите пути их предупреждения и устранения . ) Какой процесс протекает при постоянном объёме? Какой из графиков на диаграмме p–V (см. рис.) соответствует циклу паровой машины?  Какой процесс протекает при постоянном давлении? Какой процесс протекает при постоянной температуре? В двигателе внутреннего сгорания клапаны закрыты, поршень движется, сжимая горючую смесь. Как называется этот такт? Какой процесс протекает без теплообмена с окружающей средой? Что характеризует вакуумметрическая высота? При помощи какого прибора она определяется? Параметры, определяющие состояние насыщенного пара? Изобразите схематично на диаграмме. Запишите фундаментальное уравнение гидродинамики. Какое уравнение характеризует неразрывность потока? Критерии оценивания: «Отлично» ставиться, если дан полный, развѐрнутый ответ на поставленный вопрос; показана совокупность осознанных знаний об объекте изучения, доказательно раскрыты основные положения (свободно оперирует понятиями, терминами и др.); в ответе отслеживается чѐткая структура, выстроенная в логической последовательности; ответ изложен техническим, грамотным языком; на возникшие вопросы преподавателя студент давал чѐткие, конкретные ответы, показывая умение выделять существенные и несущественные моменты материала. «Хорошо» ставится, если дан полный, развѐрнутый ответ на поставленный вопрос, показано умение выделять существенные и несущественные моменты материала; ответ чѐтко структурирован, выстроен в логической последовательности, изложен техническим грамотным языком, однако были допущены неточности в определении понятий, терминов и др. «Удовлетворительно» ставится, если дан не полный ответ на поставленный вопрос, логика и последовательность изложения ответа на вопросы билета имеют некоторые нарушения, допущены несущественные ошибки в изложении теоретического материала и употреблении терминов, в ответе не присутствуют доказательные доводы, сформированность умений показана слабо, речь неграмотная. «Неудовлетворительно» ставится, если дан не полный ответ на поставленный вопрос, логика и последовательность изложения имеют нарушения, допущены существенные ошибки в теоретическом материале (фактах, терминах и др.); в ответе отсутствуют выводы, речь неграмотная; сформированность умений не показана. Темы мультимедиа презентаций: Преимущества и недостатки гидроприводов в сравнении с другими видами приводов»; «Эксцентриковые насосы»; «Устройство силовых гидравлических цилиндров (гидроцилиндров)»; «Требования, предъявляемые к гидроцилиндрам»; «Устройство динамических гидромашин» «Гидродинамические передачи»; «Устройство пневмоцилиндров»; «Комбинированные приводы». Критерии оценки:
Комплект аудиторных задач для текущего контроля: Определить силу избыточного гидростатического давления, действующего на круглую крышку люка диаметром d=l м, закрывающего отверстие в наклонной плоской стене. Угол наклона стенки а=60°. Длина наклонной стенки от уровня воды до верха люка а=1м. Определить давление на плоское дно вертикального сосуда, если высота столба жидкости равна 5м, избыточное давление газа на поверхность жидкости 0,049 МПа (0,5 кГс/см2). Плотность жидкости, находящейся в сосуде, равна 800 кг/м3. Определить расход жидкости, проходящей через трубу диаметром d=40 мм полным заполнением, если средняя скорость потока V=1,2 м/с. Определить среднюю скорость и расход жидкости в сечении большего диаметра конической трубы, если d1=400 мм, d2=200 мм и средняя скорость в сечении меньшего диаметра V =1,0 м/с. Определить режим движения воды в трубе d= 100 мм при скорости движения V =0,5м/с; кинематический коэффициент вязкости воды у=1,01*10-6 м2/с. Между двумя пунктами на горизонтальной местности проложен водопровод из стальных труб длиной /=3600 м и диаметром d=350 мм. Расход Q=0,125 м3/c и гидравлический коэффициент трения λтр=0,03. Определить потери напора по длине и напор в конце трубопровода, если в начале трубопровода установлена водонапорная башня высотой 30 м. Определить подачу и потребляемую мощность поршневого одноцилиндрового насоса двойного действия, если известно, что диаметр цилиндра D=0,2 м, диаметр штока d=0,04 м, ход поршня /=0,25 м, частота вращения вала насоса n=90 об/мин, объемный К.П.Д. η=0,92. Насос обеспечивает напор Н=70 м. Полный К.П.Д. насоса η=0,8. Центробежный насос обеспечивает подачу Q1=360 м3/ч при напоре Н=66 м и частоте вращения n|=960 об/мин. К.П.Д. насосной установки с учетом всех потерь ηу=0,65. Определить, какой мощности и с какой частотой вращения следует установить электродвигатель для того, чтобы повысить подачу насоса до Q1=520 м3/ч. Определить также, как при этом изменится напор насоса.  Жидкость поступает по трубопроводу диаметром d и длиной l при избыточном давлении p0. При резком закрытии задвижки, установленной в конце трубопровода, возникает гидравлический удар. Требуется определить скорость распространения ударной волны и длительность фазы, выяснить вид удара и определить максимальное повышение давления. 10. Вода течет из бака по трубопроводу длиною L = 40 м, диаметром d = 30 мм и толщиной стенок Δ = 3 мм, в конце трубопровода установлена задвижка. Минимальное время закрытия задвижки t = 0,07 с. Перед задвижкой установлено устройство для гашения гидравлического удара с диаметрами d = 30 мм и D = 100 мм. Определить давление воздуха в устройстве для гашения гидравлического удара, если расход истечения Q = 7 л/с, материал трубопровода сталь (Е = 2 × 105 МПа), модуль упругости воды Е0 = 2 × 103 МПа.11. Определить сопротивление крана, регулирующего расход, если при расходе Q = 10 л/с и диаметре трубы d = 50 мм манометры, установленные до крана и после него, показывают соответственно p1 = 2 кг/см3 и р2 = 1 кг/см3.  12. Жидкость с плотностью ρ = 900 кг/м3 и вязкостью ν = 0,0l Ст нагнетается по горизонтальному трубопроводу длиной l = 4 м и диаметром d = 25 мм. Определить давление в начальном сечении, если в конечном сечении трубопровода давление атмосферное, расход жидкости Q = 6 л/с; шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,06 мм. 13. Определить потери напора в стальном трубопроводе (Δ = 0,5 мм) диаметром d = 100 мм и длиной L = 500 м, если расход воды Q = 50 л/с, а ее температура 20 ℃. 14. Трубопровод состоит из труб двух диаметров: d = 70,7 мм и D = 100 мм. На трубопроводе установлены три пьезометра, причем высоты столбов воды h во всех пьезометрах одинаковы, но жидкость в первом пьезометре испытывает действия силы P = 0,2 Н, приложенной к поршеньку П диаметром dп = 1см. Определите расход воды в нем Q.  15. Определить среднюю скорость и расход жидкости в трубопроводе диаметром d = 150 мм, если потери напора на участке длиной L = 300 м составляют hд = 3 м. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,02. 16. Горизонтальная труба диаметром d = 100 мм внезапно расширяется до диаметра D = 200 мм. Определить потери напора, если расход равен Q = 0,05 м3/с.  17. Определить расход воды в трубе диаметром d1 = 100 мм, имеющей плавное сужение до диаметра d2 = 50 м, если показания пьезометров: до сужения h1 = 90 см; в сужении h2 = 30 см. 18. При изохорном нагреве 1 кг воздуха температура меняется от температуры 20о С до температуры 120о С. Определить изменение энтропии. 19. В резервуаре ёмкостью 1 м3 находится воздух при давлении 0,5 мПа и температуре 20о С. Как изменится давление воздуха, если к нему подвести 275 кДж теплоты, если повышение температуры в изохорном процессе 64о С. 20. Определить критерий Рейнольдса и режим движения воды в трубе диаметром d=300 мм, если протекающий по ней расход Q=0,136 м3\с. Температуру воды принять 10о С. При изохорном нагреве 1 кг воздуха температура меняется от температуры 25о С до температуры 125о С. Определить изменение энтропии. Вычислить кинематическую вязкость воды при t1 = 20о С, если значение динамической вязкости составляет μ = 1,02 × 10-3 Па × с (плотность воды при данной температуре принять равной ρ = 998 кг/м3). Чему будет равна кинематическая вязкость воды после повышения ее температуры на Δt = 2о С. В резервуаре находится воздух при Р=730 мм. рт. ст. и температуре 30о С. Определить насколько понизится давление в резервуаре, если его охладить до температуры -30о С. В процессе сгорания при Р=сonst в цилиндре внутреннего сгорания температура газа повышается от 50о С до 1500о С. Определить работу расширения на 1 кг газа. Определить разность давления газа в трубопроводе по показанию h=10 см, плотность газа 0,84 кг\м3.  Гладкий круглый трубопровод с внутренним диаметром d=10 мм имеет длину l=2 м. По трубопроводу перемещается рабочая жидкость-минеральное масло с кинетической вязкостью v=20 м2\с. Определить, во сколько раз увеличатся потери давления по длине, если первоначальный расход жидкости Q1=12,5 л\мин увеличится в 3,2 раза. Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя 200 Дж и отдает холодильнику 150 Дж. Чему равен КПД двигателя? Начальное состояние пара Р1=4 мПа, х=0,91. Процесс изохорный. Какое количество тепла необходимо подвести к пару, чтобы температура пара повысилась до 520о С. Определить основные размеры шестерённого насоса при подаче Q = 30 л/мин; номинальном давлении Рном = 2 МПа, частоте вращения n = 1000 об/мин.; число зубьев шестерни z = 10, объёмный КПД насоса ηv = 0.95, механический КПД насоса ηмех = 0,96 , модуль зубьев m = 0,5см. Определить основные размеры рабочих элементов двухрядного радиально-поршневого насоса. Параметры насоса: подача 4О мПа; частота вращения вала n = 100 об/мин; ηv= 0,97; η = 0,92. Определить недостающие параметры водяного пара, если первоначальные имеющееся параметры Р=1,9 мПа, степень черноты х=0,93. При политропном сжатии 0,5 кг воздуха давление меняется от 0,1 мПа до 1,0 мПа. При этом температура повышается от 18о С до 180о С. Определить показатель политропы, объём воздуха в начале и конце сжатия. Определить диаметр круглого отверстия в тонкой стенке, из которого в условиях полного совершенного сжатия вытекает расход Q=1,5 м3/с при напоре Н= 12 м. Насос с подаче 8 л/с нагнетает воду по трубе диаметром d1=100мм. Диаметр всасывающего патрубка d=125 мм. Определить полный набор насоса, если показания манометра установленного на напорной трубе равно 300 мм. рт. ст. Расстояние между точками установки манометра и вакуумметра составляет 1м. Адиабатно расширяется 1 кг водяного пара, в результате чего давление падает от 13 до 1,5 мПа. Начальная температура 510 С. Определить полезную внешнюю работу процесса (теплоперепад) и конечное состояние пара. Определить горизонтальную силу, действующую на плотину длиной L=1000 м. при высоте воды перед плотиной H1=100 м, а за плотиной H2=10 м. |