Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Южно-Уральский Государственный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

10-10-2015_09-32-13 / Сборник задач по гидравлике. Бровченко П.Н

.pdf

Скачиваний:

232

Добавлен:

16.03.2016

Размер:

2.72 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 87 8 > Следующая >>>

Рис. 185

209. Определить коэффициент полезного действия насоса в объемной гидропередаче (рис. 185), если эффективная мощность гидромотора NЭФ=3,4 кВт. Объемный и гидромеханический

КПД О=0,9, ГМ=0,92 соответственно. Мощность, потребляемая насосом NН=3,8 кВт.

210. Определить мощность электродвигателя для привода шестеренного насоса с полезной подачей Q=500 см3/с и моментом на валу М=100 Нм.

Параметры насоса: модуль шестерен m=2,8 мм, диаметр начальной окружности DН=28 мм, ширина шестерен b=16 мм. Объемный КПД насоса О=0,85, гидромеханический ГМ=0,92.

211. Определить рабочий объем, подачу и выходное давление пластинчатого насоса однократного действия (рис. 186), необходимые для передачи момента на гидродвигателе МД=5 Нм, при вращении его со

скоростью n=500 об/мин. Рабочий объем гидромотора qГМ=40 см3/об, объемный и гидромеханический КПД О= ГМ=0,85. Конструктивные параметры насоса: диаметр статора D=100 мм, ширина пластин b=32мм, максимальный эксцентриситет e=6 мм. Потерями напора в гидролиниях пренеб-

речь. Полагать, что пластины – радиальные и пре- Рис. 186 небречь их толщиной.

212. Объемная гидростатическая передача (см. рис. 186) состоит из регулируемого аксиально-поршневого насоса и гидромотора. Определить скорость вращения гидромотора, если величина эксцентриситета насоса изменяется от 9 мм до

6 мм. Рабочий объем гидромотора q=24 см3/об, объемный КПД ОГМ=0,95. Параметры насоса имеют следующие значения: число оборотов n=900 об/мин, диаметр поршня d=25 мм, число цилиндров z=7. Объемный КПД насоса ОН=0,92.

213. Определить подачу радиально-поршневого насоса со следующими конструктивными параметрами: число цилиндров z=5, диаметр поршня d=30 мм, максимальный эксцентриситет e=10 мм. Число оборотов n=1200 об/мин, объемный КПД насоса О=0,925.

214. Давление в напорном трубопроводе аксиально-поршневого насоса (рис. 187) рН=20 МПа, диаметр поршней d=15 мм, количество поршней z=9, угол наклона диска

=30о. Рассчитать максимальную и минимальную величины составляющей N сил давления жидкости, воспринимаемых наклонным диском. Колебания давления во внутренних полостях насоса не учитывать.

Рис. 187

215. Рассчитать величину хода поршней, рабочий объем и расчетную подачу аксиально-поршневого насоса. Диаметр поршней d=18 мм, диаметр окружности расположения поршней в цилиндрическом блоке DБ=80 мм, угол наклона диска

=30о, число поршней z=7, частота вращения n=2500 об/мин. Изменение угла между шатунами и осью вращения блока цилиндров, обусловленное кинематикой шатунного привода поршней, не учитывать.

С П Р А В О Ч Н Ы Е Д А Н Н Ы Е

I	Физические характеристики жидкостей и твердых материалов

1.Плотности, модули упругости и коэффициенты растворимости воздуха жидкостей (осредненные значения)

		Бензин	Керосин	Спирт	Глицерин		Нефть					Масло
	Вода					Ртуть
Жид-	Вода					Ртуть		АМГ-10	12-И		20-И		50-И	-МС20		-Турб22
Жид-
кость

, кг/м3	1000	720	825	790	1260	13600	900	850	900		900		900	895		900
, кг/м3

Е, ГПа	2,1	1,33	1,3	0,9	4,5	33,0	1,35	1,35	1,35		1,4		1,5	—		1,75
Е, ГПа

С	0,16	2,20	1,27	—	—	—	—	0,94	0,76		0,75		—	—		—
С

П р и м е ч а н и е. Коэффициент растворимости С											объем воздуха				Р0		дан
П р и м е ч а н и е. Коэффициент растворимости С										объем жидкости						Р	дан
										объем жидкости						Р

при t0=200C и po = 0,1 МПа.

2. Плотности и модули упругости твердых материалов (осредненно)

Материал	Сталь	Чугун	Латунь	Дюралю-	Бетон
Материал	Сталь	Чугун	Латунь	миний	Бетон
				миний

, кг/м3	7800	7100	8400	2700	2000
Е, ГПа	210	100	95	71	19

3. Температурный коэффициент объемного расширения жидкости (104 t , 1/град) при нормальном атмосферном давлении

t, 0C	10	30	50	70	100
Вода	0,15	2,20	4,60	6,0	—

Масло	—	6,38	—	6,55	6,96
МС-20	—	6,38	—	6,55	6,96
МС-20

4. Коэффициент поверхностного натяжения воды и керосина

на границе с воздухом, МН/м

t, 0C	0	25	50		75
Вода	75,6	72,0	67,9		63,5

Керосин	28,9	26,4	24,2		—

	5. Давление насыщенных паров pнп, кПа

Жидкость		Температура t, oC
Жидкость	20	40	60	80	100
	20	40	60	80	100

Вода	2,4	7,5	20,2	48,2	103,3

Бензин	16,3	33,2	55,8	103,3	—

Керосин Т-1	3,9	5,7	7,5	12,1	20,3

Масло	—	0,2	0,4	0,8	1,8
АМГ-10	—	0,2	0,4	0,8	1,8
АМГ-10

Масло И-20	—	—	0,1	0,3	0,4

6. Кинематический коэффициент вязкости

1 – бензин; 2 – вода; 3 – керосин; 4 – нефть ( = 860 кг / м3);

масла: 5 – АМГ-10; 6 – И-12;

7 – И-20; 8 – турбинное 22; 9 – И-50; 10 – МС-20.

IIГидравлические сопротивления

1.Шкалы шероховатости трубопроводов и каналов а) Коэффициенты групповой шероховатости каналов

№ п/п	Характер стенки и дна канала		n

1	Бетонирование: хорошего качества		0,0120
		среднего качества
		среднего качества	0,0140
			0,0140
		плохого качества
		плохого качества	0,0170
			0,0170

2	Земля:	в хорошем состоянии	0,0225
		в среднем состоянии
		в среднем состоянии	0,0250
			0,0250
		в плохом состоянии
		в плохом состоянии	0,0300
			0,0300

3	Скала:	чисто обработанная	0,0225
		средне обработанная
		средне обработанная	0,0300
			0,0300
		грубо обработанная
		грубо обработанная	0,0400
			0,0400

б) Эквивалентная шероховатость труб

№	Эквивалентная шероховатость труб	, мм
п/п	Эквивалентная шероховатость труб	, мм
п/п

1	Цельнотянутые трубы из меди, латуни, стекла	0,0015…0,01

2	Алюминиевые трубы, резиновые шланги	0,01…0,06

3	Стальные трубы:
	а) новые бесшовные	0,02…0,10
	б) в средних условиях эксплуатации
	б) в средних условиях эксплуатации	0,20
	в) оцинкованные
	в) оцинкованные	0,07…0,15

4	Чугунные трубы:
	а) новые	0,25…1,00
	б) асфальтированные
	б) асфальтированные	0,12…0,30

5	Асбестоцементные трубы	0,1…0,6

6	Бетонные:
	а) с хорошей поверхностью	0,30…0,80
	б) в средних условиях	2,50

2. Коэффициент гидравлического трения

Коэффициент гидравлического трения зависит от числа Рейнольдса Re (чис-

ло Рейнольдса для круглых труб и каналов Re V d ; для каналов и труб произ-

вольного сечения Re V 4Rг , где V – средняя скорость течения жидкости,

м/с; d – диаметр живого сечения, м; – кинематический коэффициент вязкости, м2/с; RГ– гидравлический радиус) и относительной шероховатости стенок трубы

или канала к (к= d , где – абсолютная эквивалентная шероховатость), то есть,

f (Re,к) .

В диапазоне изменения числа Рейнольдса вся область сопротивления разбита на пять зон:

I зона. Re ≤ 2000 – зона ламинарного режима течения.

При ламинарном движении коэффициент гидравлического трения практически не зависит от шероховатости, являясь функцией только числа Рейнольдса, то есть I f (Re) , и определяется формулой Пуазейля:

I Re64 .

IIзона. 2000<Re<4000 – зона перемежаемости ламинарного и турбулентного режимов течения.

При данном режиме течения коэффициент гидравлического трения также не зависит от шероховатости, а зависит, как и в предыдущем случае, только от числа

Рейнольдса, то есть II f (Re). С увеличением числа Re относительная про-

должительность существования турбулентного режима растет, ламинарного – уменьшается. В этой зоне коэффициент гидравлического трения определяется

II (1 ) I III,

где коэффициент определяется следующей зависимостью:

sin 2	(	Re
		Re	1) .
			1) .
	2 2000

III зона. 4000 Re 15к – зона ―гладкостенного‖ сопротивления.

Взоне ―гладкостенного‖ сопротивления коэффициент гидравлического трения

зависит только от числа Рейнольдса, то есть III f (Re).

Если Re < 105 коэффициент гидравлического трения может быть определен по формуле Блазиуса

		67
	III	0,3164 .

		4 Re
		4 Re

Если Re 105 коэффициент гидравлического трения может быть определен по формуле Филоненко и Альтшуля

11,8 lg Re 1,64 .

III

IV зона.	15		Re	560	– переходная зона.
		к		к

В этой зоне коэффициент гидравлического трения зависит как от числа Рейнольдса, так и от шероховатости, то есть IV f (Re,к) и может быть определен по формуле Кольбрука

1	2 lg (	к	2,51	).

IV		3,7	Re IV

560

V зона. Re – зона ―квадратичного‖ сопротивления.

В зоне ―квадратичного‖ сопротивления коэффициент гидравлического трениявполне определяется шероховатостью стенок канала или труб, то есть,V f (к) . Для определения коэффициента гидравлического трения в этой зоне можно, например, воспользоваться формулой Никурадзе и Прандтля

1	2 lg(	k	),

V		3,7
V		3,7

либо формулой Шифринсона

V 0,11(к)0,25 .

Для определения коэффициента гидравлического трения в турбулентной области течения можно использовать универсальную формулу Альтшуля

0,11(к Re68 )0,25 .

По формулам последних трех зон построена номограмма.

Номограмма. Коэффициент в турбулентной области сопротивления

(III, IV, V зоны)

3. Коэффициенты местных сопротивлений

а) Вход в трубопровод (потери напора h

)

вх

вх 1 при в 0,5d

вх 0,5

вх 0,009...0,05

б) Резкое (внезапное) сужение

При

< 10

Re2

при

> 104

вс

0,5 (1

) .

ω1, V1

ω2, V2

V 2

здесь – площадь сечения.

вс

в) Резкое (внезапное) расширение русла

При Re

< 10

вр

Re1

при Re

>5·104

(1 1 )2 .

ω1, V1

ω2, V2

вр

hвр вр V12 .







					д) Сетка без обратного клапана


				2
	с	0,67...1,57				,	где – площадь поперечного сечения всасы-
		0,67...1,57				,	где – площадь поперечного сечения всасы-
						г) Обратный клапан с сеткой
				с		г) Обратный клапан с сеткой
			d, мм			40	50	75	100	125	150	200	250	300	400
			oк			12	10	8	7	6,5	6	5,2	4,5	3,7	3
			oк
вающей трубы; с – суммарная площадь сечений отверстий сетки.

	70
		е) Плавное сужение
	1

	2
V1			V2

		V 2												V d					2
h			2	;				Re						2					2			,
h				;				Re														,
	c	c 2g											2

																						1
при Θ < 11o									0,05 1 8													1				lg				11				,
при Θ < 11o					c				0,05 1 8																	lg						o		,
					c																											o

																						2
при Re < 105			, Θ > 11o															0,05 ,
2																c
																c

											19					1
при Re2 < 50						c					19					1					4 ctg3 .
при Re2 < 50																					4 ctg3 .
											Re2				2
											Re2				2
		ж) плавное расширение
														2
V1			1

																								V2




ℓ1,d1
ℓ1,d1												ℓ2,d2
												ℓ2,d2
					V 2															V d
h								1		; Re												1 1					.
h										; Re																	.
	диф		диф			2g								1

																		20							d						2
							o											20							d				2				4 ctg		3
При Re 50 и Θ < 40											диф												3						2
При Re 50 и Θ < 40											диф						Re						3					d
																	Re											d
																				1									1

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 87 8 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке 10-10-2015_09-32-13

#
16.03.201618.55 Mб50 12а. Темнов. Сборник задач по технической гидроаэромеханике.1997.djvu
#
16.03.2016979.06 Кб349РУКОВОДСТВО К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ НА КОМПЛЕКСЕ КАПЕЛЬКА.pdf
#
16.03.20162.72 Mб232Сборник задач по гидравлике. Бровченко П.Н.pdf