Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И. Москва 2002

4.214 Секторный затвор радиусом R = 5 м и длиной L = 4,5 м поддерживает напор воды Н = 3,5 м. Для пропуска воды затвор поднимается цепью, поворачиваясь вокруг горизонтальной оси на цапфах диаметром d = 150 мм.

Масса затвора равна 3 т, его центр тяжести расположен на биссектрисе угла сектора (радиус r = 0,75 R).

При закрытом затворе ось его вращения и верхний обрез сектора лежат в одной горизонтальной плоскости, расположенной выше свободной поверхности на h = 1 м.

  1. Определить силу Р, действующую на подшипники закрытого затвора.
  2. Найти силу N, прижимающую затвор к порогу.
  3. Вычислить начальное натяжение Q цепи при подъеме затвора (коэффициент трения в цапфах принять f = 0,3).Секторный затвор радиусом R = 5 м и длиной L = 4,5 м поддерживает напор воды Н = 3,5 м. Для пропуска воды затвор поднимается цепью, поворачиваясь вокруг горизонтальной оси на цапфах диаметром d = 150 мм. Масса затвора равна 3 т, его центр тяжести расположен на биссектрисе угла сектора (радиус r = 0,75 R). При закрытом затворе ось его вращения и верхний обрез сектора лежат в одной горизонтальной плоскости, расположенной выше свободной поверхности на h = 1 м. Определить силу Р, действующую на подшипники закрытого затвора. Найти силу N, прижимающую затвор к порогу. Вычислить начальное натяжение Q цепи при подъеме затвора (коэффициент трения в цапфах принять f = 0,3).

Ответ: 1. Р = 393 кН, угол с горизонтом 47º. 2. N = 42,8 кН. 3. Q = 18,9 кН.

Учебник: Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И Москва 2002.pdf


4.156 Отверстие в дне сосуда, содержащего масло относительной плотностью δ = 0,83, закрыто конической пробкой с размерами D = 100 мм, d = 50 мм и а = 100 м, укрепленной на штоке диаметром d1 = 25 мм. Уровень масла расположен выше пробки на расстоянии b = 0,05 м.

  1. Определить начальное усилие Р, необходимое для подъема пробки при избыточном давлении в сосуде М = 10 кПа.
  2. Найти избыточное давление М, при котором усилие Р окажется равным нулю.

Массой пробки и трением в сальнике пренебречь.Отверстие в дне сосуда, содержащего масло относительной плотностью δ = 0,83, закрыто конической пробкой с размерами D = 100 мм, d = 50 мм и а = 100 м, укрепленной на штоке диаметром d1 = 25 мм. Уровень масла расположен выше пробки на расстоянии b = 0,05 м. Определить начальное усилие Р, необходимое для подъема пробки при избыточном давлении в сосуде М = 10 кПа. Найти избыточное давление М, при котором усилие Р окажется равным нулю. Массой пробки и трением в сальнике пренебречь.

Ответ: Р = 13,1 Н, М = 1,04 кПа.

Учебник: Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И Москва 2002.pdf


4.146 Шаровой сосуд радиусом R = 0,4 м, заполненный водой, висит на тяге, прикрепленной к его верхней половине. Какое наименьшее давление в центре сосуда (показание пружинного вакуумметра V) удержит свободную нижнюю половину сосуда массой m = 150 кг?

Ответить на поставленный вопрос, принимая m = 0.Шаровой сосуд радиусом R = 0,4 м, заполненный водой, висит на тяге, прикрепленной к его верхней половине. Какое наименьшее давление в центре сосуда (показание пружинного вакуумметра V) удержит свободную нижнюю половину сосуда массой m = 150 кг? Ответить на поставленный вопрос, принимая m = 0.

Ответ: Разрежение в центре сосуда: V1 = 5,55 кПа; V2 = 2,62 кПа.

Учебник: Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И Москва 2002.pdf


5.36  В сосуд, заполненный водой и маслом (ρм=900 кг/м³), погружен кусок воска (ρв=960 кг/м³).

Определить, какая часть объема воска погрузится в воду и какая останется в масле?В сосуд, заполненный водой и маслом (ρм=900 кг/м³), погружен кусок воска (ρв=960 кг/м³). Определить, какая часть объема воска погрузится в воду и какая останется в масле?

Ответ: в воду погрузится 0,6 объема воска.

Учебник: Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И Москва 2002.pdf


5.35 Подводный железобетонный туннель круглого сечения с внутренним диаметром D=3 м и толщиной стенки δ=250 мм удерживается от всплывания тросами Т, расположенными попарно через каждые 6 м длины туннеля.

Определить натяжение тросов, полагая дополнительную нагрузку, приходящуюся на 1 м длины туннеля G=10 кН и плотность бетона 2,5 т/м³.Подводный железобетонный туннель круглого сечения с внутренним диаметром D=3 м и толщиной стенки δ=250 мм удерживается от всплывания тросами Т, расположенными попарно через каждые 6 м длины туннеля. Определить натяжение тросов, полагая дополнительную нагрузку, приходящуюся на 1 м длины туннеля G=10 кН и плотность бетона 2,5 т/м³.

Ответ: Т=75,4 кН.

Учебник: Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И Москва 2002.pdf


5.2 На барже с размерами дна L×B=60×10 м и осадкой С=1,5 м установлен кран грузоподъемностью 5 т с максимальным вылетом стрелы А=15 м.

Определить угол крена баржи при максимальной нагрузке крана, если центр тяжести системы расположен выше дна баржи на 4,25 м.На барже с размерами дна L×B=60×10 м и осадкой С=1,5 м установлен кран грузоподъемностью 5 т с максимальным вылетом стрелы А=15 м. Определить угол крена баржи при максимальной нагрузке крана, если центр тяжести системы расположен выше дна баржи на 4,25 м.

Ответ: θ=2º20’.

Учебник: Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И Москва 2002.pdf


6.35 Цилиндрический сосуд диаметром D = 600 мм и высотой Н0 = 500 мм заполнен водой до высоты h = 400 мм. Остальная часть сосуда заполнена маслом (относительная плотность δ = 0,8). Сосуд закрыт крышкой с малым отверстием в центре и приведен во вращение относительно центральной вертикальной оси.

Определить, с какой угловой скоростью ω нужно вращать сосуд для того, чтобы поверхность раздела жидкостей коснулась дна сосуда. Найти усилия, действующие при этом на дно (Рд) и крышку (Рк) сосуда.Цилиндрический сосуд диаметром D = 600 мм и высотой Н0 = 500 мм заполнен водой до высоты h = 400 мм. Остальная часть сосуда заполнена маслом (относительная плотность δ = 0,8). Сосуд закрыт крышкой с малым отверстием в центре и приведен во вращение относительно центральной вертикальной оси. Определить, с какой угловой скоростью ω нужно вращать сосуд для того, чтобы поверхность раздела жидкостей коснулась дна сосуда. Найти усилия, действующие при этом на дно (Рд) и крышку (Рк) сосуда.

Ответ: ω = 16,5 рад/с, Рк = 1,51 кН, Рд = 2,84 кН.

Учебник: Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И Москва 2002.pdf


6.31 Определить наименьшую частоту вращения, при которой полностью опорожнится предварительно заполненный жидкостью открытый конический сосуд, имеющий диаметры D1 = 460 мм; D2 = 200 мм и высоту Н0 = 75 мм.Определить наименьшую частоту вращения, при которой полностью опорожнится предварительно заполненный жидкостью открытый конический сосуд, имеющий диаметры D1 = 460 мм; D2 = 200 мм и высоту Н0 = 75 мм.

Ответ: n = 71,7 об/мин.

Учебник: Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И Москва 2002.pdf


8.72 Определить, пренебрегая потерями напора, начальную скорость истечения жидкости из сосуда, заполненного слоями воды и масла (относительная плотность δ=0,8) одинаковой высоты h=1 м.

Сравнить полученный результат с начальной скоростью истечения при заполнении сосуда только водой или только маслом до уровня 2h.Определить, пренебрегая потерями напора, начальную скорость истечения жидкости из сосуда, заполненного слоями воды и масла (относительная плотность δ=0,8) одинаковой высоты h=1 м. Сравнить полученный результат с начальной скоростью истечения при заполнении сосуда только водой или только маслом до уровня 2h.

Ответ: υн=5,94 м/c, υнвод=6,26 м/c.

Учебник: Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И Москва 2002.pdf


8.15 Газ, заполняющий вертикальную трубу, вытекает в атмосферу через два насадка диаметром d=10 мм, расположенные по высоте трубы на расстоянии а=100 мм друг от друга. Коэффициент расхода насадков (с учетом сопротивления подводящих горизонтальных трубок) μ=0,95.

Определить массовый расход газа через каждый насадок, если показание спиртового манометра, присоединенного к трубе у нижнего насадка, h=200 мм (плотность спирта ρсп=800 кг/м³).

Давление атмосферного воздуха на уровне нижнего насадка рат=745 мм ртю ст., температура воздуха и газа t=20 ºC. Значения удельной газовой постоянной воздуха R=287 Дж/(кг·К) и газа R=530 Дж/(кг·К).

Скоростным напором и потерями в трубе пренебречь, плотности воздуха и газа принимать постоянными по высоте а.Газ, заполняющий вертикальную трубу, вытекает в атмосферу через два насадка диаметром d=10 мм, расположенные по высоте трубы на расстоянии а=100 мм друг от друга. Коэффициент расхода насадков (с учетом сопротивления подводящих горизонтальных трубок) μ=0,95. Определить массовый расход газа через каждый насадок, если показание спиртового манометра, присоединенного к трубе у нижнего насадка, h=200 мм (плотность спирта ρсп=800 кг/м³). Давление атмосферного воздуха на уровне нижнего насадка рат=745 мм ртю ст., температура воздуха и газа t=20 ºC. Значения удельной газовой постоянной воздуха R=287 Дж/(кг·К) и газа R=530 Дж/(кг·К). Скоростным напором и потерями в трубе пренебречь, плотности воздуха и газа принимать постоянными по высоте а.

Ответ: М1=0,0034 кг/c, М2=0,0039 кг/c.

Учебник: Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И Москва 2002.pdf