Пономарев А.Б. Русанова Е.В. Гидравлика и гидропривод ПГУПС Императора Александра I Санкт-Петербург 2016

2.34 На рис.1.1 представлено начальное положение гидравлической системы дистанционного управления (рабочая жидкость между поршнями не сжата). При перемещении ведущего поршня (его диаметр D) вправо жидкость постепенно сжимается и давлений в ней повышается. Когда манометрическое давление рм достигает определенной величины, сила давления на ведомый поршень (его диаметр d) становится больше силы сопротивления F, приложенной к штоку ведомого поршня. С этого момента приходит в движение вправо ведомый поршень. Диаметр соединительной части δ, длина l.

Требуется определить диаметр ведущего поршня D, необходимый для того, чтобы при заданной величине силы F ход обоих поршней был один и тот же. Коэффициент объемного сжатия рабочей жидкости принять βW=0,0005 1/МПа.На рис.1.1 представлено начальное положение гидравлической системы дистанционного управления (рабочая жидкость между поршнями не сжата). При перемещении ведущего поршня (его диаметр D) вправо жидкость постепенно сжимается и давлений в ней повышается. Когда манометрическое давление рм достигает определенной величины, сила давления на ведомый поршень (его диаметр d) становится больше силы сопротивления F, приложенной к штоку ведомого поршня. С этого момента приходит в движение вправо ведомый поршень. Диаметр соединительной части δ, длина l. Требуется определить диаметр ведущего поршня D, необходимый для того, чтобы при заданной величине силы F ход обоих поршней был один и тот же. Коэффициент объемного сжатия рабочей жидкости принять βW=0,0005 1/МПа.

Таблица 1 — Исходные данные

Последняя

цифра шифра

 d, мм L, мм δ, мм l, м F, кН
0 40 60 20 5 30,2
В корзину – 150 RUB

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ПГУПС

1.42 В вертикальном цилиндрическом резервуаре, имеющем диаметр D, хранится нефть, вес ее G, плотность ρ=850 кг/м³, коэффициент температурного расширения βt=0,00072 1/ºC.

Расширение стенок резервуара не учитывается.

Требуется определить:

1. Объем нефти в резервуаре при температуре 0 ºC.

2. Изменение уровня нефти в резервуаре, если температура повысится на Т, ºC.

Таблица 1 – Исходные данные

Последняя цифра шифра D, м G, кН Т, ºC
0 2 500 10
В корзину – 120 RUB

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ПГУПС

3.8 Круглый горизонтальный резервуар (рис.3.1), имеющий диаметр D и длину L, заполнен жидкостью, плотность которой ρ. Манометр, установленный на уровне верхней образующей, показывает избыточное давление р.

Круглый горизонтальный резервуар (рис.3.1), имеющий диаметр D=3,5 м и длину L=12 м, заполнен жидкостью, плотность которой ρ=950 кг/м³. Манометр, установленный на уровне верхней образующей, показывает избыточное давление рм=0,045 МПа.

Требуется определить:

1. Горизонтальную силу гидростатического давления Px, действующую на круглый торец резервуара.

2. Расстояние e, на которое отстоит линия действия горизонтальной силы от оси резервуара.

3. Вертикальную силу Pz, действующую на верхнюю половину резервуара.

Таблица 1 – Исходные данные

Последняя цифра шифра D, м р, МПа ρ, кг/м3 L, м
0 1 0,01 750 3
В корзину – 150 RUB

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ПГУПС

4.9 Вертикальный цилиндрический резервуар высотой Н и диаметром D закрывается полусферической крышкой, сообщающейся с атмосферой через трубу внутренним диаметром d (рис.4.1). Резервуар заполнен мазутом, плотность которого ρ=900 кг/м³.

Требуется определить:

1 Высоту поднятия мазута h в трубе при  повышении температуры на t, ºC.

2 Усилие, отрывающее крышку резервуара при подъеме мазута на высоту h за счет его разогрева.

Коэффициент температурного расширения мазута принять равным βt=0,00072 1/ºC.Вертикальный цилиндрический резервуар высотой Н и диаметром D закрывается полусферической крышкой, сообщающейся с атмосферой через трубу внутренним диаметром d (рис.4.1). Резервуар заполнен мазутом, плотность которого ρ=900 кг/м³. Требуется определить: 1 Высоту поднятия мазута h в трубе при повышении температуры на t, ºC. 2 Усилие, отрывающее крышку резервуара при подъеме мазута на высоту h за счет его разогрева. Коэффициент температурного расширения мазута принять равным βt=0,00072 1/ºC.

Таблица 1 — Исходные данные

Последняя цифра шифра D, м Н, м d, мм t, ºC
0 2 2 250 15
В корзину – 150 RUB

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ПГУПС

11.21 К системе, состоящей из двух параллельно соединенных трубопроводов, имеющих длины соответственно l1 и l2 и диаметры d1 и d2 (коэффициент шероховатости n=0,012), подводится к точке А вода, расход которой Q (рис.5.1).К системе, состоящей из двух параллельно соединенных трубопроводов, имеющих длины соответственно l1 и l2 и диаметры d1 и d2 (коэффициент шероховатости n=0,012), подводится к точке А вода, расход которой Q (рис.5.1).

Требуется определить потерю напора на участке  и величины расходов воды на каждом участке.

Таблица 1 – Исходные данные

Последняя

цифра шифра

 Q, л/c l1, м d1, мм l2, м d2, мм
0 15,8 100 100 120 150
В корзину – 150 RUB

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ПГУПС

8.24 Поршень диаметром D имеет n отверстий диаметром d0 каждое (рис. 6.1). Отверстия рассматривать как внешние цилиндрические насадки с коэффициентом расхода μ=0,82; плотность жидкости ρ=900 кг/м³.

Требуется определить скорость υ перемещения поршня вниз, если к его штоку приложена сила F.Поршень диаметром D имеет n отверстий диаметром d0 каждое (рис. 6.1). Отверстия рассматривать как внешние цилиндрические насадки с коэффициентом расхода μ=0,82; плотность жидкости ρ=900 кг/м³. Требуется определить скорость υ перемещения поршня вниз, если к его штоку приложена сила F.

Таблица 1 – Исходные данные

Последняя цифра шифра D, мм d0, мм n F, кН
0 50 2 5 10
В корзину – 160 RUB

Варианты задач: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ПГУПС

15.42 Центробежный насос (рис. 7.1) откачивает воду из сборного колодца в резервуар с постоянным уровнем Н по трубопроводам размерами l1, d1 и l2, d2.Центробежный насос (рис. 7.1) откачивает воду из сборного колодца в резервуар с постоянным уровнем Н по трубопроводам размерами l1, d1 и l2, d2. Эквивалентная шероховатость поверхности труб Δ, плотность воды ρ=1000 кг/м³, кинематический коэффициент вязкости ν=0,01 см²/c, расстояние а=1 м. Характеристики насоса представлены следующими параметрами: При расчетах принять суммарные коэффициенты местных сопротивлений на всасывающей линии ζ1=10, на напорной линии ζ2=6. Требуется определить: 1 На какой глубине h установится уровень воды в колодце, если приток в него Q? 2 Вакуумметрическую высоту всасывания при входе в насос Нвак, выраженную в метрах водяного столба (м в. ст.). 3 Максимальную допустимую геометрическую высоту всасывания при заданном расходе.

Эквивалентная шероховатость поверхности труб Δ, плотность воды ρ=1000 кг/м³, кинематический коэффициент вязкости ν=0,01 см²/c, расстояние а=1 м.

Характеристики насоса представлены следующими параметрами: 

При расчетах принять суммарные коэффициенты местных сопротивлений на всасывающей линии ζ1=10, на напорной линии ζ2=6.

Требуется определить:

1 На какой глубине h установится уровень воды в колодце, если приток в него Q?

2 Вакуумметрическую высоту всасывания при входе в насос Нвак, выраженную в метрах водяного столба (м в. ст.).

3 Максимальную допустимую геометрическую высоту всасывания при заданном расходе.

Таблица 1 – Исходные данные

Последняя

цифра

шифра

 Н, м l1, м l2, м d1, мм d2, мм Δ, мм Q, л/c
0 42 8 46 100 75 0,2 8
В корзину – 300 RUB

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ПГУПС

13.3 Жидкость плотностью ρ=900 кг/м³ поступает в левую полость цилиндра через дроссель с коэффициентом расхода μ=0,62 и диаметром d под избыточным давление рн; давление на сливе рс (рис.8.1). Поршень гидроцилиндра диаметром D под действием разности давлений в левой и правой полостях цилиндра движется слева направо с некоторой скоростью υ.

Требуется определить значение силы F, преодолеваемой штоком гидроцилиндра диаметром dш при движении его против нагрузки со скоростью υ.

Жидкость плотностью ρ=900 кг/м³ поступает в левую полость цилиндра через дроссель с коэффициентом расхода μ=0,62 и диаметром d под избыточным давление рн; давление на сливе рс (рис.8.1). Поршень гидроцилиндра диаметром D под действием разности давлений в левой и правой полостях цилиндра движется слева направо с некоторой скоростью V. Требуется определить значение силы F, преодолеваемой штоком гидроцилиндра диаметром dш при движении его против нагрузки со скоростью V.

Таблица 1 — Исходные данные

Последняя

цифра шифра

 D, мм dш, мм d, мм рн, МПа рc, МПа υ, см/c
0 70 30 1,2 20 0,3 2
В корзину – 180 RUB

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ПГУПС

13.4 Гидравлическое реле времени, служащее для включения и выключения различных устройств через фиксированные интервалы времени, состоит из цилиндра, в котором помещен поршень диаметром D1, со штоком — толкателем диаметром D2.

Цилиндр присоединен к емкости с постоянным уровнем жидкости H0. Под действием давления, передающегося из емкости в правую полость цилиндра, поршень перемещается, вытесняя жидкость из левой полости в ту же емкость через трубку диаметром d (рис.9.1).Гидравлическое реле времени, служащее для включения и выключения различных устройств через фиксированные интервалы времени, состоит из цилиндра, в котором помещен поршень диаметром D1, со штоком — толкателем диаметром D2. Цилиндр присоединен к емкости с постоянным уровнем жидкости H0. Под действием давления, передающегося из емкости в правую полость цилиндра, поршень перемещается, вытесняя жидкость из левой полости в ту же емкость через трубку диаметром d (рис.9.1). Требуется определить: Вычислить время T срабатывания реле, определяемое перемещением поршня на расстояние S из начального положения до упора в торец цилиндра. Движение поршня считать равномерным на всем пути, пренебрегая незначительным временем его разгона. В трубке учитывать только местные потери напора. Коэффициент сопротивления колена ξ=1,5 и дросселя на трубке ξд. Утечками и трением в цилиндре, а также скоростными напорами жидкости в его полостях пренебречь.

Требуется определить:

Вычислить время T срабатывания реле, определяемое перемещением поршня на расстояние S из начального положения до упора в торец цилиндра.

Движение поршня считать равномерным на всем пути, пренебрегая незначительным временем его разгона.

В трубке учитывать только местные потери напора. Коэффициент сопротивления колена ξ=1,5 и дросселя на трубке ξд.

Утечками и трением в цилиндре, а также скоростными напорами жидкости в его полостях пренебречь.

Таблица 1 — Исходные данные

Последняя

цифра

шифра

 D1, мм D2, мм H0, м d, мм S, мм ζд
0 80 400 0,9 10 100 22
В корзину – 180 RUB

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Список литературы.doc

Методические указания.pdf

ВУЗ: ПГУПС