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

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.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.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.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.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


9.29  Во сколько раз увеличится потеря напора на трение при заданном расходе, если квадратное сечение трубы заменить прямоугольным сечением той же площади с отношением сторон h/b=0,1?

Задачу решить для ламинарного и турбулентного режима в квадратичной области. Во сколько раз увеличится потеря напора на трение при заданном расходе, если квадратное сечение трубы заменить прямоугольным сечением той же площади с отношением сторон h/b=0,1? Задачу решить для ламинарного и турбулентного режима в квадратичной области.

Ответ: Потеря напора увеличится при ламинарном режиме в 4,5 раза, при турбулентном — в 2 раза.

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


10.69 Определить силу Р, которую нужно приложить к поршню насоса диаметром D=65 мм, чтобы подавать в напорный бак постоянный расход жидкости Q=2,5 л/c.

Высота подъема жидкости в установке Н0=10 м, избыточное давление в напорном баке р0=0,15 МПа.

Размеры трубопровода l=60 м, d=30 мм; его шероховатость Δ=0,03 мм. Коэффициент сопротивления вентиля на трубопроводе ζ=5,5. Потери напора на плавных поворотах трубопровода не учитывать.

Задачу решить для случаев подачи в баке бензина (ρ=765 кг/м³, ν=0,4 сСт) и машинного масла (ρ=930 кг/м³, ν=20 сСт).

Трением поршня в цилиндре пренебречь. Определить силу Р, которую нужно приложить к поршню насоса диаметром D=65 мм, чтобы подавать в напорный бак постоянный расход жидкости Q=2,5 л/c. Высота подъема жидкости в установке Н0=10 м, избыточное давление в напорном баке р0=0,15 МПа. Размеры трубопровода l=60 м, d=30 мм; его шероховатость Δ=0,03 мм. Коэффициент сопротивления вентиля на трубопроводе ζ=5,5. Потери напора на плавных поворотах трубопровода не учитывать. Задачу решить для случаев подачи в баке бензина (ρ=765 кг/м³, ν=0,4 сСт) и машинного масла (ρ=930 кг/м³, ν=20 сСт). Трением поршня в цилиндре пренебречь.

Ответ: Р1=1500 Н, Р2=2350 Н.

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


10.319 В установке поршневого гидродвигателя располагаемый напор воды Н = 40 м. Вода подводится к полости высокого давления цилиндра по трубе размерами l1 = 60 м, d1 = 150 мм и отводится от полости низкого давления по трубе размерами l2 = 10 м, d2 = 150 мм. Шероховатость обеих труб Δ = 0,5 мм.

Диаметр поршня D1 = 400 мм и его штока D2 = 120 мм. Определить скорость υп установившегося движения поршня, когда к нему приложена полезная нагрузка Р = 40 кН.

Местные потери напора в трубах при полностью открытой задвижке (ζ = 0) принять равными 15% от суммарной потери трения по их длине. Вязкость воды ν = 1 сСт.

Каким должен стать коэффициент сопротивления ζ частично прикрытой задвижки, чтобы скорость поршня при заданной полезной нагрузке уменьшилась в 2 раза?

Утечками и трением поршня в цилиндре пренебречь.В установке поршневого гидродвигателя располагаемый напор воды Н = 40 м. Вода подводится к полости высокого давления цилиндра по трубе размерами l1 = 60 м, d1 = 150 мм и отводится от полости низкого давления по трубе размерами l2 = 10 м, d2 = 150 мм. Шероховатость обеих труб Δ = 0,5 мм. Диаметр поршня D1 = 400 мм и его штока D2 = 120 мм. Определить скорость υп установившегося движения поршня, когда к нему приложена полезная нагрузка Р = 40 кН. Местные потери напора в трубах при полностью открытой задвижке (ζ = 0) принять равными 15% от суммарной потери трения по их длине. Вязкость воды ν = 1 сСт. Каким должен стать коэффициент сопротивления ζ частично прикрытой задвижки, чтобы скорость поршня при заданной полезной нагрузке уменьшилась в 2 раза? Утечками и трением поршня в цилиндре пренебречь.

Ответ: υп = 0,37 м/с; ζ = 44,6.

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


11.30 Смазочное масло (относительная плотность δ=0,8, ν=6 сСт) подводится к подшипникам коленчатого вала по системе трубок, состоящей из пяти одинаковых участков, каждый длиной l=500 мм и диаметром d=4 мм.

Определить:

1. Сколько смазки нужно подать к узлу А системы, чтобы каждый подшипник получил ее не менее 8 см³/c?

2. Как изменится потребное количество смазки, если участки АВ заменить трубой диаметром D=8 мм?

Давление на выходе из трубок в подшипники считать одинаковыми, местными потерями и скоростными напорами пренебречь.

Смазочное масло (относительная плотность δ=0,8, ν=6 сСт) подводится к подшипникам коленчатого вала по системе трубок, состоящей из пяти одинаковых участков, каждый длиной l=500 мм и диаметром d=4 мм. Определить: 1. Сколько смазки нужно подать к узлу А системы, чтобы каждый подшипник получил ее не менее 8 см³/c? 2. Как изменится потребное количество смазки, если участки АВ заменить трубой диаметром D=8 мм? Давление на выходе из трубок в подшипники считать одинаковыми, местными потерями и скоростными напорами пренебречь.

Ответ: 1) Q=64 см³/c; 2) Q=26 см³/c.

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


8.22 Какое избыточное давление М воздуха нужно поддерживать в баке, чтобы его опорожнении происходило в два раза быстрее, чем при атмосферном давлении над уровнем воды; каким будет при этом время Т опорожнения бака?

Диаметр бака D = 800 мм, его начальное заполнение Н = 900 мм. Истечение происходит через цилиндрический насадок диаметром d = 25 мм и высотой h = 100 мм. коэффициент расхода которого μ = 0,82.Какое избыточное давление М воздуха нужно поддерживать в баке, чтобы его опорожнении происходило в два раза быстрее, чем при атмосферном давлении над уровнем воды; каким будет при этом время Т опорожнения бака? Диаметр бака D = 800 мм, его начальное заполнение Н = 900 мм. Истечение происходит через цилиндрический насадок диаметром d = 25 мм и высотой h = 100 мм. коэффициент расхода которого μ = 0,82.

Ответ: М = 11,8 кПа, Т = 3 мин 12 с.

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


8.25 Определить время опорожнения целиком заполненного шарового сосуда радиусом R = 0,8 м через отверстие, диаметр которого d0 = 50 мм (коэффициент расхода μ = 0,62). Давление на свободной поверхности жидкости считать атмосферным.

За какое время из сосуда вытечет половина содержащегося в нем объема воды?Определить время опорожнения целиком заполненного шарового сосуда радиусом R = 0,8 м через отверстие, диаметр которого d0 = 50 мм (коэффициент расхода μ = 0,62). Давление на свободной поверхности жидкости считать атмосферным. За какое время из сосуда вытечет половина содержащегося в нем объема воды?

Ответ: Время полного опорожнения Т1 = 500 с и половинного Т2 = 200 с.

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