Учебно-методическое пособие
по изучению дисциплины
и задания для контрольных работ
ГИДРАВЛИКА
студентам-заочникам
направления 35.03.06 Агроинженерия
направления 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника
направления 23.03.03 Эксплуатация транспортно
-технологических машин и комплексов
Ф.А. Васильев, В.В. Пальвинский, А.С. Васильева
Иркутск 2018 г.
Ссылка на пособие - внизу материала (если кому надо...)
| ГОТОВЫЕ ВАРИАНТЫ |
||
| Цена Варианта - 1200 руб. (pdf) | ||
| Вариант 07 |
Файл РЕШЕНИЙ | 7,17,27,37,47,57,67,77,87,98,110,112 |
| Вариант 10 | Файл РЕШЕНИЙ | 1,12,23,34,45,56,67,78,89,100,108,116 |
| Вариант 29 |
Файл РЕШЕНИЙ |
1,20,29,38,47,56,65,74,83,99,102,115 |
| Вариант 38 |
Файл РЕШЕНИЙ | 10,12,24,36,48,60,62,74,86,100,107,114 |
| Вариант 81 |
Файл РЕШЕНИЙ | 9,16,23,40,47,54,61,78,85,96,105,114 |
Задачи из Вариантов по отдельности:
| КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 | |
| Тема 1 - Гидростатическое давление и его измерение | |
| Цена Задачи - 80 руб. (pdf) | |
| 1. Определить абсолютное давление в сосуде (рис. 1.1) по показанию жидкостного манометра, если известно: h1 = 2 м; h2 = 0,5 м; h3 = 0,2 м; ρм = 880 кг/м3 |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| 7. Закрытый резервуар (рис. 1.4) заполнен бензином. Определить показания манометра рм, если показание открытого пьезометра h = 2,4 м при нормальном атмосферном давлении, а глубина погружения точки A − ha = 1,1 м. |
 |
| РЕШЕНИЕ | |
| 9. Закрытый резервуар с керосином (рис. 1.5) снабжен закрытым пьезометром, дифференциальным ртутным и механическим манометрами. Определить высоту поднятия ртути hрт в дифференциальном манометре и пьезометрическую высоту hx в закрытом пьезометре, если показания манометра Pм = 0,12 МПа, а расстояния между точками соответственно равны: h1 = l,3 м, h2 = 2,3 м, h3 = 2,0 м. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| 10. К двум резервуарам А и В, заполненным водой, присоединен дифференциальный ртутный манометр (рис. 1.6). Составить уравнение равновесия относительно плоскости равного давления и определить разность давлений в резервуарах А и В, если расстояния от оси резервуара до мениска ртути равны h1 = l,5 м, h2 = 0,8м. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| Тема 2 - Использование гидростатического давления в механизмах |
|
| Цена Задачи - 80 руб. (pdf) | |
| 12. Определить давление в гидросистеме (рис. 2.2), заполненной минеральным маслом (ρм = 920 кг/м3), и массу груза т, лежащего на большем поршне, если для его подъема приложена сила F=200 Н к меньшему поршню. Диаметры поршней соответственно D = 200 мм, d= 40 мм. Разностью высот поршней пренебречь. | |
 |
|
| РЕШЕНИЕ | |
| 16. В пружинном гидроаккумуляторе (рис. 2.6) энергия накапливается за счет сжатия пружины при перемещении гидроцилиндра вправо относительно неподвижного поршня под давлением р жидкости, поступающей через отверстие в штоке. Диаметр поршня d = 40 мм, жесткость пружины с = 40 Н/мм, сила предварительного сжатия ее 2000 Н, перемещение гидроцилиндра при зарядке гидроаккумулятора x = 100 мм. Определить давление в начале и в конце зарядки гидроаккумулятора. Силами трения пренебречь. | |
 |
|
| РЕШЕНИЕ | |
| 17. На рис. 2.7 представлен преобразователь давления (мультипликатор) возвратно-поступательного действия. Определить давление р2, получаемое на выходе его, если в рабочую полость большего цилиндра подается жидкость под давлением p1 = 5 МПа, а противодавление сливной линии рс = 0,05 МПа, диаметры поршня D = 80 мм и плунжера d = 40 мм. Силами трения в уплотнителях пренебречь. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| 20. Для накопления энергии используется грузовой гидроаккумулятор (рис. 2.10), имеющий диаметр плунжера d = 100 мм. Определить общую массу груза m, необходимую для создания давления в цилиндре р = 2,0 МПа, и запасаемую аккумулятором энергию при подъеме гидроцилиндра с грузом на высоту Н = 1 м. Силы трения не учитывать. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| Тема3 - Сила гидростатического давления на плоскую поверхность |
|
| Цена Задачи - 100 руб. (pdf) | |
| 23. Поворотный клапан закрывает выход из бензохранилища в трубу квадратного сечения (рис. 3.3). Определить, какую силу Т нужно приложить к тросу для открытия клапана при следующих данных: h = 0,4 м; Н = 1,0 м; α = 30°; плотность бензина ρб = 700 кг/м3. Манометрическое давление паров бензина в резервуаре рм=10 кПа. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| 24. В вертикальной стенке закрытого резервуара с нефтью (рис. 3.4) имеется квадратное отверстие со стороной b = 0,5 м. Определить величину и точку приложения силы давления жидкости на крышку, перекрывающую это отверстие, если Н = 1 м, показание ртутного U-образного манометра, подключенного к резервуару, h = 300 мм. |
 |
| РЕШЕНИЕ | |
| 27. Для регулирования уровня воды в напорном резервуаре установлен поворачивающийся прямоугольный затвор АВ (рис. 3,7), который открывает отверстие в вертикальной стенке. Определить начальное натяжение троса Т, если размеры клапана a∙b = 0,6∙1,2 м, глубина h1 = 2,4 м и манометрическое давление на поверхности воды рм = 12 кПа. Трением в шарнирах пренебречь. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| 29. В наклонной стенке резервуара для отработанного моторного масла (ρм = 870 кг/м3) имеется прямоугольное отверстие с размерами a∙b = 0,8∙1,6 м (рис. 3.9). Определить силу гидростатического давления, которую воспринимают болты крепления крышки, координаты центра давления, построить эпюру гидростатического давления на крышку. Глубина до верхней кромки отверстия Н = 3,0 м, угол наклона стенки α= 60°. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| Тема 4 - Гидравлический расчет коротких трубопроводов | |
| Цена Задачи - 150 руб. (pdf) | |
| 34. По новому стальному трубопроводу, состоящему из двух последовательно соединенных труб (рис. 4.2) вода выливается в атмосферу из резервуара, в котором поддерживаются постоянными уровень H = 5,4 м и манометрическое давление pм. Определить величину манометрического давления pм для обеспечения расхода Q = 7,0 л/с при следующих данных: диаметры труб d1 = 75 мм, d2 = 50 мм; длины – l1=25 м, l2 = 34 м, температура воды t = 20°С, угол открытия крана Θ = 20°. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| 36. Определить внутренний диаметр d сифона, предназначенного для переброски воды из верхнего резервуара в нижний (рис. 4.3) при постоянной разности уровней H = 2,0 м, расходе Q = 5,0 л/с. Трубопровод стальной, оцинкованный, не новый, длина его 25 м, температура воды 25 °С. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| 37. Насос (рис. 4.4) подает воду на h = 8 м по стальному не новому трубопроводу диаметром d = 50 мм и длиной l = 20 м, на котором имеются обратный клапан, вентиль с прямым затвором, два резких поворота на углы β1 = 60° и β2 = 30°. Расход Q = 2,5 л/с, давление в конце трубопровода р2 = 150 кПа, температура воды − 15°С. Определить давление p1 в начале трубопровода (на выходе из насоса). |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| 38. Из резервуара А в резервуар В за счет сжатого воздуха подаётся минеральное масло (рис. 4.5) по новому стальному трубопроводу диаметром d = 25 мм при температуре t = 15°С. Определить величину манометрического давления рм для обеспечения расхода Q = 1 л/с при следующих данных: длина трубопровода l = 18 м, перепад уровней в резервуарах H = 4,0 м, кинематическая вязкость и плотность масла соответственно равны - v = 10 сСт = 1∙10-6 м2/с, ρ = 890 кг/м3, атмосферное давление ратм = 100 кПа, угол открытия крана θ = 30°. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| 40. Из резервуара А (рис. 4.6) минеральное масло выливается в резервуар В по стальной трубе диаметром d = 20 мм, в конце которой имеется пробковый кран. Определить, за какое время заполнится резервуар В объемом V = 10 л, если H = 1,5 м, длина трубопровода l= 3,2 м, высота выступов шероховатости Δ = 0,1 мм, плотность масла ρм = 890 кг/м3, кинематический коэффициент вязкости v = 50 сСт=5∙10-6 м2/с, кран полностью открыт. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| Тема 5 - Истечение жидкости через отверстия и насадки | |
| Цена Задачи - 100 руб. (pdf) | |
| 45. В вертикальной стенке, разделяющей открытый резервуар на две части (рис. 5.5), расположено отверстие диаметром d1 = 50 мм. В наружной стенке имеется другое отверстие диаметром d2. Центры обоих отверстий расположены на высоте h = 1,0 м от дна. Глубина воды в левой части резервуара h1 = 2,5 м; расход через отверстия Q = 3,1 л/с. Определить глубину h2 воды в правой части резервуара и диаметр d2 отверстия в наружной стенке. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| 47. Открытый цилиндрический резервуар (рис. 5.6) диаметром D = 1,2 м заполнен слоями воды и масла (ρм = 880 кг/м3) одинаковой толщины h = 0,8 м. Определить, за какое время произойдет полное опорожнение резервуара через отверстие диаметром d = 25 мм. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| 48. Какое избыточное давление рм воздуха нужно поддерживать в баке (рис. 5.7); чтобы его опорожнение происходило в два раза быстрее, чем при атмосферном давлении над уровнем воды; каким будет при этом время опорожнения бака? Диаметр бака D = 0,9 м, его начальное заполнение H = 2,1 м. Истечение происходит через цилиндрический насадок диаметром d = 30 мм, коэффициент расхода которого μ = 0,82. |  |
| РЕШЕНИЕ | |
| Тема 6 - Гидравлический расчет длинных трубопроводов | |
| Цена Задачи - 150 руб. (pdf) | |
| 61…70. Длинный трубопровод (рис. 6.1-6.2) с параллельным и последовательным соединением труб подключен к баку с водой и должен обеспечивать расходы Q2 и Q3 в узловых точках, а также избыточное давление р3 на выходе (при полностью открытой задвижке). Вычислить, какой требуется для этого уровень H воды в баке. Потери напора на местных сопротивлениях принять равными 8% от потерь напора по длине. Исходные данные для решения задач 61 ...70 приведены в табл. 6.1. |
|
 |
|
 |
|
| Задача 61 РЕШЕНИЕ |
d1 = 80 мм; d2 = 60 мм; d3 = 75 мм; l1 = 80 м; l2 = 90 м; l3 = 100 м; Q2 = 5 л/с; Q3 = 5 л/с; Δz = 3 м; pм = − МПа; p3 = 0,2 МПа; Вид труб – стальные новые. |
| Задача 62 РЕШЕНИЕ |
d1 = 100 мм; d2 = 100 мм; d3 = 125 мм; l1 = 200 м; l2 = 230 м; l3 = 300 м; Q2 = 10 л/с; Q3 = 15 л/с; Δz = -4 м; pм = 0,2 МПа; p3 = 0,1 МПа Вид труб – стальные новые. |
| Задача 65 РЕШЕНИЕ |
d1 = 100 мм; d2 = 60 мм; d3 = 80 мм; l1 = 200 м; l2 = 220 м; l3 = 150 м; Q2 = 8 л/с; Q3 = 5 л/с; Δz = -3 м; pм = − МПа; p3 = 0,08 МПа; Вид труб – полиэтиленовые. |
| Задача 67 РЕШЕНИЕ |
d1 = 80 мм; d2 = 125 мм; d3 = 100 мм; l1 = 220 м; l2 = 210 м; l3 = 170 м; Q2 = 12 л/с; Q3 = 9 л/с; Δz = 0 м; pм = − МПа; p3 = 0,12 МПа; Вид труб – чугунные новые. |
| Тема 7 - Гидравлический удар в трубопроводе | |
| Цена Задачи - 100 руб. (pdf) | |
| 71…80. Жидкость поступает из бака в трубопровод имеющий внутренний диаметр d, толщину стенки δ, длину l и движется в нем равномерно, при этом расход равен Q, давление перед затвором, установленным на конце трубопровода — р0. Определить повышение давления и напряжение в стенке трубы перед затвором при pезком закрытии последнего в течение заданного времени t3. | |
| Задача 74 РЕШЕНИЕ |
𝑙 = 150 м; d = 80 мм; δ = 2,5 мм; Q = 12 л/с; р0 = 0,1 МПа; tзакр = 0,2 с Трубы – сталь легированная. Жидкость – минеральное масло |
| Задача 77 РЕШЕНИЕ |
𝑙 = 400 м; d = 100 мм; δ = 3 мм; Q = 20 л/с; р0 = 0,2 МПа; tзакр = 1,0 с; Трубы – алюминий. Жидкость – бензин |
| Задача 78 РЕШЕНИЕ |
𝑙 = 450 м; d = 150 мм; δ = 4 мм; Q = 40 л/с; р0 = 0,2 МПа; tзакр = 0,8 с; Трубы – алюминий. Жидкость – бензин |
| КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 | |
| Тема8 - Гидравлический расчет разомкнутой сети сельскохозяйственного водоснабжения | |
| Цена Задачи - 150 руб. (pdf) | |
| 81…90. Выполнить упрощенный гидравлический расчет разомкнутой (тупиковой) сети сельхозводоснабжения, которая предназначена для населенного пункта с производственно- хозяйственным комплексом. Исходные условия. На основании генерального плана хозяйства составлена схема водопроводной сети (см. на рис. 8..1... 8.5 схему, соответствующую номеру задачи в табл. 8.1). Известны условные геодезические отметки Δi узловых точек, длина участков трубопровода между ними, путевой расход QП и расходы Qi в узловых точках, соответствующие общему максимальному расходу водопроводной сети, необходимый свободный напор [Hсв]. Требуется: определить расчетные расходы и выбрать диаметры труб для всех участков трубопровода; вычислить напоры в узловых точках; построить график пьезометрических напоров; определить основные параметры водонапорной башни (минимальный напор, регулирующий и полный объемы бака), работающей совместно с насосной станцией в автоматическом цикличном режиме; выбрать соответствующий типоразмер насосного агрегата. |
|
| Задача 83 (Рис. 8.2) РЕШЕНИЕ |
|
| Q5 = 3,4 л/с; Q6 = 3,9 л/с; Q7 = 3,0 л/с; Qп = 4,5 л/с. Нсв = 12 м. Lвс = 18 м. L = 360 м. Материал – чугун. |
 |
| Задача 85 (Рис. 8.3) РЕШЕНИЕ |
|
| Q5 = 5,4 л/с; Q6 = 4,7 л/с; Q7 = 6,0 л/с; Qп = 6,1 л/с. Нсв = 13 м. L12 = 21 м. L = 320 м. Материал – сталь. |
 |
| Задача 86 (Рис. 8.3) РЕШЕНИЕ |
|
| Q5 = 6,1 л/с; Q6 = 5,3 л/с; Q7 = 7,3 л/с; Qп = 5,9 л/с. Нсв = 13 м. Lвс = 16 м. L = 400 м. Материал – стальные. | |
| Задача 87 (Рис. 8.5) РЕШЕНИЕ | |
| Q5 = 2,6 л/с; Q6 = 2,3 л/с; Q7 = 2,1 л/с; Qп = 4,2 л/с. Нсв = 10 м. L12 = 9 м. L = 220 м. Материал – полиэтилен |
 |
| Задача 89 (Рис. 8.5) РЕШЕНИЕ |
|
| Q5 = 5,5 л/с; Q6 = 5,0 л/с; Q7 = - л/с; Qп = 8,1 л/с. Нсв = 12 м. L12 = 14 м. L = 270 м. Материал – сталь |
 |
| Тема 9 - Режимы работы насосов и их регулирование | |
| Цена Задачи - 150 руб. (pdf) | |
| 91...100. Используя условия предыдущей задачи, определить режим работы (рабочую точку) выбранного насоса при минимальном уровне воды в водонапорной башне. Вычислить мощность, потребляемую насосом при подаче и напоре, соответствующим этому режиму. Какими будут величины подачи, напора и мощности насоса, если: 1) частоту вращения его рабочего колеса уменьшить на 15%; 2) диаметр рабочего колеса уменьшить на 15%? | |
| РЕШЕНИЕ 96 | РЕШЕНИЕ 98 |
| РЕШЕНИЕ 99 | РЕШЕНИЕ 100 |
| Тема10 - Расчет объемного гидропривода | |
| Цена Задачи - 150 руб. (pdf) | |
| 101 ... 110. Для передачи энергии от двигателя мобильной, машины к рабочему органу и управления режимами его работы применен нерегулируемый объемный гидропривод (ОГП). Структурная схема ОГП задана в двух вариантах: с гидромотором (рис. 10.1); с гидроцилиндром (рис. 10.2). Исходные данные к решению задач приведены в табл. 10.1. Рабочая жидкость - масло МГ 30 (плотность ρ = 910 кг/м3, кинематическая вязкость ν = 0,30 Ст при t = 50 °С). Принять потери давления в гидрораспределителе 0,3 МПа, в фильтре - 0,15 МПа; объемный и общий КПД: гидромотора - 0,95 и 0,90, гидроцилиндра - 1,0 и 0,97, насоса - 0,94 и 0,85. Требуется: на основе заданного варианта структурной схемы (рис. 10) составить и начертить в соответствии с требованиями ГОСТ 2.704-76 принципиальную схему гидропривода; определить рабочее давление и расход заданного гидродвигателя; выбрать диаметры трубопроводов и определить потери давления в них; определить подачу, давление, мощность насоса и общий КПД гидропривода. |
|
 |
|
| Рис. 10 - Структурные схемы объемного гидропривода: Б — бак; Н — насос; Р − гидрораспределитель; ГМ − гидромотор; ГЦ− гидроцилиндр; Ф − фильтр. |
|
| Задача 102 РЕШЕНИЕ |
Гидромотор, М = 160 Н∙м, nм = 1450 об/мин, qм = 100 см3/об, l1 = 1,6 м; l2 = 1,7 м; l3 = 3,5 м; l4 = 3,5 м; l5 = 2,2 м |
| Задача 105 РЕШЕНИЕ |
Гидромотор, М = 340 Н∙м, nм = 1500 об/мин, qм = 112 см3/об, l1 =1,9 м; l2=2,0 м; l3=2,8 м; l4=2,8 м; l5=2,5м; |
| Задача 107 РЕШЕНИЕ |
Гидроцилиндр, D = 80 мм; dш = 40 мм; Fш = 65 кН; υш = 0,1 м/с; l1 = 2,1 м; l2 = 2,2 м; l3 = 3,1 м; l4 = 3,1 м; l5 = 2,2 м |
| Задача 108 РЕШЕНИЕ |
Гидроцилиндр: D = 100 мм, dш = 50 мм Fш = 120 кН, υш = 0,12 м/с, l1 = 2,2 м; l2 = 2,3 м; l3 = 3,3 м; l4 = 3,3 м; l5 = 2,4 м; |
| Задача 110 РЕШЕНИЕ |
Гидроцилиндр:D = 160 мм; dш = 70 мм; Fш = 300 кН; υш = 0,15 м/с; l1 = 2,4 м; l2 = 1,9 м; l3 = 4,0 м; l4 = 4,0 м; l5 = 2,7 м; |
| Тема 11 - Гидротранспорт | |
| Цена Задачи - 150 руб. (pdf) | |
| 111…114. Для животноводческого комплекса, где должно содержаться п голов крупного рогатого скота, проектируется установка (рис. 11.1) для централизованной раздачи полужидкого корма. Кормовая смесь (60% комбикорма + 40% сахарной свеклы) влажностью W% подается из смесителя 1 насосным агрегатом 2 по стальному трубопроводу 3 длиной l в бункеры-накопители 4 на высоту hГ = 4 м. Определить подачу и давление на выходе насоса, если суточная норма расхода кормосмеси на одну голову q, количество кормлений в сутки iк, продолжительность одной раздачи корма tp. | |
| Задача 112 (Рис. 11.1) РЕШЕНИЕ | |
| n = 1600 голов; q = 45 кг/сут; iк = 2 ; tp = 1,8 ч; W = 80%; l = 350 м. |  |
| Задача 114 (Рис. 11.1) РЕШЕНИЕ |
|
| n = 3000 голов; q = 15 кг/сут; iк = 3 ; tp = 1,3 ч; W = 85%; l = 500 м. | |
| Задача 115 (Рис. 11.2) РЕШЕНИЕ |
|
| n = 3000 голов; q = 12 кг/сут; iк = 3 ; tp = 1,4 ч; W = 70%; l = 400 м. |  |
| Задача 116 (Рис. 11.2) РЕШЕНИЕ |
|
| n = 6000 голов; q = 10 кг/сут; iк = 3 ; tp = 1,5 ч; W = 74%; l = 300 м. | |
Ссылка на пособие:
Учебно-метод пособие по изучению дисциплины и заданиядля КР.ГИДРАВЛИКА.2018 г.