Р исунок - 1

При H = 4,5 м диаметр трубопровода должен быть d = 47,8 мм, чтобы обеспечить расход жидкости Q = 2,7 л/с.

Задача 19

(рис.23). Шток силового гидроцилиндра Ц нагружен силой F и под действием давления р перемещается слева направо, совершая рабочий ход s за время t. Рабочая жидкость при этом из штоковой полости цилиндра сливается через дроссель ДР. Диаметры поршня и штока соответственно равны D_п и D_ш.

Определить необходимое давление р рабочей жидкости в левой части цилиндра и потребную подачу Q. Потери давления в дросселе . К.п.д. гидроцилиндра: объемный , механический .

Д ано:

,

,

,

,

,

,

,

.

Определить: Q — потребную подачу; р — необходимое давление рабочей жидкости в левой части цилиндра.

Решение

1. Потребную подачу определяет через скорость перемещения поршня в цилиндре по формуле:

Площадь поршня в поршневой полости определяем по формуле:

Скорость перемещения поршня в целиндре слева направо определяем по формуле:

Подставим выражения формул , тогда:

2. Рабочее давление в левой части гидроцилинра определяем через полезную нагрузка F по формуле:

Площадь поршня в штоковой полсти определяем по формуле:

Подставив выражения их формул и тогда:

Теперь вычислим р:

Ответ: Q = 0,46 л/с — потребная подача; р = 1,49 МПа — необходимое давление рабочей жидкости в левой части цилиндра.

Задача 23

(рис.27). Центробежный насос, характеристика которого задана в условии (табл.3), работает в системе, перекачивая воду, температура которой T = 40С, из закрытого резервуара А в открытый резервуар Б. Стальные трубы всасывания и нагнетания соответственно имеют диаметр d_в и d_н, длину l_в и l_н, а их эквивалентная шероховатость . Перепад горизонтов в резервуарах равен H_г, а избыточное давление в резервуаре А равно р₀.

Найти рабочую точку при работе насоса в установке (определить напор, подачу и мощность на валу насоса).

При построении характеристики насосной установки местные гидравлические сопротивления учесть в крутых поворотах и при входе нагнетательного трубопровода в резервуар.

Д ано:

Ж — вода

T = 40°С,

,

,

,

,

,

,

.

Определить: Найти рабочую точку при работе насоса в установке (определить напор, подачу и мощность на валу насоса).

Решение

1. П остроим график заданной характеристики центробежного насоса — русунок 1 и рисунок 2.

Рисунок — 1

Рисунок — 2

2. Построим график потребного напора установки по уравнению:

где H_г – геометрическая высота нагнетания; (р₂ – р₁) – разность давлений (избыточных или абсолютных) в напорном и приемном резервуарах; – сумма потерь напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах.

Потребный напор это сумма статического напора и потери энергии.

По приложению 2 определим плотность воды при T = 40°С:

Найдем статический напор:

Так как потери зависят от расхода, то суммарные потери напора можно выразить следующим образом:

где – сопротивление трубопроводов. Они определяются по известным формулам для расчета гидравлически коротких трубопроводов, учитывая и местные потери и потери на трение по длине.

Если в уравнении выразить скорость через расход , получим

Коэффициент для нагнетательного трубопровода:

где - коэффициент гидравлического трения, опредеяется по через число Рейнольдса Re; - коэффициент местного гидравлического посротивления крутого поворота на 90^о, выбираем по приложению 4 ; - коэффициент местного гидравлического сопротивления при входе нагнетательного трубопровода в резервуар, выбираем по приложению 4 .

Коэффициент для всасывающего трубопровода:

где - коэффициент гидравлического трения, опредеяется по через число Рейнольдса Re; - коэффициент местного гидравлического посротивления крутого поворота на 90^о, выбираем по приложению 4 ;

Свободно задавая несколько значений расхода (в диапазоне, указанного в табл. 3), определяем коэффициенты сопротивления k_в и k_н, а после этого и .

2.1 Проведем расчет для всасывающего трубопровода при значении расхода .

Определим площадь живого сечения всасывающего трубопровода по формуле:

Теперь определим определяем среднюю скорость жидкости во всасывающем трубопроводе:

Кинематическую вязкость воды при T = 40°С определяем по приложению 1:

Определяем число Рейнольдса по формуле:

По числу Рейнольдса определяем режим течения жидкости — турбулентное движение (IV переходная зона, ).

Значение коэффициента гидравлического трения определяем по формуле А.Д. Альтшуля:

Теперь найдем по формуле (7):

2.2 Теперь проведем расчет для нагнетательного трубопровода при значении расхода .

Определим площадь живого сечения нагнетательного трубопровода по формуле:

Теперь определим определяем среднюю скорость жидкости в нагнетательном

трубопроводе:

Определяем число Рейнольдса по формуле:

По числу Рейнольдса определяем режим течения жидкости — турбулентное движение (IV переходная зона, ).

Значение коэффициента гидравлического трения определяем по формуле А.Д. Альтшуля:

Теперь найдем по формуле :

Теперь определим

Тогда или

В последнем выражении, кроме и Q, все значения постоянны и известны. Задавая значения Q из таблицы 3, рассчитываем значения Н_потр (см. таблицу 4) и строим характеристику сети (см. рисунок 3). Характеристики насоса и сети строятся в одинаковом масштабе в одних осях.

Таблица 4

Q, л/с	0	1	2	3	4	5	6	7	8
Hпотр, м	10	10,4	11,5	13,4	16,1	19,5	23,7	28,7	34,4