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

10.212 Поршень диаметром D = 200 мм движется равномерно вверх в цилиндре, засасывая воду из открытого резервуара с постоянным уровнем. Диаметр трубопровода d = 50 мм, длина каждого из трех участков l = 4 м, коэффициент сопротивления каждого из колен ζ_к = 0,5, коэффициент сопротивления трения λ = 0,03.

Когда поршень находится выше уровня в резервуаре на h = 2 м, необходимая для его перемещения сила Р = 2350 Н.

Определить скорость υ_п подъема поршня и найти, до какой высоты h_max его можно поднимать с такой скоростью без опасности отрыва от него жидкости, если давление насыщенных паров воды р_н.п = 4,25 кПа, ее плотность ρ = 995 кг/м³ (t = 30ºС) и атмосферное давление р_ат = 98,7 кПа.

Массой поршня, трением его о стенки и потерями напора в цилиндре пренебречь.

Ответ: υ_п  = 0,212 м/c; h_max = 4 м.

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

10.236 Вода вытекает в атмосферу из резервуара с постоянным уровнем по трубопроводу диаметром d = 100 мм, состоящему из горизонтального и наклонного участков одинаковой длины l = 50 м. Горизонтальный участок заглублен под уровень на h₁ = 2 м, наклонный участок имеет высоту h₂ = 25 м.

Каков должен быть коэффициент сопротивления ζ задвижки, установленной в наклонном участке трубопровода, чтобы вакуумметрическая высота в конце горизонтального участка не превышала 7 м? Какой расход Q будет при этом в трубопроводе?

Построить график напоров по длине трубопровода. Коэффициент сопротивления трения принять λ = 0,035, потерю напора на повороте не учитывать.

Ответ: ζ = 20,5, Q = 24 л/с.

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

10.275 По сифонному трубопроводу, для которого задан напор Н = 6 м, необходимо подавать расход воды Q = 50 л/с при условии, чтобы вакуумметрическая высота в сечениях трубопровода не превышала 7 м. Опасное сечение С расположено выше начального уровня воды на h = 4 м, длина восходящей линии трубопровода до этого сечения l₁ = 100 м, а нисходящей линии l₂ = 60 м. Трубопровод снабжен приемным клапаном с сеткой (ζ_к = 5) и задвижкой.

Определить диаметр трубопровода d и коэффициент сопротивления задвижки ζ, удовлетворяющие условиям задачи.

Для коэффициент сопротивления трения воспользоваться формулой (9.21), потерями на поворотах пренебречь.

Построить график напоров по длине трубопровода.

Ответ: d = 200 мм; ζ = 13.

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

10.276 Жидкость вытекает из открытого бака в атмосферу по вертикальной трубе диаметром d = 40 мм.

1. Установить зависимость расхода Q и избыточного давления р_и в начальном сечении трубы А от уровня h воды в баке и высоты трубы l.
2. Указать, при каком уровне h давление в сечении А будет равно атмосферному и расход не будет изменяться с высотой трубы.
3. Построить в масштабе графики напоров по высоте трубы при l = 2 м и двух значениях уровня h = 0,5 м и 2 м.

Сопротивлением входа в трубу пренебречь, коэффициент сопротивления трения принять λ = 0,04.

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

10.277 При истечении воды из большого резервуара в атмосферу по горизонтальной трубе, диаметр которой d = 40 мм и длина l = 10 м, при статическом напоре Н = 10 м получено, что уровень в пьезометре, установленном по середине длины трубы, h = 4,5 м.

Определить расход Q и коэффициент сопротивления трения λ трубы. Сопротивлением входа в трубу пренебречь.

Ответ: Q = 5,5 л/с, λ = 0,036.

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

10.188 Резервуары А и В с постоянными уровнями воды соединены двумя параллельными трубами одинаковой длины l = 8 м, диаметры которых равны  d₁ = 40 мм и d₂ = 10 мм.

Определить разность уровней Н в резервуарах и расходы Q₁ и Q₂ в трубах, если известно, что показание ртутного дифманометра, присоединенного к трубам по середине их длины, равно h = 67 мм.

Потерями входа в трубы пренебрегать, значения коэффициента сопротивления трения принять для них равными λ₁ = 0,02 и λ₂ = 0,04.

Построить графики напоров для обеих труб.

Ответ: Н = 10,5 м, Q₁ = 8,1 л/с, Q₂ = 0,2 л/с.

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

10.289 Какой предельной длины L можно сделать пожарный рукав диаметром   D = 65 мм. если при давлении М = 0,8 МПа (по манометру) подача через установленный на конце ствола насадок, выходной диаметр которого d = 30 мм, должна составлять Q = 1,2 м³/мин?

Ствол поднят выше манометра на h = 10м; коэффициент сопротивления ствола с насадком ζ = 0,1 (сжатие струи на выходе отсутствует). Местные потери в рукаве не учитывать.

Задачу решить, предполагая, что используются непрорезиненные (λ = 0,054) и прорезиненные (λ = 0,025) рукава.

Ответ: L = 17,3 и 37,5 м.

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

10.317 По трубопроводу размерами l₁ = 5 м, d₁ = 20 мм; l₂ = 5 м, d₂ = 40 мм подается бензин (ρ = 765 кг/м³, ν = 0,005 Ст) из бака с избыточным давлением М = 90 кПа в расположенный выше бак, где поддерживается вакуум V = 30 кПа; разность уровней в баках h = 6 м.

Шероховатость трубопровода Δ = 0,1 мм, коэффициент сопротивления полностью открытого вентиля ζ = 4.

Определить расход Q бензина и найти ζ, при котором расход уменьшится в 2 раза.

В обоих случаях построить графики напоров по длине трубопровода.

Ответ: Q = 1,23 л/c, ζ = 42,2.

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

10.325 Центробежный насос осуществляет забор воды из бассейна по самотечной трубе через промежуточный колодец. Размеры самотечной трубы L = 20 м, D = 150 мм и всасывающей линии насоса l = 12 м, d = 150 мм. Насос расположен выше уровня воды в бассейне на h = 2 м.

Определить расход Q воды, откачиваемой насосом, если известно, что вакуумметрическая высота во всасывающем патрубке насоса равна 6 м.

Коэффициент сопротивления трения в трубах принять λ = 0,03 (значения коэффициентов местных потерь указаны на схеме).

Какой будет при этом расходе разность уровней z в бассейне и колодце?

Ответ: Q = 38,5 л/с; z = 1,7 м.

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

10.354 По самотечному сифонному трубопроводу длиной L = 44 м необходимо обеспечить расход нефти (δ = 0,9, ν = 1 Ст) Q = 1 л/c при напоре Н = 2 м.

Найти требуемый диаметр D трубопровода, учитывая только потери напора на трение по его длине.

Определить допустимое превышение h сечения К над уровнем в верхнем резервуаре, если это сечение находится на середине длины трубопровода, а вакуум не должен превышать р_в = 53 кПа.

Ответ: D  = 55 мм; h = 5 м.

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