Задача 1

Определить величину и направление силы F, приложенной к штоку поршня для удержания его на месте. Справа от поршня находится воздух, слева от поршня и в резервуаре, куда опущен открытый конец трубы – глицерин. Показание пружинного манометра – 20000 Па (вак). Дано: Н=5м, D= 180, d=90 мм.

Решение:

Для удержания поршня на месте необходимо прижить силу, направленную от поршня, как показано на рисунке жирной стрелкой. По величине эта сила должна уравновесить силу давления в 0,2 атм. со стороны жидкости. Сила давления жидкости

Н.

Ответ: 679,5 Н; направлена вправо от поршня.

Задача 8

Жидкость (трансформаторное масло) попадает в открытый верхний бак по вертикальной трубе длиной = 12 м, и диаметром d = 60 мм за счет давления воздуха в нижнем замкнутом резервуаре. Определить давление р воздуха, при котором расход будет равен Q = 6 л/с. Принять при этом = 8, Sкл = 0,5, = 1, Rе = 0,2 мм.

Решение:

Для эквивалентной шероховатости Rе = (т / 0,11)4 d,

откуда т = 0,0254.

Перепад давлений вычисляется по формуле

Р – Ратм = (+ )

Суммарные потери напора

= (т * ) *

В результате получаем

+ т * = 12,4

= 2,7

Р – Ратм = 24 кПа.

Поскольку атмосферное давление равно 100 кПа, то Р = 124 кПа.

Ответ: Р = 1,24 атм.

Задача 17

Из бака А, в котором поддерживается постоянный уровень, вода протекает по цилиндрическому насадку диаметром d=25 мм в бак В, из которого сливается в атмосферу по короткой трубе диаметром D=31 мм, снабженной краном. Определить наибольшее значение коэффициента сопротивления крана , при котором истечение из насадка будет осуществляться в атмосферу. Потери на трение в трубе не учитывать. При этом см, Н = 128 см.

Решение:

Максимальное сопротивление крана будем находить из условия равенства расхода воды через трубу диаметром d=30 мм и через трубу диаметром D=37 мм, причем сопротивление при истечении воды через трубу d=30 мм не учитываем. Запишем это равенство расхода:

После элементарных преобразований:

Откуда:

.

Ответ: 0,24.

Задача 22

Центробежный насос производительностью Q=14 л/с работает при частоте вращения п=1475 об/мин. Определить допустимую высоту всасывания, если диаметр всасывающей трубы d=100 мм, а ее длина l=2,5 м. Коэффициент кавитации в формуле Руднева принять равным С=1200. Температура воды t=20°С. Коэффициент сопротивления колена =0,2. Коэффициент сопротивления входа в трубу =1,8. Эквивалентная шероховатость стенок трубы R=0,15 мм.

Решение:

Расход воды рассчитывается по формуле:

.

Выразим из этой формулы искомую величину (высоту) и подставим исходные данные задачи, учитывая, что 14 л/с равен 0,014 м3/с:

м.

Ответ: 2,34 м.

Задача 30

Поршневой насос простого действия с диаметром цилиндра D=90 мм, ходом поршня S=280 мм, числом двойных ходов в минуту п=80 ход/мин и объемным КПД hоб=0,9 подает рабочую жидкость в систему гидропровода. При какой частоте вращения должен работать включенный параллельно шестеренный насос с начальным диаметром шестерен d=72 мм, шириной шестерен b=70 мм, числом зубьев z=30 и объемным КПД hоб=0,86, чтобы количество подаваемой жидкости удвоилось?

Решение:

Поршневой насос простого действия с диаметром цилиндра D=90 мм, ходом поршня S=280 мм, числом двойных ходов в минуту п=80 ход/мин и объемным КПД hоб=0,9 подает рабочую жидкость в количестве

м3/мин.

Для расчета минутной подачи насосов с двумя одинаковыми шестернями можно пользоваться формулой

Q = з0A(Dг- A)bN ,

где з0 - объемный КПД насоса, зависящий от конструкции, технологии изготовления и давления насоса и принимаемый равным 0,7-0,95; А - расстояние между центрами шестерен, равное диаметру начальной окружности D; Dг - диаметр окружности головок зубьев; b - ширина шестерен; N - частота