САФУ, гидравлика и гидропривод (контрольная работа)

Выбор задач для решения осуществляется по последней цифре номера зачётной книжки (см. Табл. 1), а исходных данных к задачам - по предпоследней цифре номера зачётной книжки (см Табл. 2).

1. Паровой прямодействующий насос подает жидкость Ж на высоту Н (рис. 2). Каково рабочее давление пара, если диаметр парового цилиндра D, а насосного цилиндра d? Потерями на трение пренебречь.

2. В закрытом резервуаре (рис. 9) находится жидкость Ж под давлением. Для из­мерения уровня Ж в резервуаре выведен справа пьезометр. Левый пьезометр предназначен для измерения давления в резервуаре. Определить какую нужно назначить высоту zлевого пьезометра, чтобы измерить максимальное манометрическое давление в резервуаре р_м=600 кг/м²при показании правого пьезометра h.

3. Определить высоту столба ртути h₂(рис.7), если расположение центра трубопровода А на h₁ ниже линии разде­ла между жидкостью Ж и ртутью. Манометрическое давление в трубе - р_м.

4. Определить силу прессования  F, развиваемую гидравлическим прессом, у которого диаметр большего плунжера D, диаметр меньшего плунжера d. Больший плунжер расположен выше меньшего на величину H, рабочая жидкость Ж, усилие, приложенное к рукоятке, R(рис. 3.)

5. Определить при помощи дифференциального мано­метра разность давлений в точках В и А двух трубопроводов, заполненных жидкостью Ж. Высота столба ртути h₁-h₂=h.(рис.13).

6. Для схемы, показанной на рис. 14, превышение точки В над точкой А равно z. В качестве рабочей жид­кости применена жидкость Ж. Определить разность давлений в баллонах при показании прибора h, если в балло­нах а) жидкость Ж, б) вода.

7. Замкнутый резервуар разделен на две части плоской перего­родкой, имеющей квадратное отверстие со стороной а, закрытое крышкой (рис. 4). Давление над жидкостью Ж в левой части резервуара опре­деляется показаниями манометра р_м, давление воздуха в правой части - показаниями мановакуумметра р_в. Определить величину и точку прило­жения результирующей силы давления на крышку.

8. Шар диаметром D наполнен жидкостью Ж. Уровень жидкости в пьезометре, присоединенном к шару, установился на высоте Я от оси шара. Определить силу давления на боковую половину внутренней поверхности шара (рис. 5). Показать на чертеже вертикальную и го­ризонтальную составляющие, а также полную силу давления.

9. Определить силу давления на коническую крышку горизон­тального цилиндрического сосуда диаметром D, заполненного жидкостью Ж (рис.6). Показание манометра в точке его присоединения - р_м. Показать на чертеже вертикальную и горизонтальную составляющие, а также полную силу давления.

10. Определить диаметр dгоризонтального стального трубопровода длиной L = 20м, необходимый для пропуска по нему воды в количестве Q, если располагаемый напор равен H. Эквивалентная шероховатость стенок трубы k_э =0,15 мм.

Указание. Для ряда значений d и заданного Q определяется ряд значений потребного напора Н. Затем строится график Н_пот=f(d) и по заданному Н определяется d.

11. Жидкость Ж подается в открытый верхний бак по вертикальной трубе длиной L и диаметром d за счет давления воздуха в нижнем замкнутом резервуаре (рис.16). Определить давление р воздуха, при котором расход будет равен Q. Принять коэффициент сопротивления вентиля =8,0. Учесть потери напора на входе в трубу и на выходе из трубы. Эквивалентная шероховатость стенок трубы k_э=0,2 мм.

12. Поршень диаметром D движется равномерно вниз в цилиндре, подавая жидкость Ж в открытый резервуар с постоянным уровнем (рис. 17). Диаметр трубопровода d, его длина L. Когда поршень нахо­дится ниже уровня жидкости в резервуаре на H = 5 м, потребная для его перемещения сила равна F. Определить скорость поршня и расход жидкости в трубопроводе. Коэффициент гидравлического трения трубы принять =0,03. Учесть потери напора на входе в трубу и на выходе из трубы.

13. Вода перетекает из напорного бака, где избыточное давление воздуха р_м, в открытый резервуар по короткой трубе диаметром d, на которой уста­новлен кран. Чему должен быть равен коэффициент сопротивления крана для того, чтобы расход воды составлял Q? Высоты уровней Н₁ и Н₂ даны. Учесть потери напора на входе в трубу и на выходе из трубы. Рис 29.

14. Жидкость сливается из цистерны по трубе диаметром d, на которой установлен кран с коэффи­циентом сопротивления = 3 (Рис. 29) Определить расход жидкости при Н₁ и Н₂, если в верхней части цистерны имеет место вакуум р_вак=73,5 мм рт. ст. Потерями на трение в трубе пренебречь.

15. Насос нагнетает жидкость Ж в напорный бак, где установились постоянный уровень на высоте Н и по­стоянное давление р₂ (Рис. 31). Манометр, установленный на выходе из насоса на трубе диаметром d, по­казывает р₁. Определить расход жидкости Q, ес­ли диаметр искривленной трубы, подводящей жидкость к ба­ку, равен d₂; коэффициент сопротивления этой трубы принят равным =0,5.

16. Вода перетекает из верхне­го резервуара в нижний по расширяющейся трубе — диффу­зору, имеющему малый угол конусности и плавно закруглен­ный вход (Рис. 35). Пренебрегая потерей напора на входе в диффузор, определить, при каком уровне воды Н₁в верхнем резервуаре абсолютное давление в узком сечении 1—1 диффузора сдела­ется равным нулю. Коэффициент сопротивления диффузора = 0,2. Размеры: d₁; d₂; уровень Н₂. Учесть потерю на внезапное расширение при вы­ходе из диффузора. Атмосферное давление 750 мм рт. ст.

17. На поршень диаметром Dдействует сила F (рис.21). Определить скорость движения поршня, если в цилиндре находится вода, диаметр отверстия в поршне d, толщина поршня а. Силой трения поршня о цилиндр пренебречь, давление жидкости на верхнюю плоскость поршня не учитывать.

18. Определить длину трубы L, при которой расход жидкости из бака будет в два раза меньше, чем через отверстие того же диаметра d(рис. 22). Напор над отверстием равен Н. Коэффициент гидравлического трения и трубе принять =0,025.

19. Определить ширину проходного отвер­стия bи жесткость пружины с переливного клапана, который начинает перекрывать проходное отверстие при падении дав­ления на входе р_вх до 10 МПа и полностью перекрывает его при р_вх = 9 Мпа(рис. 36). Перепад давления на агрегате ...р = р_вх - р_сист при  полностью открытом  золотнике  и  расходе  Q должен быть 0,3 МПа. Проходное отверстие вы­полнено в виде кольцевой щели, диаметр золотника D, коэффициент расхода окна золотника ... = 0,62; ...= 850 кг/м³.

20. Определить значение силы F, преодолевае­мой штоком гидроцилиндра при движении его против на­грузки со скоростью v. Давление на входе в дрос­сель р_н; давление на сливе р_с; коэффициент расхода дросселя =0,62; диаметр отверстия дросселя d; D; d_ш; ... = 900 кг/м³.(на рис 37.)

21. Определить диаметр отверстия дросселя, установленного на сливе из гидроцилиндра, при условии движения штока цилиндра под действием внешней нагрузки F со скоростью v(рис. 39). Диаметры: штока d_ш, цилиндра D, коэффициент расхода дроссе­ля =0,62, плотность жидкости =850 кг/м³, давление на сливе р_с=0,3МПа.

Таблица 1