Контрольная работа 2 Задача №1 (Вариант 8)
Рассчитать и построить характеристики
турбины турбобура
и
по
заданным размерам ступени турбины,
числу ступеней К и расходу Q
промывочной жидкости, исходя из данных,
приведенных в таблице 5.
Таблица 5
Наименование данных, единица измерения |
Значение |
Число ступеней К, шт |
99 |
Расход промывочной жидкости Q 10-3 м3/с |
42 |
Плотность жидкости ρ, кг/м3 |
1250 |
Средний диаметр турбины Dср, мм |
146,5 |
Радиальная длина лопатки l, мм |
19,5 |
Конструктивные углы выхода потока α1к = β2к, град |
|
Конструктивные углы выхода потока α2к = β1к, град |
900 |
Рис. 4. Схема ступени турбины турбобура.
Решение: Определим осевую скорость движения жидкости:
,
где
-
объемный КПД, из указаний к решению
задачи
;
-
коэффициент стеснения проточной части,
принимаемый равным 0,9.
=
4,94 м/с.
Определим максимальную величину окружной скорости
= 8,39 м/с.
Определим максимальную величину угловой скорости
= 114,54 рад/с.
Определим максимальную частоту вращения турбины турбобура
= 18,24 об/с = 1094,4 об/мин.
Момент и мощность на валу турбины турбобура определим по их индикаторным значениям и механическому КПД, то есть
,
где
,
- индикаторные значения момента и
мощности турбины турбобура;
-
механический КПД, при оптимальном режиме
изменяется в пределах 0,80…0,85.
С учетом механического КПД выражения для момента и мощности турбины турбобура примут вид
.
.
В эти формулы частоту вращения надо поставлять в об/мин.
= 78531,19 Вт.
Результаты расчетов моментов и мощностей турбины турбобура приведены ниже в таблице 6.
Таблица 6
Частота вращения вала турбины турбобура n, об/мин |
Момент на валу турбины турбобура М,
|
Мощность на валу турбины турбобура N, Вт |
0 |
2736 |
0 |
100 |
2486 |
26053 |
200 |
2236 |
46867 |
300 |
1986 |
62440 |
400 |
1736 |
72773 |
500 |
1486 |
77866 |
600 |
1236 |
77720 |
700 |
986 |
72333 |
800 |
736 |
61706 |
900 |
486 |
45840 |
1000 |
236 |
24733 |
1094 |
1 |
115 |
По данным таблицы 6 строим характеристику турбины турбобура (см. рис. 5).
Контрольная работа 2 Задача № 2 (Вариант 12)
Произвести расчет и дать схему объемного гидропривода возвратно-поступательного движения при следующих данных: необходимое полезное усилие, передаваемое рабочему органу, Р; длина хода поршня Lп; средняя скорость движения рабочего органа .
Трубопровод гидросистемы длиной lг
имеет n резких поворотов
на 900, два колена с плавным изгибом
на 900 и радиусом закругления
,
один предохранительный клапан и золотник
управления. В качестве рабочей жидкости
используется масло АМГ10.
Числовые значения исходных данных приведены в таблице 7.
Таблица 7
Наименование данных, единица измерения |
Значение |
Полезное усилие, передаваемое рабочему органу Р, кН |
15 |
Ход поршня силового гидроцилиндра Lп, м |
0,6 |
Средняя скорость движения рабочего органа , мм/мин |
400 |
Длина трубопровода гидросистемы lг, м |
15 |
Число резких поворотов трубопровода гидросистемы n, шт |
3 |
Решение: Начертим схему объемного гидропривода, которая приведена ниже на рис. 3.
Масло АМГ10 (Гидравлическое масло АМГ-10 применяется в гидросистемах авиационной и наземной техники, работающей в интервале температур окружающей среды от - 60 до 55°С. ГОСТ 6794-75 Вырабатывается на основе глубокодеароматизированной низкозастывающей фракции, получаемой из продуктов гидрокрекинга парафинистых нефтей и состоящей из нафтеновых и изопарафиновых углеводородов. Содержит загущающую и антиокислительную присадки, а также специальный отличительный органический краситель.) при температуре 400С имеет динамическую вязкость μ =11,5 мПа∙с и плотность ρ = 750 кг/м3.
Выберем силовой гидроцилиндр ГЦ 80.600.12.000 с диаметром цилиндра (поршня) D = 80 мм, штока поршня d = 45 мм, с длиной хода Lп = 600 мм и с максимальным рабочим давлением 12 МПа.
Определим расход масла в силовом гидроцилиндре, необходимый для перемещения поршня гидроцилиндра с заданной скоростью
м3/с.
Определим
подачу насоса
м3/с.
Выберем для трубопровода гидросистемы трубы с диаметром dтр = 8 мм.
Определим скорость движения масла в трубопроводе гидросистемы
= 0,5 м/с.
Определим режим течения масла в трубопроводе гидросистемы. Для этого вычислим числа Рейнольдса
= 261.
Так как
＜
2320 , то режим течения масла в
трубопроводе гидросистемы ламинарный
(2320 - критическое число Рейнольдса).
Коэффициент гидравлического трения определим по формуле:
= 0,25.
Определим потери напора в трубопроводе гидросистемы:
Трубопровод гидросистемы длиной lг имеет n резких поворотов на 900, два колена с плавным изгибом на 900 и радиусом закругления , один предохранительный клапан и золотник управления.. Значит
,
где
,
,
и
- коэффициенты местного сопротивления
резких поворотов, плавных поворотов,
предохранительного клапана и золотника
управления соответственно (из Приложения
2).
=
0,57 м.
Определим давление в силовом гидроцилиндре, переходящее в полезное усилие
= 4,368 МПа.
Определим мощность силового гидроцилиндра
= 142,3 Вт.
Рис. 3 Схема объемного гидропривода
1- силовой гидроцилиндр; 2 - насос; 3 - золотник управления; 4 - предохранительный клапан; 5 - трубопровод гидросистемы; 6 - бак. |
Определим давление насоса
= 4,372 МПа.
Определим мощность насоса
= 158 Вт.
Определим время одного хода поршня
90 с.