Основы гидравлических расчетов на автомобильном транспорте Часть I (стр. 12 )

Задача 5.2. Керосин перекачивается по горизонтальной трубе длиной l = 50 м и диаметром d = 50 мм в количестве Q = 9,8 л/с. Определить потребное давление и необходимую мощность, если вязкость керосина н = 0,025 Ст, а его плотность с = 800 кг/м3. Трубу считать гидравлически гладкой.

Задача 5.3. Определить режим течения жидкости вязкостью н = 0,4 Ст, перекачиваемой по трубопроводу длиной l = 3 м, который при перепаде давления Др = 2 МПа должен обеспечить расход Q = 1 л/с. Плотность жидкости с = 850 кг/м3.

Задача 5.4. Какое давление должен создавать насос при подаче масла Q= 0,4 л/с и при давлении воздуха в пневмогидравлическом аккумуляторе р2=2 МПа, если коэффициент сопротивления квадратичного дросселя ж = 100; длина трубопровода от насоса до аккумулятора l = 4 м; диаметр d = 10 мм? Плотность масла с = 900 кг/м3; вязкость н = 0,5 Ст.

Задача 5.5. Определить предельную высоту всасывания масла насосом при подаче Q = 0,4 л/с из условия бескавитационной работы насоса, считая, что абсолютное давление перед входом в насосе должно быть p ≥ 30 кПа. Длина и диаметр всасывающего трубопровода: l = 2 м; d = 20 мм. Плотность масла с = 900 кг/м3, вязкость н = 2 Ст. Атмосферное давление 750 мм. рт. ст. Сопротивлением входного фильтра пренебречь.

Задача 5.6.  Определить максимальный расход бензина Q, который можно допустить во всасывающем трубопроводе насоса бензоколонки из условия отсутствия кавитации перед входом в насос, если высота всасывания h = 4 м, размеры трубопровода: l = 6 м; d = 24 мм; предельное давление бензина принять рв = 40 кПа. Режим течения считать турбулентным. Коэффициент сопротивления приемного фильтра жф = 2; коэффициент сопротивления трения лт = 0,03; h0 = 750 мм. рт. ст.; сб = 750 кг/м3.

Задача 5.7. При каком диаметре трубопровода подача насоса составит Q = 1 л/с, если на выходе из него располагаемый напор Hрасп = 9,6 м; длина трубопровода l = 10 м; эквивалентная шероховатость Д = 0,05 мм; давление в баке p0 = 30 кПа; высота H0 = 4 м; вязкость жидкости н = 0,015 Ст и ее плотность с = 1000 кг/м3? Местными гидравлическими сопротивлениями в трубопроводе пренебречь. Учесть потери при входе в бак.

Задача 5.8. Определить избыточное давление на входе в шестеренный насос системы смазки, подающий Q = 60 л/мин масла при температуре t = 20 ℃; (кинематическая вязкость масла н = 2 Ст, плотность с = 920 кг/м3). Длина стального всасывающего трубопровода l = 5 м и диаметр d = 30 мм, его шероховатость Д = 0,1 мм. Входное сечение насоса расположено

ниже свободной поверхности в масляном баке на h = 2 м. Как изменится давление перед насосом, если масло нагреется до температуры t = 80 ℃; (кинематическая вязкость масла н = 0,1 Ст, плотность с = 870 кг/м3)? Местные потери в трубопроводе принять равным 10 % от потерь на трение по длине.

Задача 5.9. Расход в основной гидролинии Q = 3 л/с, параллельные ветви имеют размеры: длину l = 1 м и диаметр d = 10 мм. В одной из ветвей установлен дроссель с коэффициентом сопротивления ж = 9. Считая режим движения турбулентным и приняв коэффициент трения л = 0,03, определить расходы в ветвях Q1 и Q2.

Задача 5.10. Определить потери давления в ра­диаторе, если расход масла Q = 20 л/с. Диаметр коллектора d0 = 0,03 м, диаметр трубок d = 0,01 м, их длина l = 1 м, количество – 4. Плотность масла с = 900 кг/м3. Коэффициент кинематической вязкости н = 0,65 Ст.

Задача 5.11. Определить, при каком проходном сечении дросселя расходы в параллельных трубопроводах будут одинаковыми, если длины трубопроводов l1 = 5м и l2 =10 м, их диаметры d1 = d2 = 12 мм, коэффициент расхода дросселя м = 0,7, расход рабочей жидкости перед разветвлением Q = 0,2 л/с, а ее вязкость н = 0,01 Ст. Трубопровод считать гидравлически гладким.

Задача 5.12. Насос подает масло по трубопроводу 1 длиной l1 = 5 м и диаметром d1 = 10 мм в количестве Q = 0,3 л/с. В точке М трубопровод 1 разветвляется на два трубопровода (2 и 3), имеющие размеры: l2 = 8 м, d2 = 8 мм и l3 = 2 м, d3 = 5 мм. Определить давление, создаваемое насосом, и расход масла в каждой ветви трубопровода (Q1 и Q2) при вязкости масла н = 0,5 Ст и его плотности с = 900 кг/м3. Режим течения на всех трех участках считать ламинарным. Местные гидравлические сопротивления отсутствуют. Давление в конечных сечениях труб атмосферное, и геометрические высоты одинаковы.

Задача 5.13. Насос обеспечивает расход Q1 = 0,6 л/с по трубопроводу, в котором установлен дроссель с коэффициентом сопротивления ж1 = 3. В точке М трубопровод разветвляется на два трубопровода, один из которых содержит дроссель с коэффициентом сопротивления ж2 = 10, а другой – ж3 = 40. Пренебрегая потерями давления на  трение по длине, определить расходы жидкости в параллельных ветвях и давление насоса. Диаметр труб d = 10 мм, плотность жидкости принять равной с =1000 кг/м3.

Задача 5.14. Смазочное масло с плотностью с = 0,8, кинематической вязкостью н = 6 сСт) подводится к подшипникам коленчатого вала по системе трубок, состоящей из пяти одинаковых участков, каждый длиной l = 500 мм и диаметром d = 4 мм.  Сколько смазки нужно подать к узлу А системы, чтобы каждый под­шипник получил ее не менее 8 см3/с? Как изменится потребное ко­личество смазки, если участки АВ заменить трубой диаметром D = 8 мм? Давление на выходе из трубок в подшипники считать одинаковым, местными потерями и скоростными напорами пренебречь.

Задача 5.15. Определить дав­ление нагнетания р насоса в на­чале масляной линии, подающей смазку к трем коренным подшипникам коленчатого вала автомобильного двигателя, если подача насоса Q = 50 см3/с. Размеры: d = 6 мм; d1 = 4 мм; d0 = 40 мм; L = 1000 мм; l = 200 мм; s = 50 мм; а = 6 мм. Зазоры в подшипниках считать концентрическими и равными δ = 0,06 мм. Кинематическая вязкость масла ν = 0,36⋅10-4 м2/с, его плотность ρ = 900 кг/м3. Течение в трубах и зазорах считать ламинарным. Потери напора в фильтре hф = 5 м. Влияние вращения вала не учитывать. Сопротивлением распределительного канала пренебречь, считая, что к каждому подшипнику подается расход Q/3.

Задачи для самостоятельной работы

Задача 5с.1. Жидкость подается в открытый верхний бак по вертикальной трубе длиной L и диаметром d за счет давления воздуха в нижнем замкнутом резервуаре. Определить давление воздуха р, при котором расход будет равен Q. Принять коэффициенты сопротивления: вентиля жв, = 8,0; входа в трубу жвх = 5,0; выхода в бак жвых = 1,0. Эквивалентная шероховатость стенок трубы Δэ = 0,2 мм.

Величина	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ж	В	Б	М	К	В	Б	К	М	В	Г
Q, л/с	7,5	8	6	2,5	10	0,8	1,5	8	4	6
L, м	8	6	12	8	10	10	6	8	6	15
d, мм	70	70	60	40	80	20	30	70	50	60

Обозначения: Б – бензин; В – вода; Г – глицерин; Ж – жидкость; К – керосин; М – масло трансформаторное.

Задача 5с.2. Определить абсолютное давление жидкости перед входом в центробежный насос при подаче Q и высоте всасывания h. Всасывающую трубу, длина которой  l, диаметр d, считать гидравлически гладкой. Учесть сопротивление приемного клапана с фильтрующей сеткой жф = 3. Вязкость жидкости н = 0,006 Ст, ее плотность с = 750 кг/м3. Скоростным напором при входе в насос пренебречь. Атмосферное давление соответствует 750 мм. рт. ст. (Рис. к задаче 5.5)

Величина	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Q, л/с	0,2	0,3	0,4	0,6	1	3	5	6,7	9	12
h, м	0,7	0,8	1	1	0,6	2	1	0,8	1,2	1
l, м	6	6,5	7	8	7,6	6,4	5	4,5	2,2	2,5
d, мм	10	15	32	20	15	22	40	50	40	60

Задача 5с.3. Определить минимально возможный диаметр всасывающего трубопровода, если подача насоса Q; высота всасывания h; длина трубопровода l; шероховатость трубы Д; коэффициент сопротивления входного фильтра оф ; максимально допустимый вакуум перед входом в насос рвак ; вязкость рабочей жидкости н = 0,01 Ст; плотность с = 1000 кг/м3 (Рис. к зад.5.5).