Расчет элементов АВТОМОБИЛЬНЫХ ГИДРОСИСТЕМ МПУ (МАМИ)

Определить давление воды в резервуаре р_p, если манометр показывает давление р_м, а высота уровня воды в соединительной трубе h.
(Величины р_м и h взять из таблицы 1).

Определить давление р*_м, которое показывает манометр, если на поверхности воды в баке, расположенной на высоте h, имеет место вакуум р_вак.
(Величины р_вак и h взять из таблицы 1).

Определить давление p₁ в жидкости под диафрагмой, если известна сила F, приложенная к штоку. Принять площадь диафрагмы S. Упругостью диафрагмы пренебречь.
(Величины F и S взять из таблицы 1).

Определить вес груза G, установленного на плавающем понтоне, если известно давление р₀ жидкости под ним. Весом понтона пренебречь, а площадь его днища равна S.
(Величины р₀ и S взять из таблицы 1).

Определить силу F₀, необходимую для удержания поршня на высоте Н над поверхностью воды. Над поршнем располагается столб воды высотой h. Даны диаметры поршня D и штока d. Весом поршня и штока пренебречь.
(Величины Н, h, D и d взять из таблицы 1).

Определить минимальное давление p₁ жидкости, которое необходимо подвести к левой полости цилиндра, чтобы преодолеть усилие, F на штоке. Диаметры: поршня D и штока d. Давление над жидкостью в баке p₀ и высота H. Силами трения пренебречь. Принять плотность жидкости ρ = 1000 кг/м³.

Определить показание манометра р*_м, если к штоку неподвижного поршня приложена сила F, его диаметр D, высота Н, плотность жидкости ρ = 800 кг/м³.
(Величины Н, D и F взять из таблицы 1).

Определить силу F₀ на штоке неподвижного золотника, если даны: показание вакуумметра рвак, избыточное давление р_o во внутренней полости, высота расположения вакуумметра Н, диаметры поршней D и d, плотность жидкости ρ = 1000 кг/м³.
(Величины Н, р_вак, р_o, D и d взять из таблицы 1).

Определить давление р₂ в верхнем цилиндре мультипликатора (служит для повышения давления с р₁ до р₂), если показание манометра, подключенного к нижней полости цилиндра, равно р_м. Дано: вес комбинированного поршня F, диаметры D и d, высота расположения манометра Н. Считать, что поршень неподвижен, силами трения пренебречь. Плотность жидкости ρ = 900 кг/м³.
(Величины Н, р_м, D и d взять из таблицы 1).

Определить силу F₀ на штоке диафрагмы, обеспечивающую ее равновесие, если заданы: диаметр D, показание вакуумметра р_вак, высота его расположения Н, плотность жидкости ρ = 900 кг/м³. Пружина сжатия, установленная в правой полости, при этом создает силу F_пр. Упругостью диафрагмы пренебречь.
(Величины Н, р_вак, F_пр и D, взять из таблицы 1).

Определить давление р₁, которое необходимо подвести к левой полости гидроцилиндра для обеспечения равновесия его поршня, если в расширительном бачке над жидкостью давление составляет р_o, а высота равна H, сила сжатия пружины – F_пр, а сила приложенная к штоку – F. При решении принять диаметр поршня D, диаметр штока d, а плотность жидкости ρ = 1000 кг/м³. Силами трения пренебречь.
(Величины Н, р_o, F, F_пр, D и d взять из таблицы 1).

Определить силу на штоке неподвижного поршня F₀, если известно давление р_o над жидкостью в бачке, а уровень жидкости в нем расположен на высоте H. В правой полости гидроцилиндра при этом имеет место вакуум р_вак. Сила сжатия пружины равна F_пр. При решении принять диаметр поршня D, диаметр штока d, а плотность жидкости ρ = 1000 кг/м³. Силами трения пренебречь.
(Величины Н, р_o, F_пр, D и d взять из таблицы 1).

Вода вытекает из напорного бака, открытая поверхность жидкости в котором расположена на высоте Н, по трубе длиной l и диаметром d в атмосферу. Определить избыточное давление р*₀, которое необходимо создать в баке для обеспечения расход Q. При решении учесть потери: на входе в трубу (внезапное сужение), в кране ζ_кр, на повороте (в колене) ζ_кол = 0,5 и на трение по длине трубы λ = 0,03. Режим течения считать турбулентным.
(Величины Q, Н, l, d и ζ_кр взять из таблицы 2).

Вода поступает в бак по трубе длиной l и диаметром d. Определить расход Q*, если избыточное давление в сечении 1-1 p₀, уровень жидкости в баке располагается на высоте Н, а над свободной поверхностью имеет место вакуум p_кол. При решении учесть потери: в кране ζ_кр, на поворот (в колене) ζ_вак = 0,5, при выходе из трубы в бак (внезапное расширение) и на трение по длине трубы λ = 0,03. Режим течения считать турбулентным.
(Величины р₀, p_вак, Н, l, d и ζ_кр взять из таблицы 2).

Вода вытекает из напорного бака, уровень жидкости в котором находится на высоте Н. Жидкость движется по трубе длиной l и диаметром d, на которой установлен кран с коэффициентом сопротивления ζ_кр и манометр, показывающий давление р_м. Определить избыточное давление в баке р*₀, при котором обеспечивается заданная величина расхода Q. При решении учесть потери напора на входе в трубу (внезапное сужение), на каждом повороте (колене) ζ_кол = 0,5, в кране, и на трение по длине трубы λ = 0,025. Режим течения считать турбулентным.
(Величины р_м, Q, Н, l, d и ζ_кр взять из таблицы 2).

Определить расход воды Q*, поступающей по трубе длиной l и диаметром d в бак, уровень жидкости в котором находится на высоте Н. Решить задачу при известном показании манометра p_м и вакууме над жидкостью в баке p_вак. Принять коэффициенты сопротивления на поворот трубы (в колене) ζ_кол = 0,2 и в кране ζ_кр. При решении также учесть потери на внезапное расширение при выходе их трубы в бак и потери на трение по длине трубы λ = 0,02. Режим течения считать турбулентным.
(Величины р_м, р_вак, Н, l, d и ζ_кр взять из таблицы 2).

Вода перетекает из напорного бака в открытый резервуар по трубе длиной l и диаметром d, на которой установлен кран с коэффициентом сопротивления ζ_кр. Определить избыточное давление в баке р*₀, при котором обеспечится необходимый расход Q. При решении учесть значения высот Н и h, потери напора на вход в трубу (внезапное сужение), в кране, на выход из трубы в бак (внезапное расширение) и на трение по длине трубы λ = 0,025. Режим течения считать турбулентным.
(Величины Q, Н, h, l, d и ζ_кр взять из таблицы 2).

Вода перетекает из бака с избыточным давлением р*₀ в резервуар по трубе диаметром d и длиной l. Определить величину избыточного давления р*₀ которое необходимо для обеспечения расхода Q, если геометрические высоты h и Н заданы. Учесть потери: на входе в трубу (внезапное сужение), в кране ζ_кр, в коленах-поворотах (для каждого поворота ζ_кол = 0,2) и на трение по длине трубы λ = 0,025. Режим течения считать турбулентным.
(Величины Q, Н, h, l, d и ζ_кр взять из таблицы 2).

Из напорного бака вода вытекает по трубе длиной l и диаметром d₁, а затем попадает в атмосферу через насадок (брандспойт) с диаметром выходного отверстия d₂. Определить расход воды Q*, если известны: избыточное давление воздуха в баке p₀ и высота h. Учесть потери при входе в трубу (внезапное сужение), в брандспойте ζ_б = 4 (ζ_б отнесен к скорости на выходе из брандспойта V₂) и на трение по длине трубы λ = 0,03. Режим течения считать турбулентным.
(Величины р₀, h, l, d₁ и d₂ взять из таблицы 2).

Жидкость (вода) поступает в бак сначала по трубе диаметром d₁, а затем через плавное расширение (диффузор) по трубе диаметром d₂ и длиной l. Определить показание манометра р*_м, если заданы расход жидкости Q, коэффициент сопротивления диффузора ζ_диф = 0,2 (отнесен к скорости жидкости в трубе диаметром d₁), а также высоты h и Н. При решении учесть потери при выходе из трубы в бак (внезапное расширение) и на трение по длине трубы λ = 0,035. Режим течения считать турбулентным.
(Величины Q, Н, h, l, d₁ и d₂ взять из таблицы 2).

Бензин плотностью ρ = 750 кг/м³ сливается из цистерны по трубе диаметром d₁, которая заканчивается краном с коэффициентом сопротивления ζ_кр (отнесен к скорости в трубе диаметром d₁). К крану подсоединен гибкий шланг длиной l и диаметром d₂. Определить расход бензина Q*, если известны высоты Н и h, а также вакуум p_вак над жидкостью в цистерне. При решении учесть потери напора на входе в трубу (внезапное сужение), в кране, на поворот шланга ζ = 0,3, на выходе из трубы в бак (внезапное расширение) и на трение по длине λ = 0,02. Режим течения считать турбулентным.
(Величины р_вак, Н, h, l, d₁, d₂ и ζ_кр взять из таблицы 2).

Вода с расходом Q подается по трубе длиной l и диаметром d₂ в напорный бак, где избыточное давление равно p₀, а уровень жидкости находится на высоте Н. Определить показание манометра р*_м, который установлен в начале трубопровода на участке диаметром d₁ (высота установки h). При решении учесть потери на сужение русла (переход с d₁ на d₂) ζ_суж = 0,2, на поворот русла ζ = 0,5, на выход из трубы в бак (внезапное расширение) и на трение по длине λ = 0,03. Режим течения считать турбулентным.
(Величины р₀, Н, h, l, d₁, d₂ и Q взять из таблицы 2).

Вода перетекает из бака в резервуар по цилиндрической трубе длиной l и диаметром d, которая заканчивается расширяющимся участком (диффузором). Известны: показание вакуумметра установленного на баке р_вак, высота расположения бака Н и высота уровня воды в нем h. Определить расход жидкости Q*. При решении учесть потери на вход в трубу (внезапное сужение), на повороты русла (ζ_кол = 0,3 на каждый поворот), в кране ζ_кр, в диффузоре ζ_диф = 0,3 и на трение по длине в цилиндрической части трубы (λ = 0,025). Потерями на внезапное расширение при выходе из диффузора в резервуар пренебречь. Режим течения считать турбулентным.
(Величины р_вак, Н, h, l, d и ζ_кр взять из таблицы 2).

Вода поступает по трубе диаметром d₁ с расходом Q в открытый резервуар. Определить показание манометра р*_м, если длина трубы от места установки манометра до начала сужения l, диаметр узкой части d₀ = 0,7·d₁, высота установки манометра h, а высота уровня воды в резервуаре Н. Учесть потери на трение по длине трубы λ = 0,03, в сужающейся части трубы ζ₁ = 0,2, в расширяющейся части ζ₂ = 0,3 (ζ₁ и ζ₂ отнесены к скорости в сечении диаметром d₀), а также на выходе из трубы в бак (внезапное расширение). Режим течения считать турбулентным.
(Величины Q, Н, h, l, d₁ и d₂ взять из таблицы 2).

Вода вытекает из бака через отверстие в дне диаметром d₀. Определить расход воды Q* через это отверстие, если известны высота уровня жидкости в баке H и показание ртутного манометра h = 0,5·H. При решении принять коэффициент расхода отверстия μ = 0,6, а плотность ртути ρ_рт = 13600 кг/м³.
(Величины Н и d₀ взять из таблицы 3).

Общая емкость разделена на два бака перегородкой с отверстием d₀. Определить направление истечения воды через отверстие и величину расхода Q* при этом, если разность уровней в баках H, показание вакуумметра p_вак, показание манометра p_м = p_н. При решении принять коэффициент расхода отверстия μ = 0,62.
(Величины Н, p_вак, p_н, и d₀ взять из таблицы 3).

Вода с расходом Q движется по трубопроводу и преодолевает ограничительную шайбу с отверстием диаметром d₀. Определить коэффициент расхода μ при истечении через отверстие, если известны давления до шайбы p_н и после нее p_сл.
(Величины Q, p_н, p_сл и d₀ взять из таблицы 3).

Вода движется по трубопроводу с расходом Q, последовательно преодолевает три ограничительные шайбы и вытекает в атмосферу. Определить показание манометра p*_м, если диаметры всех отверстий одинаковы и равны d₀. При решении принять коэффициенты расхода одинаковыми для всех отверстий μ = 0,64. Считать, что взаимное влияние шайб отсутствует, а полная потеря давления распределяется между ними поровну.
(Величины Q и d₀ взять из таблицы 3).

На рисунке представлена схема карбюратора двигателя внутреннего сгорания. Поток воздуха в горловине диффузора (сечение n-n) создает разряжение p_вак. Благодаря этому обеспечивается подсос бензина из поплавковой камеры через жиклер и распыление его в потоке воздуха. Определить диаметр жиклера d*, необходимый для обеспечения заданного расхода Q. При решении принять коэффициент расхода отверстия в жиклере μ = 0,8, плотность бензина ρ = 800 кг/м³.
(Величины Q и p_вак взять из таблицы 3).

На рисунке представлена схема устройства, которое принято называть гидродроссель «сопло-заслонка». Жидкость (вода) вытекает из сопла и, встречая на своем пути заслонку, изменяет направление своего движения на 90º, растекаясь по заслонке. Определить расход воды Q*, если известно давление в трубе p_н, диаметр сопла d₀ и зазор между соплом и заслонкой х = 0,1·d₀. При решении пренебречь скоростным напором в трубе и сопротивлением сопла. Учесть только сопротивление истечению через щель между обрезом сопла и заслонкой. Принять коэффициент истечения при этом μ = 0,85.
(Величины p_н и d₀ взять из таблицы 3).

Поршня движется вправо под действием силы F₀ = 5·F, приложенной к его штоку. Вытесняемая при этом из правой полости гидроцилиндра жидкость проходит через дроссель Д в бак. Определить скорость движения поршня V*_п, если известны: диаметры поршня D и штока d_ш, площадь отверстия в дросселе S_др, а также давление на сливе p_сл. При решении принять коэффициент расхода отверстия в дросселе μ = 0,65, а плотность жидкости ρ = 900 кг/м³.
(Величины F, p_сл, D, d_ш и S_др взять из таблицы 3).

В левую полость гидроцилиндра от насоса через дроссель Д подводится жидкость. При этом поршень движется вправо, преодолевая силу F, приложенную к штоку. Определить силу F*, если известны: скорость поршня V_п, диаметры поршня D и штока d_ш, площадь отверстия в дросселе S_др, а также давление p_н. При решении принять коэффициент расхода μ = 0,7, а плотность жидкости ρ = 900 кг/м³.
(Величины V_п, p_н, D, d_ш и S_др взять из таблицы 3).

В левую полость гидроцилиндра от насоса через дроссель Д подводится жидкость (масло), а из правой полости она вытесняется в бак. Поршень движется вправо, преодолевая силу F, приложенную к штоку. Определить площадь отверстия в дросселе S_др*, при которой обеспечивается скорость движения поршня V_п. Кроме того заданы: сила на штоке F, диаметры поршня D и штока d_ш, а также давление p_н и p_сл. При решении принять коэффициент расхода μ = 0,62, а плотность масла ρ = 900 кг/м³.
(Величины V_п, F, p_н, p_сл, D, и d_ш взять из таблицы 3).

Жидкость (масло) от насоса поступает в левую полость гидроцилиндра двухстороннего действия, обеспечивая движение его поршня вправо с преодолением заданной силы F. Из правой полости гидроцилиндра жидкость вытесняется через дроссель Д на слив. Определить площадь отверстия в дросселе S_др, необходимую для обеспечения движения поршня со скоростью V_п, если известны: диаметры поршня D и штока d_ш, а также давления p_н и p_сл. При решении принять коэффициент расхода μ = 0,7, а плотность жидкости ρ = 900 кг/м³.
(Величины V_п, F, p_н, p_сл, D, и d_ш взять из таблицы 3).

Поршень гидроцилиндра движения влево под действием силы F*, приложенной к его штоку. Жидкость из левой полости гидроцилиндра вытесняется через дроссель Д на слив. Определить силу F*, если скорость движения поршня V_п известна. Кроме того заданы: величина вакуума p_вак в правой полости гидроцилиндра, диаметры поршня D и штока d_ш, площадь отверстия в дросселе S_др, а также давление на сливе p_сл. При решении принять коэффициент расхода μ = 0,62, а плотность жидкости ρ = 900 кг/м³.
(Величины V_п, p_вак, p_сл, D, d_ш и S_др взять из таблицы 3).

Правая и левая полости гидроцилиндра сообщаются между собой через гидродроссель Д. Определить скорость движения поршня V_п, если известны: сила F, диаметры поршня D и штока d_ш, а также площадь отверстия в дросселе S_др. При решении принять коэффициент расхода μ = 0,75, а плотность жидкости ρ = 900 кг/м³.
(Величины F, D, d_ш и S_др взять из таблицы 3).

Отработанное масло сливается из гидросистемы по шлангу длиной l и диаметром d в бак-отстойник, расположенный ниже трубопровода гидросистемы на величину Н. Определить потребный напор Н_потр в месте установки манометра и его показание р*_м, если известен расход масла Q. При решении учесть потери: на трение в шланге, в кране ζ_кр = 2,5, на поворот ζ_кол = 0,5 и в насадке на выходе из шланга ζ_н = 7. Скоростным напором на выходе из насадка пренебречь. Принять плотность масла ρ = 900 кг/м³, вязкость ν = 0,5 см²/с, режим течения ламинарным.
(Величины Q, Н, l и d взять из таблицы 4).

Вода подается в бак, на высоту Н, по трубопроводу длиной l и диаметром d. Определить потребный напор Н_потр и избыточное давление р*₁ в начальном сечении трубопровода (1-1), если известен расход воды Q. При решении учесть потери: на трение в трубопроводе, на два плавных поворота, коэффициент сопротивления которых ζ₁ = 0,2, на резкий поворот ζ₂ = 0,6 и на внезапное расширение при выходе из трубы в бак ζ₃ = 1. Принять вязкость воды ν = 0,01 см²/с, режим течения турбулентным, а трубопровод гидравлически гладким.
(Величины Q, Н, l и d взять из таблицы 4).

Масло поступает в бак, уровень жидкости в котором расположен на высоте Н, по трубопроводу длиной l и диаметром d. Определить расход масла Q*, если известны: показание манометра, установленного в начальном сечении р_м и давление в баке р₀, заданное в избыточной системе отсчета. При решении учесть потери на трение в трубопроводе, а потерями в местных сопротивлениях и величиной скоростного напора пренебречь. Принять плотность масла ρ = 900 кг/м³, вязкость – ν = 0,5 см²/с, режим течения ламинарным.
(Величины р_м, р₀, Н, l и d взять из таблицы 4).

Вода перетекает из бака с избыточным давлением р₀ в резервуар по трубопроводу длиной l, диаметром d, с эквивалентной шероховатостью внутренней поверхности k = 0,08 мм. Определить расход Q*, если разность уровней жидкости в баке и резервуаре H. При решении учесть потери: на трение в трубе, на повороты ζ_кол = 0,75, на внезапное сужение при входе в трубу из бака ζ_суж = 0,5 и на внезапное расширение при выходе из трубы в резервуар ζ_рас = 1. Принять режим течения в трубопроводе турбулентным, а область сопротивления квадратичной.
(Величины р₀, Н, l и d взять из таблицы 4).

Масло перетекает из верхнего бака с избыточным давлением р₀ в нижний по трубопроводу длиной l. Определить диаметр трубопровода d*, если известны расход масла Q и высота H расположения уровня масла в верхнем баке относительно сечения на выходе из трубы. При решении учесть потери на трение в трубопроводе, а местными потерями и величиной скоростного напора пренебречь. Принять плотность ρ = 900 кг/м³, вязкость ν = 0,5 см²/с, режим течения ламинарным.
(Величины р₀, Q, Н, и l взять из таблицы 4).

Вода движется по горизонтальному трубопроводу длиной l с заданной величиной расхода Q. Определить диаметр трубопровода d*, если известны показания манометров в начальном сечении р_м1 = р_м и конечном сечении р_м2 = 0,2·р_м. Принять режим течения в трубопроводе турбулентным, а область сопротивления квадратичной. При решении принять относительную эквивалентную шероховатость внутренней поверхности трубопровода k/d* = 0,002.
(Величины р_м, Q, и l взять из таблицы 4).

Жидкость (масло) движется с расходом Q по трубе, которая в точке К разветвляется на два трубопровода 1 и 2, а затем в точке М эти трубопроводы соединяются вновь. Определить расходы Q₁ и Q₂ в трубопроводах 1 и 2, а также перепад давлений между точками К и М – Δр_К-М. Длины l₁, l₂, и диаметры d₁, d₂ трубопроводов заданы. При решении местными потерями пренебречь. Принять плотность ρ = 900 кг/м³, вязкость ν = 0,5 см²/с, режим течения ламинарным.
(Величины Q, l₁, l₂, d₁ и d₂ взять из таблицы 4).

В системе отопления горячая вода с вязкостью ν = 0,004 см²/с поступает с расходом Q по трубе к точке К, в которой подключен трубопровод 2 для подвода воды к теплообменнику. В точке М трубопроводы вновь объединяются. Определить перепад давлений между точками К и М – Δр_К-М и расход Q₂, поступающий в теплообменник. При этом: теплообменник рассматривать как трубопровод длиной l и диаметром d₂; считать, что трубопроводы 1 и 2 имеют одинаковый диаметр d, а их длины соответственно равны l₁ и l₂, режим течения турбулентным, коэффициент потерь на трение λ = 0,02; другими местными потерями пренебречь.
(Величины Q, l, l₁, l₂, d₂ и d взять из таблицы 4).

Гидросистема подачи масла в точке К имеет ответвление от трубопровода 1. Часть потока масла направляется по трубопроводу 2 в фильтр, а затем в точке М она вновь соединяется с основным потоком. Определить расход Q₂ проходящий через фильтр, а также перепад давлений между точками К и М – Δр_К-М, если расход до точки К равен Q. Заданы: длины l₁ и l₂, диаметры d₁ и d₂. При решении считать, что фильтр задан трубопроводом эквивалентной длины l_ф = 1,5·l₂ диаметром d₂, другими местными потерями пренебречь. Принять: плотность масла ρ = 900 кг/м³, вязкость – ν = 0,5 см²/с, режим течения ламинарным.
(Величины Q, l₁, l₂, d₁ и d₂ взять из таблицы 4).

Вода с расходом Q движется по трубе, которая в точке К разветвляется на два трубопровода 1 и 2, а затем в точке М оба трубопровода вновь соединяются. В трубопроводе 1 установлен кран, а в трубе 2 – гидродроссель. Определить расходы Q₁ и Q₂ в трубопроводах 1 и 2, а также перепад давлений между точками К и М – Δр_К-М, если диаметры трубопроводов одинаковы d, а длины соответственно равны l₁ и l₂. При решении учесть потери в кране ζ_кр = 3 и в дросселе ζ_др = 8, другими местными потерями пренебречь. Режим течения принять турбулентным, коэффициент λ = 0,02.
(Величины Q, l₁, l₂ и d взять из таблицы 4).

Масло с расходом Q₁ = Q подается по трубопроводу 1 длиной l₁ и диаметром d₁. В точке М трубопровод 1 разветвляется на два трубопровода 2 и 3, которые имеют длину l₂ и l₃, диаметры d₂ и d₃ = 0,8·d₂. Определить расходы Q₂ и Q₃ в трубопроводах 2 и 3, а также избыточное давление в точке К – р_К, если давление в конечных сечениях трубопроводов 2 и 3 атмосферное, и центры тяжести этих сечений так же как и точки К и М располагаются в одной горизонтальной плоскости. При решении местными потерями пренебречь. Принять плотность ρ = 900 кг/м³, вязкость ν = 0,5 см²/с, режим течения ламинарным.
(Величины Q, l₁, l₂, d₁ и d₂ взять из таблицы 4).

Вода с расходом Q₁ = Q подается по трубопроводу 1, в котором установлен кран с коэффициентом сопротивления ζ_кр = 5. В точке М трубопровод 1 разветвляется на два трубопровода 2 и 3, у которых длины l₂ и l₃, а диаметры всех трубопроводов одинаковы и равны d. Определить расходы Q₂ и Q₃ в трубопроводах 2 и 3, а также давление в точке К р_К, если давление в конечных сечениях трубопроводов 2 и 3 атмосферное и центры тяжести этих сечений так же как и точки К и М располагаются в одной горизонтальной плоскости. При решении учесть потери в кране и потери на трение в трубопроводах 2 и 3. Другими потерями, в том числе и потерями на трение в трубопроводе 1 пренебречь. Режим течения считать турбулентным, принять коэффициент λ = 0,025.
(Величины Q, l₁, l₂, l₃ и d взять из таблицы 4).