Реферат: Расчет параметров гидропривода
Омский государственный технический университет
Кафедра «Авиа- и ракетостроения»
Курсовая работа
Выполнение расчетов по курсу «Гидропривод ЛА»
за IIсеместр 2005 учебного года
Омск 2005
Задача №1
Вентиляционная труба диаметром /> имеет длину />. Определить давление />, которое должен развивать вентилятор, если расход воздуха, подаваемый по трубе, />. Давление на выходе из трубы равно атмосферному. Местных сопротивлений по пути не имеется. Кинематическая вязкость воздуха при />, плотность />, шероховатость внутренней поверхности трубы />.
Исходные данные: />.
Найти: />.
Решение:
/>— давление на входе в вентиляционную трубу.
/>— суммарные потери давления.
/> – местных сопротивлений по пути не имеется.
/>— скорость течения.
/>— потери давления на создание скорости.
/>— число Рейнольдса. При /> — турбулентный режим течения.
При />;
/> – коэффициент трения.
/>— потери давления на трение.
/>.
Задача №2
Расход воды /> в горизонтальной трубе кольцевого сечения, состоящей из двух концентрических труб. Внутренняя труба имеет наружный диаметр />, а наружная труба имеет внутренний диаметр />. Найти потери напора /> на трение на длине трубы />. Кинематическая вязкость воды при />, шероховатость труб />, плотность />.
Исходные данные: />.
Найти: />.
Решение:
/>— потери напора на трение.
/>— площадь проходного сечения.
/>.
/>— эквивалентный диаметр,
где /> — смачиваемый периметр.
/>. При /> — турбулентный режим течения.
При />.
/>.
/>— потери давления на трение.
/>.
Задача №3
Определить потери давления на трение в трубах круглого />, квадратного /> и треугольного /> (равносторонний треугольник) сечения при равных длине, площади «живого» сечения труб и скоростях движения воды. Длина труб />, площадь «живого» сечения />, средняя скорость движения воды />. кинематическая вязкость воды при />, плотность />, шероховатость труб />.
Исходные данные: />.
Найти: />, />, />.
Решение:
Определим потери давления на трение в трубах круглого /> сечения.
Площадь круглого сечения />.
/>. При /> — турбулентный режим течения.
При />
/>.
/>.
Определим потери давления на трение в трубах квадратного /> сечения.
Площадь квадратного сечения />,
где /> — сторона квадрата.
/>.
где />.
--PAGE_BREAK--/>. При /> — турбулентный режим течения.
При/>
/>
/>.
Определим потери давления на трение в трубах треугольного /> (равносторонний треугольник)
сечения.
Площадь треугольного сечения />,
где /> — сторона треугольника.
/>.
где />.
/>. При /> — турбулентный режим течения.
При/>
/>
/>.
Задача №4
Как изменится расход мазута /> при подаче его по круглой трубе диаметром />, длиной />, если потери давления в трубе составляют />, а температура мазута составляет от /> до />? Кинематическая вязкость мазута при />, при />, плотность /> и изменяется незначительно, шероховатость трубы />.
Исходные данные: />.
Найти: />.
Решение:
При решении данной задачи не будем брать во внимание потери давления на создание скорости и считаем, что местных сопротивлений по пути не имеется:
/>и />.
Формула расхода имеет вид: />
1) Температура мазута составляет />.
Примем: />.
/>. При /> — ламинарный режим течения.
/>.
2) Температура мазута составляет />.
Примем: />.
/>. При /> — турбулентный режим течения.
При />;
/>.
/>;
/>/>/>.
/>— при повышении температуры расход мазута увеличился.
Задача №5
Определить потери давления /> и/> в магистралях гидропередачи (рис. 1), если расходы жидкости: /> и />, диаметры трубопроводов: /> и />, длины магистралей: /> и />, плотность рабочей жидкости />, кинематическая вязкость жидкости при />.
/>
Исходные данные:
/>.
Найти: />; />.
Решение:
/>— суммарные потери давления.
1) Определим />.
/>— скорость течения.
/>— потери давления на создание скорости.
/>. При /> — ламинарный режим течения.
/>.
/>— потери давления на трение.
/>,
где /> — для угла поворота, равного />.
/>.
продолжение--PAGE_BREAK--
2) Определим />.
/>.
/>— потери давления на создание скорости.
/>. При /> — ламинарный режим течения.
/>.
/>— потери давления на трение.
/>.
/>.
Задача №7
Определить потери давления /> при внезапном расширении трубопровода с /> до />, если скорость воды в подводящем трубопроводе />, кинематическая вязкость при />, плотность />.
Исходные данные: />.
Найти: />.
Решение:
/>,
где />; />; />.
Подставляя данные равенства в формулу для />, получим:
/>.
Задача №8
Для ограничения расхода воды в водопроводной линии установлена диафрагма. Избыточное давление в трубе до и после диафрагмы постоянны и равны соответственно /> и />, диаметр трубы />. Определить необходимый диаметр отверстия диафрагмы /> с таким расчётом, чтобы расход в линии был равен />, если плотность воды при />/>.
Исходные данные:
/>.
Найти: />.
Решение:
Формула расхода жидкости через диафрагму:
/>,
где /> — коэффициент расхода: />;
/>— площадь проходного сечения: />;
/>— перепад давлений.
Преобразовав, получим:
/>
Задача №6
Определить расходы воды в трубе прямоугольного поперечного сечения /> с отношением сторон /> и в круглой трубе /> при той же площади поперечного сечения />, если потери давления в этих трубопроводах одинаковы и равны />, а длина каждой трубы />. Кинематическая вязкость воды при />, плотность />.
Исходные данные: />.
Найти: />, />.
Решение:
Формула расхода имеет вид: />.
Определим стороны прямоугольной трубы:
/>/>/>
/>— эквивалентный диаметр,
где />.
Определим диаметр круглой трубы:
/>.
Предположим, что режим течения ламинарный. Тогда
/>, где /> и />.
Откуда для прямоугольной трубы получаем:
/>.
/>. При /> — ламинарный режим течения. Предположение верно.
/>.
Для круглой трубы получаем:
/>.
/>. При /> — ламинарный режим течения. Предположение верно.
/>.
Задача №9
продолжение--PAGE_BREAK--
Определить теоретическую />, полезную /> и приводную /> мощности насоса и крутящий момент /> на его валу при расчётной подаче /> и числе оборотов />, если давления на выходе насоса /> и на входе />; объёмный КПД /> и механический КПД />.
Решение:
/>.
/>.
/>.
/>.
Задача №10
Определить эффективную мощность /> и эффективный крутящий момент /> на валу гидромашины с указанными в задаче №10 параметрами при работе её в режиме гидромотора.
Решение:
/>.
/>
/>.
/>
Задача №11
Рассчитать усилие />на штоке гидроцилиндра и скорость /> его перемещения при дроссельном регулировании. Сечение регулирующего дросселя />; давление в напорной магистрали />(объёмные и механические потери и давление в сливной магистрали не учитывать); рабочая площадь поршня />; коэффициент расхода дросселя />; плотность жидкости />.
Исходные данные: />.
Найти: />, />.
Решение:
/>Полагаем, что давление слива мало:/>.
/>
/>
/>
Задача №12
Рассчитать мощность />, подводимую к гидроцилиндру потоком жидкости с параметрами: нагрузка на штоке />, скорость поршня />, рабочая площадь поршня />, сила трения в подвижных сочленениях />, коэффициент перетечек через уплотнение поршня />.
Решение:
/>;
/>;
Запишем условие равновесия поршня:
/>.
Отсюда />;
/>;
/>;
/>;
/>.
Задача №22
Определить давление /> на входе в силовой цилиндр. Нагрузка на штоке />, скорость поршня />, диаметры поршня />, штока />, трубопровода />, длина трубопровода />. Плотность жидкости />, вязкость />.
Решение:
/>— давление на выходе силового цилиндра.
/>-атмосферное давление.
/>,
где />;
/>. При /> — ламинарный режим течения.
/>.
Отсюда />.
Запишем условие равновесия поршня:
/>.
Отсюда />.
Задача №23
Определить нагрузку на штоке /> и скорость поршня /> силового гидроцилиндра при перемещении его вверх, если диаметры поршня />, штока />, трубопровода />, длина трубопровода />. Давление на входе в гидроцилиндр />, производительность насоса />. Плотность рабочей жидкости />, вязкость />.
продолжение--PAGE_BREAK--
Решение:
/>.
/>.
/>. При /> — ламинарный режим течения.
/>.
/>.
/>.
Запишем условие равновесия поршня:
/>.
Отсюда
/>
Задача №24
Определить давление, создаваемое насосом />, и скорость поршня />, если длина трубопроводов до и после гидроцилиндра равна />, их диаметры />, диаметры поршня />, штока />, нагрузка на штоке />, подача насоса />, плотность рабочей жидкости />, вязкость />.
/>
Решение:
/>;
Давление в гидроцилиндре:
/>.
Уравнение расходов:
/>.
Потери давления в трубопроводах:
/>;
/>
/>. При />— ламинарный режим течения.
/>.
/>.
/>.
/>.
/>.
Задача №25
Определить скорость поршня />и минимально допустимый диаметр />дроссельной шайбы в напорной линии гидропривода, обеспечивающий перемещение поршня гидроцилиндра без кавитации. Растягивающая нагрузка на штоке />, давление насоса />, слива />, насыщенных паров жидкости />, диаметры дроссельной шайбы на сливе />, поршня />, штока />, плотность рабочей жидкости />, коэффициент расхода дроссельных шайб />.
/>
Решение:
Условие работы без кавитации:
/>;
/>;
/>;
/>;
/>.
/>.
Расход через второй дроссель равен:
/>.
/>.
/>.
/>.
/>.
Задача №26
Пренебрегая гидравлическими потерями в трубопроводах, определить давление />за насосом и скорость перемещения поршня />. Нагрузка на штоке />, диаметр поршня />, плотность рабочей жидкости />, коэффициент расхода дроссельной шайбы />, площадь проходного сечения дросселя />, подача насоса />.
продолжение--PAGE_BREAK--
/>
Решение:
Уравнение давлений:
/>.
/>.
/>.
Уравнение расходов:
/>.
/>.
/>.
Скорость поршня:
/>.
/>.
Задача №27
Определить давление />за насосом и диаметр дросселя />для перемещения поршня со скоростью />. Нагрузка на штоке />, диаметры поршня />, штока />, трубопроводов />, длины трубопроводов до и после гидроцилиндра />и />, плотность рабочей жидкости />, вязкость />, коэффициент расхода дроссельной шайбы />, подача насоса />.
/>
Решение:
/>;
/>;
Уравнение расходов:
/>.
/>
/>
/>.
Из условий равенства расходов найдём:
/>и />;
/>;
/>
/>. При />— ламинарный режим течения.
/>.
/>.
/>.
/>.
Находим давление насоса:
/>.
/>.
/>.
/>.
/>.
Задача №28
Определить давление />на входе в гидроцилиндр для перемещения поршня вправо со скоростью />. Нагрузка на штоке />, диаметры поршня />, штока />, дросселя />, плотность рабочей жидкости />, коэффициент местного сопротивления дроссельной шайбы />. Другими местными сопротивлениями и потерей давления на трение по длине трубопроводов пренебречь.
продолжение--PAGE_BREAK--
/>
Решение:
Уравнение давлений:
/>
/>;
/>;
Из условия равенства расходов имеем:
/>
/>;
Тогда:
/>;
Давление, создаваемое насосом:
/>.
Задача №29
Определить коэффициент местного сопротивления дроссельной шайбы />, пренебрегая другими местными сопротивлениями, для перемещения поршня вправо со скоростью />. Нагрузка на штоке />, диаметры поршня />, штока />, дросселя />, трубопроводов />, длины трубопроводов до и после гидроцилиндра />и />, плотность рабочей жидкости />, вязкость />, давление на входе в гидроцилиндр />.
/>
Решение:
Уравнения давлений:
/>;
/>.
/>.
Из условий равенства расходов найдём:
/>и />;
/>
/>
/>;
/>.
/>. При />— ламинарный режим течения.
/>.
/>.
/>.
/>.
/>.
/>.
/>.