Задачи по гидравлике

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА  
 

по  предмету: «Гидравлика и гидравлические машины» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Выполнил:

      студент

     Проверил: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2009 г. 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Задача  №1 

    Зазор между валом и втулкой заполнен маслом, толщина слоя которого равна δ. Диаметр вала D, длина втулки L. Вал вращается равномерно под действием вращающегося момента М. Определить частоту вращения вала, если температура масла равна 40 ºС.

 

      Дано:

      Масло: Турбинное

      М = 4,5 Нм

      D = 470 мм

      δ = 1,5 мм

      L = 1200 мм.

      Из  таблицы для турбинного масла:

      υ = 0,38*10^-4 м²/с

      ρ_ж = 900 кг/м³ 

      Найти: w -? 

      Решение:

dV = =

V =

M_тр = , Т = , S = π*D*L

V = , M = , μ = υ*ρ_ж

w = 1/с

Ответ: w = 2 1/с 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Задача  №2 

     Цилиндрическая цистерна наполнена  бензином, температура которого 20º С. Диаметр цистерны D, длина L. Глубина бензина в горловине h = 20 см, её диаметр d = 30 см. Определить силы давления на плоские торцевые стенки A и B цистерны в двух случаях: 1) когда цистерна не движется; 2) при движении цистерны горизонтально с положительным ускорением a. 

      Дано: 

                D = 1,82 м

                            L = 3,48 м

                               a = 5,86 м/с²

                                       h = 20 см = 0,2 м

                                      d = 30 см = 0,3 м

                                ρ = 745 кг/м³ 

                      Найти:

                                 F_A, F_A', F_B' - ? 
 

     Решение:  

     p_A = ρ*g*

     F_A = p_A*S = ;

     F_A' = F_A + F_ин = F_A + ;

     F_B' = F_A -  F_ин = F_A - ;

     F_A = = = 21,072 кН

     F_A' = F_A + F_ин = F_A + = 21072 + 745* *3,48*5,86 = 60,576 кН

     F_B' = F_A + F_ин = F_A - = 21072 - 745* *3,48*5,86 = -18,432 кН –

     Сила  направлена в противоположную сторону. 

     Ответ: F_A= 21,072 кН

                 F_A' = 60,576 кН

                 F_B' = 18,432 кН 
 
 
 
 
 
 
 

    Задача №3 

    Из  большего резервуара А, в котором  поддерживается постоянный уровень  жидкости, по трубопроводу, состоящему из трех труб, длина которых l₁ и l₂, диаметры d₁ и d₂, а эквивалентная шероховатость Δ_э, жидкость Ж при температуре 20 ºС течет в открытый резервуар Б. Разность уровней жидкости в резервуарах равна H. Определить расход Q жидкости, протекающей в резервуар Б. В расчетах принять, что местные потери напора составляют 20 % от потерь по  длине.

    

      Дано:

          Жидкость: Керосин  Т-1

                              H = 6,20 м

                          l₁ = 9,0 м

      l₂ = 8,1 м

      d₁ = 65 мм

      d₂ = 45 мм

      Δ_э = 0,05 мм

      Из  таблицы для керосина Т-1:

        υ = 0,025*10^-4 м²/с

        ρ_ж = 808 кг/м³ 

        Найти: Q - ? 

Решение: 

h_wξ = 0,2* h_wl

h_wl = ,   

Re =  
 
 
 

     Таблица 

Ответ: По графику  определяем, при разность уровней жидкости в резервуарах H = 6,2,

            расход Q = 7,536*10^-4 м³/с. 
 

    Задача  №4 

    Вал гидродвигателя Д, рабочий объем которого V₀, нагружен крутящим моментом М_к. К двигателю подводится поток рабочей жидкости – масло Ж, температура которого 60 ºС с расходом Q. КПД гидродвигателя: объемный η_о = 0,96 гидромеханический η_гм. Определить частоту вращения вала гидродвигателя и показания манометра М, установленного непосредственно перед двигателем, если потери давления в обратном клапане К_об составляет Δр_кл = 15,0 кПа. Длина сливной линии равна l_с, а диаметр d_с. Эквивалентная шероховатость Δ_э = 0,05 мм.

 

      Дано:

          Жидкость: веретенное АУ

                                                                            Q = 24 л/мин = 400 см³/с = 4*10^-4 м³/с

                                                   V₀ = 50 см³ = 50*10^-6м

                                  М_к = 35 Нм

                              η_гм = 0,88

        l_с = 3,10 м

        d_с = 13 мм

        Δр_кл = 15,0 кПа

        Из таблицы для масла веретенного АУ:

        υ = 0,098*10^-4 м²/с

       ρ_ж = 892 кг/м³ 

        Найти: n, p_м - ? 
 
 

     Решение:  

n = = = 8 1/с

p_м = Δр_гм + Δр_кл + Δр_сл

Δр_гм = = = 5 МПа

Δр_сл = ρ_ж*g* h_wl

h_wl =

Re = = =

= = 0,042

h_wl = = = 4,64 м

Δр_сл = ρ_ж*g* h_wl = 892* 9,8*4,64 = 40,56 кПа 

p_м = Δр_гм + Δр_кл + Δр_сл = 5000 кПа + 15 кПа + 40,56 кПа = 5055,56 кПа 

Ответ: p_м  =  5,056 МПа

            n = 8 1/с 
 
 

     Литература: 

1. Башта, Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы /Т.М. Башта. – Москва: Машиностроение, 1982.-423с.
2. Калекин, А.А. Гидравлика и гидравлические машины /А.А. Калекин. – Москва: Мир, 2005. – 512с.
3. Ольшанский, В.И. Расчет гидравлических и пневматических систем: учеб. пособие для вузов/ В.И. Ольшанский. – Витебск: УО «ВГТУ», 2001. – 77с.