Задачник по Гидравлике, Гидромашинам и Гидроприводу

Определить избыточное давление воды в трубе В, если показание манометра р_м = 0,025 МПа. Соединительная трубка заполнена водой и воздухом, как показано на схеме, причем Н₁ = 0,5 м; Н₂ = 3 м. Как измениться показание манометра, если при том же давлении в трубе всю соединительную трубку заполнить водой (воздух выпустить через кран К)? Высота Н₃ = 5 м.

В U-образную трубку налиты вода и бензин. Определить плотность бензина, если h_б = 500 мм; h_в = 350 мм. Капиллярный эффект не учитывать.

В цилиндрический бак диаметром D = 2 м до уровня Н = 1,5 налиты вода и бензин. Уровень воды в пьезометре ниже уровня бензина на h = 300 мм. Определить вес находящегося в баке бензина, если ρ_б = 700 кг/м³.

Определить абсолютное давление воздуха в сосуде, если показание ртутного прибора h = 368 мм, высота Н = 1 м. Плотность ртути ρ = 13600 кг/м³. Атмосферное давление 736 мм. рт. ст.

Определить избыточное давление р₀ воздуха в напорном баке, по показанию манометра, составленного из двух U – образных трубок с ртутью. Соединительные трубки заполнены водой. Отметки уровней даны в метрах. Какой высоты H должен быть пьезометр для измерения того же давления p₀? Плотность ртути ρ_рт = 13600 кг/м³.

Определить силу давления жидкости (воды) на крышку люка диаметром D = 1 м в следующих двух случаях:
1) показание манометра р_м = 0,08 МПа; Н₀ = 1,5 м;
2) показание ртутного вакуумметра h = 73,5 мм при а = 1 м; ρ_рт = 13600 кг/м³; Н₀ = 1,5 м.

Определить объемный модуль упругости жидкости, если под действием груза А массой m = 250 кг поршень прошел расстояние Δh = 5 мм. Начальная высота положения поршня (без груза) Н = 1,5 м, диаметры поршня d = 80 мм и резервуара D = 300 мм, высота резервуара h = 1,3 м. Весом поршня пренебречь. Резервуар считать абсолютно жестким.

Для опрессовки водой подземного трубопровода (проверки герметичности) применяется ручной поршневой насос. Определить объем воды (модуль упругости К = 2000 МПа), который нужно накачать в трубопровод для повышения избыточного давления в нем от 0 до 1,0 МПа. Считать трубопровод абсолютно жестким. Размеры трубопровода: длина L = 500 м, диаметр d = 100 мм. Чему равно усилие на рукоятке насоса в последний момент опрессовки, если диаметр поршня насоса d_н = 40 мм, а соотношение плеч рычажного механизма а/b = 5?

Определить абсолютное давление воздуха в баке р₁, если при атмосферном давлении, соответствующем h_а = 760 мм рт. ст., показание ртутного вакуумметра h_рт = 0,2 м, высота h = 1,5 м. Каково при этом показание пружинного вакуумметра? Плотность ртути ρ = 13600 кг/м³.

При перекрытом кране трубопровода К определить абсолютное давление в резервуаре, зарытом на глубине Н = 5 м, если показание вакуумметра, установленного на высоте h = 1,7 м равно р_вак = 0,02 МПа. Атмосферное давление соответствует h_a = 740 мм. рт. ст. Плотность бензина ρ_б = 700 кг/м³.

Определить значение силы, действующей на перегородку, которая разделяет бак, если ее диаметр D = 0,5 м, показания вакуумметра р_вак = 0,08 МПа и манометра р_м = 0,1 МПа (рис. 11).

Определить силу, действующую на болты 1 крышки бака, если показание манометра р_м = 2 МПа, а угол наклона крышки α = 45°. В сечении бак имеет форму квадрата со стороной а = 200 мм.

Определить давление в гидросистеме и вес груза G, лежащего на поршне 2, если для его подъема к поршню 1 приложена сила F = 1 кН. Диаметры поршней: D = 300 мм, d = 80 мм. Разностью высот пренебречь.

Определить максимальную высоту Н_мах, на которую можно подсасывать бензин поршневым насосом, если давление его насыщенных паров составляет h_н.п = 200 мм. рт. ст., а атмосферное давление h_а = 700 мм. рт. ст. Чему равна при этом сила вдоль штока, если H₀ = 1 м, ρ_б = 700 кг/м³; D = 50 мм?

Определить минимальную силу тяжести груза G, который при заливке формы чугуном нужно положить на верхнюю опоку, чтобы предотвратить ее всплывание. Вес верхней опоки G_оп = 650 Н. Плотность жидкого чугуна ρ = 7000 кг/м³. Вес чугуна в литниках и выпорах не учитывать. Размеры: а = 150 мм; b = 150 мм; D₁ = 160 мм; D₂ = 300 мм.

Определить минимальную силу тяжести груза G, который при заливке формы чугуном нужно положить на верхний стержень чтобы, чтобы предотвратить его всплывание. Вес стержней с учетом веса чугуна в литнике и выпоре G₁ = 50 Н. Плотность жидкого чугуна ρ = 7000 кг/м³. Вес чугуна в литниках и выпорах не учитывать. Размеры: Н = 200 мм; D₁ = 140 мм; h = 80 мм; d = 120 мм.

В сосуде А и в трубе вода находится в покое; показание ртутного прибора h_рт = 295 мм. Определить высоту Н, если h = 1 м.

В герметичном сосуде-питателе А находится расплавленный баббит (ρ = 8000 кг/м³). При показании вакуумметра р_вак = 0,07 МПа заполнение разливного ковша Б прекратилось. Определить высоту уровня баббита h в сосуде – питателе А.

Избыточный напор газа на первом этаже дома дома составляет h₁ = 100 мм.вод.ст. Определить избыточный напор газа h₂ на высоте Н = 60 м, считая плотность воздуха и газа неизменными. Плотность газа ρ_г = 0,7 кг/м³, плотность воздуха ρ_в = 1,29 кг/м³.

Определить силу F, необходимую для удержания поршня на высоте h₂ = 2 м над поверхностью воды в колодце. Над поршнем поднимается столб воды высотой h₁ = 3 м. Диаметры: поршня D = 100 мм и штока d = 30 мм. Вес поршня и штока не учитывать.

В сосуде находится расплавленный свинец (ρ = 11 г/см³). Определить силу давления, действующую на дно сосуда, если высота уровня свинца h = 500 мм, диаметр сосуда D = 400 мм, показание мановакуумметра р_вак = 30 кПа.

Определить давление p₁ жидкости, которое необходимо подвести к гидроцилиндру, чтобы преодолеть усилие, направленное вдоль штока F = 1 кН. Диаметры: цилиндра D = 50 мм, штока d = 25 мм. Давление в бачке p₀ = 50 кПа, высота H₀ = 5 м. Силу трения не учитывать. Плотность жидкости ρ = 1000 кг/м³.

Система из двух поршней, соединенных штоком, находится в равновесии. Определить силу, сжимающую пружину. Жидкость, находящаяся между поршнями и в бачке, - масло с плотность ρ = 870 кг/м³. Диаметры: D = 80 мм; d = 30 мм; высота H = 1000 мм; избыточное давление р₀ = 10 кПа.

Давление в цилиндре гидравлического пресса повышается в результате нагнетания в него жидкости ручным поршневым насосом и сжатия ее в цилиндре. Определить число двойных ходов n поршня ручного насоса, необходимое для увеличения силы прессования детали А от 0 до 0,8 МН, если диаметры поршней D = 500 мм, d = 10 мм; ход поршня ручного насоса ℓ = 30 мм; объемный модуль упругости жидкости К = 1300 МПа; объем жидкости в прессе V = 60 л. Чему равно максимальное усилие F на рукоятке насоса при ходе нагнетания, если b/a = 10?

Определить абсолютное давление на поверхности жидкости в сосуде и высоту h, если атмосферное давление соответствует h_a = 740 мм. рт. ст., поддерживающая сила F = 10 Н, вес сосуда G = 2 Н, а его диаметр d = 60 мм. Толщиной стенки сосуда пренебречь. Плотность жидкости ρ = 1000 кг/м³.

Система из двух поршней, соединенных штоком, находится в равновесии. Определить силу, сжимающую пружину. Жидкость, находящаяся между поршнями и в бачке, - масло с плотность ρ = 870 кг/м³. Диаметры: D = 80 мм; d = 30 мм; высота H = 1000 мм; избыточное давление р₀ = 10 кПа.

В сосуд высотой Н = 0,3 м залита жидкость до уровня h = 0,2 м. Определить до какой угловой скорости ω можно раскрутить сосуд, чтобы жидкость не выплеснулась из него, если его диаметр D = 100 мм.

К расходомеру Вентури присоединены два пьезометра и дифференциальный ртутный манометр. Выразить расход воды Q через размеры расходомера D и d, разность показаний пьезометров H, а также через показание дифференциального манометра h. Дан коэффициент сопротивления участка между сечениями 1-1 и 2-2.

От бака, в котором с помощью насоса поддерживается постоянное давление жидкости, отходит трубопровод диаметром d = 50 мм. Между баком и краном К на трубопроводе установлен манометр. При закрытом положении крана р₀ = 0,5 МПа. Найти связь между расходом жидкости в трубопроводе Q и показанием манометра р при разных открытиях крана, приняв коэффициент сопротивления входного участка трубопровода (от бака до манометра) равным 0,5. Плотность жидкости ρ = 800 кг/м³. Подсчитать расход жидкости при полном открытии крана, когда показание манометра равно р = 0,485 МПа.

Вода ( ρ = 1000 кг/м³) перетекает из верхнего резервуара в нижний по расширяющейся трубе – диффузору, имеющему малый угол конусности и плавно закругленный вход. Пренебрегая потерей напора на входе в диффузор определить, при каком уровне воды Н₁ в верхнем резервуаре абсолютное давление в узком сечении 1-1 диффузора сделается равным нулю. Коэффициент сопротивления диффузора ζ_диф = 0,2. Размеры: d₁ = 100 мм; d₂ = 150 мм; H₂ = 1,15 м. Учесть потерю на внезапное расширение при выходе из диффузора. Атмосферное давление h_a = 750 мм. рт. ст.

Определить расход воды, вытекающей из бака через короткую трубку (насадок) диаметром d = 30 мм и коэффициентом сопротивления ξ = 0,5, если показание ртутного манометра h_рт = 1,47 м; Н₁ = 1 м; H₀ = 1,9 м; l = 0,1 м.

Сравнить коэффициенты сопротивления мерного сопла d, установленного в трубе, и расходомера Вентури, состоящего из такого же сопла диаметром d и диффузора. Коэффициенты сопротивления определить как отношение суммарной потери напора к скоростному напору в трубопроводе. Дано отношение диаметров D/d = 2. Принять коэффициенты сопротивлений: сопла ζ_с = 0,05; диффузора ζ_диф = 0,15 (оба коэффициента относятся к скорости в узком сечении). Определить потери напора, вызываемые мерным соплом h_с и расходомером h_р, при одинаковой скорости потока в трубе υ = 3 м/с.

Определить максимально возможную секундную утечку жидкости через зазор между насосным плунжером и цилиндром, если диаметр плунжера d = 20 мм; радиальный зазор при соосном расположении плунжера и цилиндра a = 0,01 мм; свойства жидкости: ν = 0,01 Ст; ρ = 800 кг/м³. Давление, создаваемое насосом р = 25 МПа, длина зазора l = 30 мм. Указание. Использовать формулу (2.13), а также комментарий к ней.

Определить направление истечения жидкости (ρ = ρ_вод) через отверстие d₀ = 5 мм и расход, если разность уровней H = 2 м, показание вакуумметра P_вак соответствует 147 мм рт. ст., показание манометра P_м = 0,25 МПа, коэффициент расхода μ = 0,62.

Из резервуара, установленного на полу и заполненного жидкостью до высоты H, происходит истечение жидкости через отверстие в стенке. На какой высоте у должно быть отверстие, чтобы расстояние х до места падения струи на пол было максимальным? Определить это расстояние. Жидкость считать идеальной.

«Сосуд Мариотта» представляет собой плотно закрытый сосуд, в крышке которого укреплена трубка, сообщающая сосуд с атмосферой. Трубка может быть укреплена на различной высоте. В стенке сосуда имеется отверстие диаметром d₀ = 10 мм, через которое происходит истечение в атмосферу. Какое давление установится в сосуде на уровне нижнего обреза трубки при истечении? Определить скорость истечения и время опорожнения «сосуда Мариотта» от верха до нижнего обреза трубки. Объемом жидкости в трубке и сопротивлением при истечении пренебречь (ε = 1). Форма сосуда цилиндрическая, D = 100 мм; H = 2 м, h₁ = 0,2 м, h₂ = 1 м.

Для сопла-заслонки, изображенной на схеме, определить силу, с которой жидкость воздействует на заслонку в следующих случаях: 1) когда заслонка плотно прижата к торцу сопла (x = 0) и истечения жидкости не происходит и 2) когда расстояние к достаточно велико и истечение происходит так, как показано на схеме. Давление в широкой части сопла (сечение 0-0) P₀ = 3 МПа, скорость v₀ = 0 в обоих случаях. Диаметр выходного канала сопла d = 2 мм; а коэффициент расхода μ = φ = 0,85. Чему было бы равно отношение сил F₂/F₁ в двух случаях при отсутствии потерь напора в сопле? Указание. Во 2−м случае следует записать уравнение количества движения в направлении струи.

Вода под избыточным давлением p₁ = 0,3 МПа подается по трубе с площадью поперечного сечения S₁ = 5 см² к баллону Б, заполненному водой. На трубе перед баллоном установлен кран К с коэффициентом местного сопротивления ζ = 5. Из баллона Б вода вытекает в атмосферу через отверстие площадью S₀ = 1 см²; коэффициент расхода отверстия равен μ = 0,63. Определить расход воды Q.

Определить время полного хода поршня гидроцилиндра при движении против нагрузки, если давление на входе в дроссель р_н = 16 МПа, давление на сливе р_с = 0,3 МПа. Нагрузка вдоль штока F = 35 кН, коэффициент расхода дросселя μ = 0,62, диаметр отверстия в дросселе d_др = 1 мм, плотность масла ρ = 900 кг/м³, диаметры: цилиндра D = 60 мм, штока d = 30 мм; ход штока L = 200 мм.

На рисунке показан всасывающий трубопровод гидросистемы. Длина трубопровода l = 1 м, диаметр d = 20 мм, расход жидкости Q = 0,314 л/с, абсолютное давление воздуха в бачке р₀ = 100 кПа, H =1 м, плотность жидкости ρ = 900 кг/м³. Определить абсолютное давление перед входом в насос при температуре рабочей жидкости t = 25 °С (ν = 0,2 Ст). Как изменится искомое давление в зимнее время, когда при этом же расходе температура жидкости упадет до -35 ℃ (ν = 10 Ст).

При каком диаметре трубопровода подача насоса составит Q = 1 л/с, если на выходе из него располагаемый напор H_расп = 9,6 м; длина трубопровода l = 10 м; эквивалентная шероховатость Δ_э = 0,05 мм; давление в баке P₀ = 30 кПа; высота H₀ = 4 м; вязкость жидкости ν = 0,015 Ст и ее плотность ρ = 1000 кг/м³? Местными гидравлическими сопротивлениями в трубопроводе пренебречь. Учесть потери при входе в бак.

Вода с вязкостью ν = 0,02 Ст нагнетается насосом из колодца в водонапорную башню по вертикальному трубопроводу. Определить диаметр трубы от крана К до бака d₂ если высота башни Н = 10 м; глубина погружения насоса H₀ = 5 м; высота уровня жидкости в баке h = 1 м; длина участка трубопровода от насоса до крана h₀ = 3 м; его диаметр d₁ = 40 мм; коэффициент сопротивления крана ζ_к = 3 (отнесен к диаметру d₁); показание манометра р_м = 0,3 мПа; подача насоса Q = 1,5 л/с. Учесть потерю скоростного напора при входе в бак. Трубы считать гидравлически гладкими.

Определить расход воды через сифонный трубопровод, изображенный на рисунке, если высота H₁ = 1 м; Н₂ = 2 м; Н₃ = 4 м. Общая длина трубы ℓ = 20 м, диаметр d = 20 мм. Режим течения считать турбулентным. Учесть потери при входе в трубу ζ₁ = 1; в коленах ζ₂ = 0,20; в вентиле ζ₃ = 4 и на трение в трубе λ_т = 0,035. Подсчитать вакуум в верхнем сечении х—х трубы, если длина участка от входа в трубу до этого сечения ℓ_х = 8 м.

Определить минимально возможный диаметр всасывающего трубопровода, если подача насоса составит Q = 1 л/с, высота всасывания H₀ = 2,5 м; длина трубопровода l = 3 м; шероховатость трубы Δ = 0,08 мм; коэффициент сопротивления входного фильтра ξ_ф = 5; максимально допустимый вакуум перед входом в насос p_вак = 0,08 МПа; вязкость рабочей жидкости ν = 0,01 Ст; плотность ρ = 1000 кг/м³.