Лого-РГАЗУ

Решения задач по ГИДРАВЛИКЕ и ГИДРОМЕХАНИЗАЦИЯ РГАЗУ

Методические указания по изучению дисциплины и задания для контрольной работы 1989 г. Балашиха

ГИДРАВЛИКА И ГИДРОМЕХАНИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

студентам-заочникам, сельскохозяйственных вузов по специальности 1509 — «Механизация сельского хозяйства»

Р.Г.Сабашвили

separator

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Раздел 1. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ.

Задача 1

Задача 1

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.1.1

Задача 1. (Рис. 1.1). Определить приведенную пьезометрическую высоту hx поднятия воды в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показание открытого пьезометра h при атмосферном давлении рат, расстояния от свободной поверхности жидкости в резервуаре до точек А и В соответственно h1 и h2.
Исходные данные: h = 0,7 м; h2 = 0,2 м.

Задача 2

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.1.2

Задача 2. (Рис. 1.2). Закрытый резервуар с морской водой снабжен открытым и закрытым пьезометрами. Определить приведенную пьезометрическую высоту hx поднятия воды в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показание открытого пьезометра h при атмосферном давлении рат, а точка А расположена выше точки В на величину h1.
Исходные данные: h = 1,2 м; h1 = 0,4 м; h2 = 0,5 м.

Задача 3

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.1.3

Задача 3. (Рис. 1.3). Определить абсолютное гидростатическое давление в точке А закрытого резервуара с дистиллированной водой, если при атмосферном давлении рат высота cтолба ртути в трубке дифманометра h, а линия раздела между ртутью и водой расположена ниже точки В на величину h1, точка В − выше точки А на величину h2.
Исходные данные: h = 0,6 м; h1 = 0,4 м; h2 = 0,3 м.

Задача 4

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.1.4

Задача 4. (Рис. 1.4). Закрытый резервуар снабжен дифманометром, установленным в точке В, и закрытым пьезометром (рис. 1.4). Определить приведенную пьезометрическую высоту поднятия воды h2 в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если высота столба ртути в трубке дифманометра h, а точка А расположена на глубине h1 от свободной поверхности. Атмосферное давление рат = 98,1 кПа, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3, удельный вес ртути γР = 133,4 кН/м3.
Исходные данные: h = 0,3 м; h1 = 0,7 м.

Задача 5

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.1.5

Задача 5. (Рис. 1.5). Определить при атмосферном давлении рат высоту hx поднятия ртути в дифференциальном манометре, подсоединенном к закрытому резервуару в точке В, частично заполненному дистиллированной водой, если глубина погружения точки А от свободной поверхности резервуара h1, приведенная пьезометрическая высота поднятия воды в закрытом пьезометре (соответствующая абсолютному гидростатическому давлению в точке A) h2.
Исходные данные: h = 0,17 м; h1 = 0,4 м; h2 = 0,13 м.

Задача 6

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.1.6

Задача 6. (Рис. 1.6). К двум резервуарам А и В, заполненным морской 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 резервуаров до мениска ртути равны h1 и h2.
Исходные данные: h1 = 0,4 м; h2 = 0,2 м

Задача 7

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.1.7

Задача 7. (Рис. 1.7). Дифференциальный ртутный манометр подключен к двум закрытым резервуарам с пресной водой, давление в резервуаре А равно рА. Определить давление в резервуаре В − рВ, составив уравнение равновесия относительно плоскости равного давления. Разность показания ртутного дифманометра h.
Исходные данные: h = 0,3 м; рА = 210 кПа.

Задача 8

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.1.8

Задача 8. (Рис. 1.8). Резервуары А и В частично заполнены водой разной плотности (соответственно ρА = 998 кг/м3, в резервуаре В - ρв = 1029 кг/м3) и газом, причем к резервуару А подключен баллон с газом (рис. 1.8). Высота столба ртути в трубке дифманометра h, a расстояния от оси резервуаров до мениска ртути равны h1 и h2. Какое необходимо создать давление р0 в баллоне, чтобы получить давление рв на свободной поверхности в резервуаре В?
Исходные данные: h = 0,17 м; h1 = 0,4 м; h2 = 0,13 м; рВ = 112 кПа.

Задача 9

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.1.9

Задача 9. (Рис. 1.9). К двум резервуарам А и В, заполненным нефтью, присоединен дифференциальный ртутный манометр (рис. 1.9). Определить разность давлений в точках А и В, составив уравнение равновесия относительно плоскости равного давления. Разность показаний манометра h1 - h2 = h.
Исходные данные: h = 0,28 м.

Задача 10

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.1.10

Задача 10. (Рис. 1.10). Резервуары А и В частично заполнены пресной водой и газом. Определить избыточное давление газа на поверхности воды закрытого резервуара В, если избыточное давление на поверхности воды в закрытом резервуаре А равно рА, разность уровней ртути в двухколенном дифманометре h, мениск ртути в левой трубке манометра ниже уровня воды на величину h1, в правой трубке — h3 = 0,25h1 высота подъема ртути в правой трубке манометра h2. Пространство между уровнями ртути в манометре заполнено этиловым спиртом.
Исходные данные: h = 0,3 м; h1 = 0,8 м; h2 = 0,35 м; рА = 99 кПа.


Раздел 2. ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ МАШИНЫ.

Задача 11

Задача 11

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.2.1

Задача 11. (Рис. 2.1). Гидравлический пресс с диаметрами поршней Д и d используется для получения виноградного сока. К малому поршню приложена сила Р. Определить сжимающее усилие Р1 большого поршня, если к. п. д. гидравлического пресса η = 0,8.
Исходные данные: D = 340 мм; d = 15 мм; Р = 0,245 кН

Задача 12

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.2.2

Задача 12. (Рис. 2.2). При ремонте с.-х. машин и оборудования широко используется гидравлический домкрат с диаметрами поршней D и d. Определить усилие Р, которое необходимо приложить к малому поршню, чтобы поднять груз весом G.
Исходные данные: D = 250 мм; d = 25 мм; G = 19,6 кН

Задача 13

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.2.3

Задача 13. (Рис. 2.3). Два вертикальных цилиндра наполнены жидкостью и сообщаются между собой. В цилиндры заключены поршни (левый — диаметром d, правый — диаметром D), которые находятся в равновесии, причем, над правым поршнем находится воздух при атмосферном давлении р = 98,1 кПа. Определить, какую надо приложить силу Р к левому поршню (направленную вертикально вверх), чтобы давление воздуха над правым поршнем уменьшилось на 15%. Трением и массой поршня пренебречь.
Исходные данные: D = 400 мм; d = 300 мм.

Задача 14

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.2.4

Задача 14. (Рис. 2.4). Система, состоящая из двух вертикальных цилиндров, соединенных между собой, заполнена жидкостью. В цилиндры заключены поршни диаметрами d и D. В пространстве над правым поршнем — воздух при атмосферном давлении ρ = 98,1 кПа. Как изменится давление воздуха над правым поршнем, если к левому поршню приложить вертикально вниз силу Р? Трением пренебречь.
Исходные данные: D = 600 мм; d = 300 мм; Р = 1,5 кН.

Задача 15

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.2.5

Задача 15. (Рис. 2.5). Два сообщающихся цилиндра наполнены водой. В левый цилиндр заключен поршень диаметром d, который уравновешивается столбом жидкости Н = 0,35 м в правом цилиндре. Определить вес поршня G. Трением пренебречь.
Исходные данные: d = 200 мм; Н = 0,35 м.

Задача 16

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.2.6

Задача 16. (Рис. 2.6). Определить высоту поднятия воды поршневым насосом, если давление пара ρ = 170 кПа, а диаметры цилиндров D и d. Потерями в системе пренебречь.
Исходные данные: D = 300 мм; d = 150 мм.

Задача 17

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.2.7

Задача 17. (Рис. 2.7). Для повышения гидростатического давления необходимо создать мультипликатор со следующими параметрами: давление на входе ρ1 = 30 кПа, давление жидкости на выходе в 100 раз больше, диаметр малого поршня d. Определить диаметр большого поршня D и давление на выходе ρ2.
Исходные данные: d = 40 мм; p2/p1 = 100.

Задача 18

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.2.8

Задача 18. (Рис. 2.8). Для накопления энергии используется грузовой гидравлический аккумулятор с диаметром плунжера D, вес которого G и ход Н = 6 м. Определить запасаемую аккумулятором энергию, если к. п. д. аккумулятора η = 0,85.
Исходные данные: D = 250 мм; G = 500 кН.

Задача 19

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.2.9

Задача 19. (Рис. 2.9). Цилиндрический резервуар диаметром D и весом G, заполненный водой на высоту а = 0,5 м, висит на поршне диаметром d. К поршню через блоки подвешен груз, удерживающий систему в равновесии. Определить вакуум в сосуде, обеспечивающий равновесие в цилиндре. Трением в системе пренебречь.
Исходные данные: D = 900 мм, d = 850 мм, G = 0,2 кН.

Задача 20

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.2.10

Задача 20. (Рис. 2.10). На цилиндрическом сосуде, заполненном воздухом, висит плунжер диаметром d и весом G. Определить вакуум в сосуде, обеспечивающий равновесие плунжера. Трением в системе пренебречь.
Исходные данные: d = 170 мм; G = 0,15 кН.


Раздел 3. ДАВЛЕНИЕ НА ПЛОСКУЮ СТЕНКУ

Задача 21

Задача 21

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.3.1

Задача 21. (рис. 3.1) Шлюзовое окно закрыто щитом треугольной формы шириной а. За щитом воды нет, а глубина воды перед ним — h1 при этом горизонт воды перед щитом совпадает с его вершиной. Определить силу гидростатического давления и положение центра давления на щит.
Исходные данные: h1 = 6 м; а = 2 м; b = h = 6 м.

Задача 22

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.3.2

Задача 22. (Рис. 3.2). Плоский квадратный щит шириной b установлен с углом наклона к горизонту α. Глубина воды перед щитом – h1, за щитом – h2, ширина щита - b, Определить силу избыточного гидростатического давления и центр давления жидкости на щит. Удельный вес воды γ = 9,81 кН/м3.
Исходные данные: h1 = 8 м; h2 = 2 м; b = 4 м; α = 45°.

Задача 23

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.3.3

Задача 23. (Рис. 3.3). Для сброса излишков воды используется донный водовыпуск, прямоугольный затвор которого имеет размеры a и b, угол наклона α. Глубина воды от свободной поверхности до нижней кромки затвора h1. Определить силу избыточного давления на затвор водовыпуска.
Исходные данные: h1 = 12 м, а = 1,5 м, b = 3 м, α = 60°.

Задача 24

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.3.4

Задача 24. (рис. 3.4). Затвор донного водовыпуска треугольной формы имеет ширину а и высоту b Угол наклона затвора α, нижняя кромка затвора находится в воде на глубине h1 плотность воды ρ = 1000 кг/м3. Определить силу абсолютного гидростатического давления жидкости и положение центра давления на затвор.
Исходные данные: h1 = 11 м, а = 1,5 м, b = 2 м, α = 45°.

Задача 25

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.3.5

Задача 25. (рис. 3.5) Цистерна диаметром D = 1,4 м заполнена керосином (плотность ρк = 830 кг/м3) на глубину h. Определить силу избыточного гидростатического давления Р, которую необходимо приложить для открытия крышки А цистерны, а также найти координату точки приложения этой силы.
Исходные данные: h = 0,7 м.

Задача 26

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.3.6

Задача 26. (рис. 3.6). Отверстие шлюза-регулятора прикрыто плоским металлическим затвором с размерами: высота а, ширина b и толщина с = 0,25 b. Глубина воды слева от затвора h1, а справа − h2. Определить начальную силу тяги, необходимую для открытия затвора, равнодействующую силы давления воды на затвор и положение центра ее приложения. Коэффициент трения скольжения f = 0,45, удельный вес материала, из которого изготовлен затвор, γз − 11 кН/м3, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3.
Исходные данные: H1 = 5 м; H2 = 2,5 м; a = 4 м; b = 2 м.

Задача 27

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.3.7

Задача 27. (Рис. 3.7). Прямоугольный щит высотой а, шириной b, толщиной с = 0,25b, массой m = 1,8 т, с углом наклона α перекрывает отверстие в теле плотины. Нижняя кромка щита находится в воде на глубине h1, коэффициент трения скольжения его направляющих f = 0,3. Определить силу тяги Т, которая необходима для поднятия щита вверх.
Исходные данные: h1 = 9 м, а = 1,9 м, b = 1,5 м, α = 70°.

Задача 28

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.3.8

Задача 28. (рис 3.8) Плоский прямоугольный щит размерами а x b, весом G = 26 кН, перекрывает выходное отверстие резервуара. Глубина воды перед щитом от свободной поверхности воды до нижней его кромки h1, за щитом — h2. Определить начальную силу тяги Т троса, необходимую для открытия щита. Трением в шарнирах пренебречь.
Исходные данные: h1 = 8 м; h2 = 4 м; а = 6 м; b = 7 м.

Задача 29

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.3.9

Задача 29. (Рис. 3.9). Для создания подпора в реке применяется плотина Шануана, представляющая собой плоский прямоугольный щит, который может вращаться вокруг горизонтальной оси О. Угол наклона щита α, глубина воды перед щитом h1, а за щитом − h2. Определить положение оси вращения щита (х0), при котором в случае увеличения верхнего уровня воды выше плотины щит опрокидывался бы под ее давлением.
Исходные данные: h1 = 3 м, h2 = 1 м, α = 60°.

Задача 30

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.3.10

Задача 30. (Рис. 3.10). Ирригационный канал перегораживается плоским квадратным наклонным щитом шириной а. Угол наклона щита α, глубина воды перед щитом h1, а за ним - h2, вес щита G = 20 кН. Определить, пренебрегая трением в шарнире, начальную силу тяги Т, которую необходимо приложить для подъема щита.
Исходные данные: h1 = 2,2 м; h2 = 1 м; а = 6 м; α = 60°.


Раздел 4. ДЛИННЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ И
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ.
СИФОННЫЙ ТРУБОПРОВОД. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР.

Задача 34

Задача 34

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.4.4

Задача 34. (Рис. 4.4). Из пункта А вода подается по чугунному трубопроводу в открытые емкости с разницей междуверхней и нижней отметками — Н. Емкости сообщаются посредством сифона с объемным расходом Qсиф, выполненного из чугунных труб с углами поворота α и β. Трубопровод с объемным расходом Q2 состоит из последовательных участков каждый длиной L и диаметрами d, d/2, d/4. Параллельный участок состоит из двух ветвей каждая длиной L и диаметром d/2. От нижней емкости отходит чугунный трубопровод с толщиной стенок е и диаметром d, заканчивающийся задвижкой. Начальное избыточное давление в трубопроводе — р0, начальная скорость – Vo.
Определить:
1. Потери напора по длине трубопровода при последовательном соединении.
2. Распределение расхода Q1 в трубопроводе на участках с параллельным соединением.
3. Напряжение σ при внезапном закрытии трубопровода.
4. Диаметр сифона.
Исходные данные: d = 200 мм, L = 300 м, Q1×10-3 = 12 м3/с, Q2×10-3 = 3 м3/с, q×10-2 =10 л/с, α = 90°, β = 90°, Н = 1,2 м, , Qсиф×10-3 = 35 м3/с, р0× 105 = 0,6 Па, р × 106 = −Па, е = 7 мм; v0 = 1,2 м/с.

Задача 38

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.4.8

Задача 38. (Рис. 4.8). Из водоисточника А вода подается в накопительный резервуар, где поддерживается постоянный уровень. Из резервуара - накопителя вода поступает в приемный резервуар при помощи стального сифонного водопровода, имеющего углы поворота α и β, пропускающего объемный расход Qсиф. Стальной трубопровод диаметром d, длиной L, с толщиной стенок e, отходящий от нижнего резервуара, заканчивается задвижкой. Система последовательно соединенных трубопроводов с длиной L и диаметрами d, d/2, d/3, d/4 пропускает транзитом из источника А объемный расход Q2 к потребителю. Система трубопроводов с параллельными ветвями заканчивается последовательным участком с равномерно распределенным путевым объемным расходом q.
Определить:
1. Повышение давления Δρ в трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.
2. Диаметр сифона.
3. Распределение расхода в трубопроводах с параллельным соединением.
4. Потери напора на участках трубопровода при последовательном соединении.
Исходные данные: d = 0,4 м, L = 200 м, Q1×10-3 = 15 м3/с, Q2×10-3 = 9 м3/с, q ×10-2 = 5 л/с, α = 90°, β = 90°, Н = 2 м, Qсиф×10-3 = 25 м3/с, Q×10-3 = 25 м3/с е = 10 мм.


Раздел 5. МЕСТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ.
ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ.

Задача 43

Задача 43

Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)

Рис.5.3

Задача 43. (Рис. 5.3). К закрытому резервуару, на свободной поверхности которого действует манометрическое давление рм, с правой стороны подсоединен чугунный трубопровод переменного сечения с диаметрами d1 и d2. На первом участке длиной l1 установлен вентиль, коэффициент сопротивления которого ζв. Второй участок длиной l2 заканчивается соплом диаметром dс = d1 с коэффициентом сопротивления ζс = 0,06 (коэффициент сжатия струи на выходе из сопла ε = 1). С левой стороны находится затопленный конически сходящийся насадок с диаметром выходного сечения dH, истечение из которого происходит при постоянной разности уровней Н и коэффициентом расхода μн, и длиной lн = 5dн. Трубопровод и насадок подсоединены на глубине Н1 температура воды t = + 10 °С.
Определить:
1. Скорость истечения vc и расход Qc, вытекающей из сопла воды.
2. Расход воды через затопленный насадок QH.
Исходные данные: l1 = 12 м, l2 = 6 м, d1 = 12 мм, d2 = 25 мм, dн = 12 мм, Н = 2,5 м, Н1 = 8,5 м, рм = 400 кПа; μн = 0,94; ξв = 4.

Задача 47

Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)

Рис.5.7

Задача 47. (Рис. 5.7). Вода при температуре t = 20 °C из резервуара А подается в резервуар В со скоростью v = 0,5 м/с по стальному трубопроводу диаметром d1 и длиной l1. Уровень воды в баке А поддерживается постоянным Н1. Коэффициенты сопротивления: входа в трубу ζвх; крана ζкр; колена без закругления ζкол 1 колена с закруглением ζкол 2. На глубине Н1 к резервуару подсоединен внутренний цилиндрический насадок (насадок Борда) диаметром dн и длиной lн = 5dн при коэффициенте скорости для насадка φн.
Определить:
1. Время заполнения водой резервуара В объемом WB = 1,15 м3 и потери напора в трубопроводе.
2. Скорость истечения воды из насадка vн.
Исходные данные: l1 = 16 м, d1 = 100 мм, dн = 100 мм, Н1 = 7 м, φн = 0,71; ξ = 0,25; ξ = 0,14; ξкр = 1,5; ξвх = 0,5.

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2

Раздел 6. ВЫБОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА, ПРОВЕРКА ЕГО РАБОТЫ НА СЕТЬ.

Задача 51

Задача 51

Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)

Рис.6.1

Задача 51. (Рис. 6.1). Для поддержания постоянного уровня в резервуаре Нг вода из берегового колодца перекачивается центробежным насосом с объемным расходом Q. Всасывающий и нагнетательный трубопроводы имеют соответственно: длины lвс, lн, диаметры dвс, dн; коэффициенты сопротивления трения λвс = 0,025, λн = 0,03; суммарные коэффициенты местных сопротивлений ζвс = 8; ζн= 12.
1. Произвести выбор центробежного насоса. Построить его рабочие характеристики H = f(Q), η = f(Q).
2. Построить характеристику трубопровода Hтр = f(Q) и определить рабочую точку насоса.
3. Определить мощность на валу насоса для рабочей точки насоса. К. п. д. насоса определить по характеристике η = f(Q).
4. Как изменяется напор и мощность насоса, если подачу воды задвижкой увеличить на 15%?
Исходные данные: Q∙10-2 = 0,98 м3/с, Hг = 20 м, lвс = 13 м, dвс = 0,13 м, lн = 20 м, dн = 0,1 м.

Задача 52

Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)

Рис.6.2

Задача 52. (Рис. 6.2). Для орошения полей вода (температура воды t °C) из реки подается с помощью центробежного насоса с объемным расходом Q на высоту Hг. Всасывающий и нагнетательный чугунные трубопроводы, бывшие в эксплуатации, имеют соответственно: диаметры dвс, dн и длины lвс, lн. Местные потери Δhвс во всасывающем трубопроводе принять равными 100% от потерь по длине hl, а местными потерями напора в нагнетательном трубопроводе пренебречь.
Требуется:
1. Подобрать центробежный насос.
2. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Определить мощность на валу насоса для рабочей точки. к. п. д. для расчета найти по характеристике центробежного насоса.
4. Как изменится мощность на валу насоса, если подачу воды уменьшить на 15%?
Исходные данные: Q∙10-2 = 3,5 м3/с, Hг = 16 м, lвс = 12 м, dвс = 0,15 м, lн = 200 м, dн = 0,125 м, t = 20 °С.

Задача 54

Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)

Рис.6.4

Задача 54. (Рис. 6.4). Подача питательного раствора температурой ГС объемом W = 50 м3 из резервуара к стеллажу гидропонной теплицы на высоту Hг осуществляется насосом за время Т = 15 мин. Трубы стальные, бывшие в эксплуатации. Длина трубопровода от резервуара до насоса lвс, диаметр dвс; длина и диаметр трубопровода от насоса до стеллажа — lн, dн. Коэффициенты местных сопротивлений следующие: входа из резервуара в трубу ζвх = 0,5, выхода из трубы в поддон секции ζвых = 1,0, поворота трубы ζпов = 0,5.
Требуется:
1. Произвести выбор центробежного насоса, начертить его рабочие характеристики H = f(Q), η = f(Q).
2. Построить характеристику трубопровода для подачи раствора Hтр = f(Q) и определить рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Определить мощность на валу насоса, приняв удельный вес раствора γ.
Исходные данные: Нг = 14 м, lвс = 30 м; dвс = 0,25 м; lн = 120 м; dн = 0,20 м; t = 25 °C.

Задача 55

Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)

Рис.6.5

Задача 55. (Рис. 6.5). Центробежный насос перекачивает воду из открытого резервуара А в закрытый цилиндрический резервуар В водонапорной башни, где поддерживается постоянный уровень. Геодезическая высота подъема воды Нг. Давление на свободной поверхности в баке pо = 0,147 МПа. Трубы всасывания и нагнетания имеют длину соответственно ℓвс и ℓн, диаметр dвс и dн. Коэффициент гидравлического трения λ принять равным 0,03. Местными потерями напора в нагнетательном трубопроводе пренебречь. Суммарный коэффициент местных сопротивлений всасывающей линии ξвс = 6.
Требуется:
1. Подобрать насос, который обеспечит подачу воды Q. Построить рабочие характеристики насоса H = f (Q), η = f (Q).
2. Построить характеристику трубопровода Hтр = f (Q). Найти рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Найти потребную мощность насоса для пропуска заданного объемного расхода.
4. Определить подаваемый объемный расход при параллельной работе двух одинаковых насосов на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.
Исходные данные: Q∙10-2 = 2 м3/с, Hг = 15,6 м, lвс = 8 м, dвс = 0,2 м, lн = 40 м, dн = 0,15 м, t = 20 °С.

Задача 56

Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)

Рис.6.6

Задача 56. (Рис. 6.6). Для подкормки растений из резервуара А питательный раствор удельным весом γ = 9,81 кН/м3 перекачивается в стеллаж В на высоту Нг центробежным насосом с объемным расходом Q. В узле С часть раствора отводится по ответвлению в резервуар А, где перемешивается через перфорированный трубопровод. Трубопровод всасывания имеет длину lвс, диаметр dвс. Нагнетательный трубопровод имеет длину до точки С − l = lвс, от т. С до стеллажа В и от т. С до резервуара А − lсв = lса = 2lвс, диаметр dн. Коэффициент сопротивления трения в трубах λ = 0,025, суммарный коэффициент местных сопротивлений всасывающей линии ζвс = 4. Местными потерями в линиях нагнетания пренебречь.
1. Подобрать насос. Начертить рабочие характеристики H = f(Q) и η = f(Q).
2. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Определить мощность насоса Nн.
4. Как изменится напор и мощность насоса, если подачу воды увеличить на 20 %? Как (последовательно или параллельно) надо подключить второй насос с целью увеличения расхода при их работе на один трубопровод?
Исходные данные: Q = 15 л/с, Hг = 17 м, lвс = 6 м, dвс = 150 мм, lн = − м, dн = 100 мм, t° = − °С.

Задача 57

Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)

Рис.6.7

Задача 57. (Рис. 6.7). Из водоисточника в водонапорную башню вода перекачивается по стальному трубопроводу центробежным насосом (рис. 6.7). Объемный расход воды Q. Температура воды t °C. Отметка уровня воды в источнике − ∇ис = 27 м, отметка уровня воды в резервуаре водонапорной башни − ∇б = 95 м. Диаметры всасывающего и нагнетательного трубопроводов равны dH - dBC, длины соответственно равны lвс, lн. Местными потерями напора в нагнетательном трубопроводе пренебречь, во всасывающем трубопроводе местные потери напора принять равными 100 % от потерь по длине.
1. Произвести выбор центробежного насоса. Построить его рабочие характеристики Н = f(Q), η = f(Q). Построить характеристику трубопровода Hтр = f(Q) и по рабочей точке насоса проверить его режим работы на трубопровод.
2. Определить мощность на валу насоса для объемного расхода Q и напора Н, соответствующих рабочей точке насоса. Коэффициент полезного действия насоса ηн определить по характеристике η = f(Q).
3. Определить, как изменится напор и мощность насоса, если подачу воды уменьшить задвижкой на 22 %.
4. Как изменится объемный расход, если параллельно подключить второй насос? Начертить схему подключения насосов.
Трубы стальные, бывшие в эксплуатации.
Исходные данные: Q∙10-2 = 3 м3/с, lвс = 11 м, dвс = 0,15 м, lн = 220 м, dн = 0,1 м, t = 10 °С.

Задача 58

Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)

Рис.6.8

Задача 58. (Рис. 6.8). Из резервуара А животноводческого помещения сточные воды после биологической очистки перекачиваются центробежным насосом по стальному трубопроводу в общий резервуар-водосборник В. Перепад горизонтов в резервуаре А и водосборнике В равен Δh = 1,5 м. Всасывающий трубопровод имеет диаметр dвс, длину lвс, нагнетательный трубопровод соответственно – dн и lн. Температура воды - t °С.
Требуется:
1. Подобрать насос, обеспечивающий подачу воды Q. Начертить рабочие характеристики насоса Н =f(Q), η = f(Q), построить характеристику трубопровода Нтр = f(Q). При решении задачи местными гидравлическими потерями пренебречь.
2. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть. Определить мощность на валу насоса. Коэффициент полезного действия насоса ηн определить по характеристике η =f(Q).
3. Определить, как изменится напор при уменьшении задвижкой подачи воды на 25 %.
4. Определить, как изменится подаваемый объемный расход, если параллельно подключить второй насос на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.
Исходные данные: Q∙10-2 = 0,4 м3/с, lвс = 12 м, dвс = 0,08 м, lн = 85 м, dн = 0,05 м, t = 16 °С.

Задача 59

Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)

Рис.6.9

Задача 59. (Рис. 6.9). В сливной системе навозоудаления вода для смыва забирается из резервуара-накопителя А центробежным насосом и подается в одинаковом количестве Q в два помещения В и С, которые находятся на высоте hв = 4 м, hс = 9 м. Трубопровод АК имеет приведенную длину l = 50 м, трубы КС и KB имеют одинаковую длину lкс = lкв = l2 = 100 м, диаметр всех труб равняется dкв = dкс = dак. Коэффициент сопротивления трения во всех трубах λ = 0,025. Суммарный коэффициент местных сопротивлений всасывающей линии ζвс = 5.
Требуется:
1. Определить, какое дополнительное сопротивление необходимо ввести в трубу KB путем прикрытия задвижки, чтобы обеспечить требуемое равенство расходов.
2. Подобрать центробежный насос, начертить его рабочие характеристики H = f(Q), η = f(Q).
3. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть. Подсчитать мощность на валу насоса.
4. Определить подаваемый объемный расход при параллельной работе двух одинаковых насосов на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.
Исходные данные: Q∙10-2 = 2,5 м3/с, dвс = 0,15 м, dн = 0,1 м.

Задача 60

Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)

Рис.6.10

Задача 60. (Рис. 6.10). Вода температурой t °С из водохранилища в оросительную систему подается на высоту Нг по стальному трубопроводу с подачей Q. Трубопроводы всасывания и нагнетания имеют диаметры dвс = dн, длины соответственно lвс, lн. Местными потерями в нагнетательном трубопроводе пренебречь, во всасывающем трубопроводе местные потери напора принять равными 100 % потерь по длине.
Требуется:
1. Произвести выбор центробежного насоса. Построить рабочие характеристики насоса Н = f(Q), η = f(Q).
2. Построить характеристику трубопровода Нтр = f(Q). Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Определить мощность на валу насоса для объемного расхода Q и напора Н соответствующих рабочей точке. КПД насоса для расчета определить по характеристике η = f(Q).
4. Определить, как изменится подаваемый объемный расход при параллельной работе двух одинаковых насосов на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.
Исходные данные: Q = 40 л/с, Hг = 15 м, lвс = 150 м, dвс = 200 мм, lн = 240 м, dн = 150 мм, t° = 18 °С.


Раздел 7. ГИДРОПРИВОД.

Задача 61

Задача 61

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.7.1

Задача 61. (Рис. 7.1). Гидравлическая система рулевого управления трактора К-700 состоит из насоса 1 с подачей Q давление на выходе которого р, соединенного нагнетательным трубопроводом 2 длиной l и диаметром d с предохранительным клапаном 3 (установленным на сливном трубопроводе 4), распределителем 5 с размещенным в нем золотником 6 и силовым цилиндром 7 с поршнем 8 диаметром D. Распределитель соединен с силовым цилиндром посредством трубопроводов 9, причем, полости распределителя сообщены с помощью трубопроводов 10, и сливным трубопроводом 11. В качестве рабочей жидкости используется автотракторное масло кинематической вязкостью v и удельным весом γ.
Определить усилие N, создаваемое поршнем силового цилиндра для удержания трактора в горизонтальном положении и при его работе на склоне.
Исходные данные: ℓ = 10 м, d = 12,5 мм, ν = 0,20 см2/с, γ = 8620 Н/м3, D = 60 мм, Q·10-6 = 137 м3/с, p = 5,6 МПа, местные потери от потерь на трение – 20%.

Задача 62

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.7.2

Задача 62. (Рис. 7.2). Кормораздатчик имеет гидравлическую систему, состоящую из силового цилиндра 1 (рабочее усилие кото-рого N) с поршнем 2 диаметром D; распределителя 3 с золотником 4, соединенного с силовым цилиндром посредством трубопроводов 5; шестеренного насоса 6 с подачей Q; нагнетательного трубопровода 7 длиной / и диаметром d; перепускного клапана 8 и сливных трубопроводов 9 и 10. Определить давление р на выходе насоса.
Исходные данные: N = 11,8 кН; lн = 11 м; dн = 15,8 мм; 𝜈 = 0,21∙10-4 м2/с; γ = 8,64 кН/м3; D = 65 мм; Q = 142∙10-6 м3/с; р = −МПа; hм = 20 %.

Задача 63

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.7.3

Задача 63. (Рис. 7.3). Гидросистема погрузчика экскаватора ПЭ-0,8 содержит следующие основные элементы: шестеренный насос 1 с подачей Q, давление на выходе которого р, соединенный нагнетательным трубопроводом 2 диаметром d и длиной l с перепускным клапаном 3 и гидрораспределителем 4, и силовой цилиндр 5 диаметром D с поршнем 6, соединенный с гидрораспределителем через трубопроводы 7, сливные трубопроводы 8 и 9. В качестве рабочей жидкости используется дизельное масло удельным весом γ и кинематической вязкостью ν.
Определить усилие N, которое создается поршнем силового цилиндра при подъеме груза.
Исходные данные: lн = 9 м; dн = 12,5 мм; 𝜈 = 0,19∙10−4 м2/с; γ = 8,6 кН/м3; D = 50 мм; Q = 130∙10-6 м3/с; р = 4,7 МПа; hм = 15 %.

Задача 64

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.7.4

Задача 64. (Рис. 7.4). Свеклоуборочный комбайн КСТ-2 снабжен устройством для копирования контура междурядий гряд, которое механически связано с гидросистемой комбайна. Эта система имеет силовой цилиндр 1 (рабочее усилие которого N) с поршнем 2 диаметром D, соединенный через трубопроводы 3 с распределителем 4 с размещенным в нем золотником 5; нагнетательный трубопровод 6 длиной l и диаметром d, предохранительный клапан 7, гидронасос 8 с подачей Q, сливные трубопроводы 9 и 10. Определить давление р на выходе насоса 8.
Исходные данные: N = 6,5 кН; l = 12 м; d = 15,8 мм; ν = 0,22 см2/с; γ = 8,65 кН/м3; D = 55 мм; Q·10-6 = 125 м3/с; р = − МПа; hм = 15%.

Задача 65

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.7.5

Задача 65. (Рис. 7.5). Культиватор-растениепитатель КРСШ-2,8 снабжен гидравлической системой, состоящей из силового цилиндра 1 с поршнем 2 диаметром D, гидрораспределителя 3 с золотником 4, соединенного с силовым цилиндром посредством трубопроводов 5, нагнетательного трубопровода 6 диаметром d и длиной l, предохранительного клапана 7, шестеренного насоса 8 с подачей Q, давление на выходе которого р, и сливных трубопроводов 9 и 10. Удельный вес рабочей жидкости принять γ, кинематическую вязкость ν.
Определить усилие N, которое создается поршнем силового цилиндра при работе культиватора.
Исходные данные: l = 10,5 м; d = 12,5 мм; υ = 0,20 см2/с; γ = 8620 Н/м3; D = 70 мм; Q·10-6 = 115 м3/с; р = 4,2 МПа; hм = 25 %.

Задача 66

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.7.6

Задача 66. (Рис. 7.6). Гидравлическая система загрузчика сеялок автомобильного ЗСА-40 содержит шестеренный насос 1 с податей Q, подключенный к нагнетательному трубопроводу 2 длиной l диа-метром d, установленный на сливном трубопроводе 3 предохранительный клапан 4; распределитель 5, в полости которого размещен золотник 6, и силовой цилиндр 7 с поршнем 8 диаметром D (усилие которого N), соединенный с распределителем через трубопроводы 9, и сливной трубопровод 10, полости распределителя сообщены между собой посредством трубопровода 11. В качестве рабочей жидкости используется автотракторное масло удельным весом γ и кинематической вязкостью ν. Определить давление р на выходе насоса.
Исходные данные: N = 3,4 кН; lн = 11,5 м; dн = 15,8 мм; 𝜈 = 0,18∙10-4 м2/с; γ = 8,63 кН/м3; D = 45 мм; Q = 110∙10-6 м3/с; р = −МПа; hм = 20 %.

Задача 67

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.7.7

Задача 67. (Рис. 7.7). Картофелеуборочный комбайн ККУ-2 «Дружба» снабжен гидравлической системой, состоящей из цилиндра 1, поршня 2, соединенного трубопроводом 3 с распределителем 4, золотником 5 нагнетательного трубопровода 6 диаметром d и длиной L, насоса 7 с подачей Q, давление на выходе которого р, предохранительного клапана 8, установленного на сливном трубопроводе 9, и сливного трубопровода 10. В качестве рабочей жидкости используется дизельное масло удельным весом v и кинематической вязкостью v.
Определить усилие N, развиваемое поршнем гидроцилиндра.
Исходные данные: Q = 0,095 л/с; lн = 12,5 м; dн = 12,5 мм; 𝜈 = 0,21∙10−4 м2/с; γ = 8,64 кН/м3; D = 55 мм; р = 3,4 МПа; hм = 10 %; hм = 10 %.

Задача 68

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.7.8

Задача 68. (Рис. 7.8). Гидросистема грядоделателя навесного ГН-2А имеет гидравлическую систему, включающую силовой цилиндр 1 (рабочее усилие которого N) с поршнем 2 диаметром D, соединенный трубопроводами 3 с распределителем 4, имеющего золотник 5, перепускной клапан 6, насос 7 с подачей Q, нагнетательный трубопровод 8 и сливные трубопроводы 9 и 10. Нагнетательный трубопровод имеет длину l и диаметр d. В качестве рабочей жидкости используется масло удельным весом γ и кинематической вязкостью ν.
Определить давление р на выходе насоса.
Исходные данные: Q = 0,09 л/с; lн = 9,5 м; dн = 15,8 мм; N = 2 кН; 𝜈 = 0,2∙10−4 м2/с; γ = 8,62 кН/м3; D = 60 мм; р = −МПа; hм = 25 %.

Задача 69

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.7.9

Задача 69. (Рис. 7.9). Экскаватор гидравлический Э-153 имеет гидросистему, содержащую основные элементы: силовой цилиндр 1 (рабочее усилие которого N) с поршнем 2 диаметром D, соединенными трубопроводами 3 с распределителем 4, имеющим золотник 5, нагнетательный трубопровод 6, насос 7 с подачей Q, предохранительный клапан 8 и сливные трубопроводы 9 и 10. Длина нагнетательного трубопровода l и диаметр d.
Определить давление р на выходе насоса 7.
Исходные данные: N = 5,5 кН; ℓ = 10 м; d = 12,5 мм; ν = 0,22 см2/с; γ = 8650 Н/м3; D = 65 мм, Q·10-6 = 117 м3/с; местные потери от потерь на трение – 20 %.

Задача 70

Цена - 80 руб. (pdf) - 90 руб. (word)

Рис.7.10

Задача 60. (Рис. 7.10). Гидравлическая система пресса-подборщика с боковой подачей ППБ-13 состоит из следующих основных элементов: силового цилиндра 1 с поршнем 2 диаметром D, соединительных трубопроводов 3, распределителя 4 с золотником 5, нагнетательного трубопровода 6 длиной l и диаметром d, предохранительного клапана 7, насоса 8 с подачей Q, и сливные трубопроводы 9 и 10. Давление на выходе насоса принять р.
Определить усилие N, создаваемое поршнем силового цилиндра при работе пресса-подборщика.
Исходные данные: l = 12 м; dвс = 15,8 мм; γ = 8,6 кН/м3; D = 50 мм; Q = 0,135 л/с; р = 5,2 МПа; hм = 15%; 𝜈 = 0,19∙10−4 м2/с.


Раздел 8. МЕХАНИЗИРОВАННОЕ ОРОШЕНИЕ.

Задача 76

Задача 76

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.8.6

Задача 76. (Рис. 8.6). Для централизованной водопроводной сети, обеспечивающей полив четырехпольного участка двумя дождевальными машинами «Фрегат» модификации ДМ-424-70, каждая из которых поочередно работает на двух позициях и имеет ширину захвата l, объемный расход воды Q, напор на гидранте h, подобрать диаметры стальных труб, определить потери напора в трубопроводах и напор насосной станции. Отметка уровня воды в источнике у насосной станции и геодезическая отметка самого удаленного гидранта показаны на рисунке. Скорость движения воды по трубам принять равной υ.
Исходные данные: ℓ = 423,9 м; Q = 70 л/с; h = 53 м; υ = 1,3 м/с; L = 0,2ℓ.

Задача 77

Цена - 150 руб. (pdf) - 180 руб. (word)

Рис.8.7

Задача 77. (Рис. 8.7). Произвести расчет водопроводной сети, предназначенной для полива дождевальными машинами «Фрегат» трехпольного участка, занятого под техническими культурами. Каждая из трех машин модификации ДМ-454-50 работает поочередно на двух позициях, имеет ширину захвата l, объемный расход воды Q, напор на гидранте h. Централизованная водоподача к гидрантам осуществляется насосной станцией. Определить напор насосной станции, если трубы используются стальные, бывшие в эксплуатации, а скорость движения воды по трубам υ.
Исходные данные: ℓ = 453,5 м; Q = 50 л/с; h = 50 м; υ = 1,4 м/с; L = ℓ; Нг = 7 м.


Раздел 9. СХЕМЫ И ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ.

Раздел 10. ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ. РАСЧЕТ НАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕГО РЕЗЕРВУАРА.

Раздел 11. ПОТОЧНЫЕ ПНЕВМОГИДРОТРАНСПОРТНЫЕ ЛИНИИ.

 

 

Дисциплины по ВУЗам

Популярные Теги технических Дисциплин