Основы гидравлических расчетов на автомобильном транспорте Часть I (стр. 4 )

Задача 2с.1. Определить абсолютное давление воздуха в баке p1, если при атмосферном давлении, соответствующем hа, показание ртутного вакуумметра hрт, высота h. Каково при этом показание пружинного вакуумметра?  Плотность ртути  с = 13600 кг/м3.

Величина	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
hрт, м	0,25	0,3	0,15	0,1	0,2	0,1	0,25	0,2	0,15	0,1
h, м	1,2	1,7	1,5	1,8	1,5	1,2	1,8	1,4	1,3	2,0
hа, мм рт. ст	740	760	745	750	760	740	755	750	745	760

Задача 2с.2. Определить силу F на штоке золотника, если показание вакуумметра рвак, избыточное давление р1, высота Н, диаметры поршней D и d, плотность жидкости с.

Величина	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
D, мм	20	15	30	20	25	20	30	25	25	20
d, мм	15	10	15	10	20	15	20	15	10	10
Н, м	3	1,5	2	2,5	3	1	2	3	2,5	1,5
рвак, кПа	60	50	30	60	50	40	30	60	20	50
р1, МПа	1	1,5	0,5	1	2	1,5	0,5	1	1	0,5
с, кг/м3	1000	850	860	880	1000	900	950	880	850	900

Задача 2с.3. Определить силу преобразования F, развиваемую гидравлическим прессом, у которого диаметр большего плунжера D, меньшего d. Большой плунжер расположен выше меньшего на величину Н. Рабочая жидкость с плотностью с. К рычагу приложено усилие R. Отношение плеч рычага равно а/в.

Величина	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
R, H	250	240	230	220	210	200	230	240	250	260
D, мм	500	600	600	500	400	600	350	200	400	300
d, мм	30	100	50	40	80	150	35	25	40	70
Н, м	1	1,5	2	1	1,5	2	3	1	2	1,5
a/b	12	10	8	10	12	14	10	9	12	15
с, кг/м3	850	900	880	870	850	1000	900	870	850	1000

Задача 2с.4. Определить величину предварительного поджатия пружины дифференциального предохранительного клапана, обеспечивающую начало открытия клапана при давлении рн. Диаметры клапана D, d; жесткость пружины k. Давление справа от большого и слева от малого поршней – атмосферное.

Величина	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
рн, МПа	0,8	1,5	3	1	1,2	1,8	2	2,2	2,4	2,6
D, мм	24	22	22	24	20	20	18	28	28	24
d, мм	18	18	20	20	18	16	16	22	24	18
k, Н/мм	6	7	8	5	4	6	7	8	4	7

Задача 2с.5.  Замкнутый резервуар разделен на две части плоской перегородкой, имеющей квад­ратное отверстие со стороной а, закрытое крыш­кой. Давление над жидкостью Ж в левой части резервуара определяется показаниями манометра рм, давление воздуха в правой части – показани­ями мановакуумметра рвак. Определить величину и точку приложения результирующей силы давления на крышку.

Величина	Вариант
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ж	В	Б	К	В	Мтр	Г	Н	К	Мтурб	Б
рм, ат	0,8	0,9	0,7	0,8	0,5	0,9	1,0	0,3	1,0	0,5
рвак, ат	0,1	0,1	0,2	0,2	0,3	0,3	0,1	0,1	0,2	0,2
a, мм	200	300	400	100	200	300	200	100	400	200

Обозначения: Б – бензин, В – вода, Г – глицерин, К – керосин, Мтр – масло трансформаторное, Мтурб – масло турбинное, Н – нефть.

Основные законы движения жидкости.

Гидравлические сопротивления

Основными законами, позволяющими решать простейшие задачи о движении жидкостей, являются уравнение Бернулли и уравнение расхода.

Уравнение расхода – условие неразрывности потока несжимаемой жидкости – записывается в виде  равенства объемных расходов в любых сечениях трубопровода:

Q = = сonst

Отсюда следует, что средние скорости неразрывного потока обратно пропорциональны площадям этих сечений.

В некоторых задачах о движении жидкости в приближении рассматривается идеальная (невязкая) жидкость.

Уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости представляет закон сохранения энергии жидкости вдоль потока: вдоль элементарной струйки идеальной жидкости сумма потенциальной и кинетической энергии является постоянной величиной, т. е.

,

где Н - полный гидродинамический напор (полная удельная энергия жидкости в сечении); Z – вертикальная координата центров тяжести сечений (геометрический напор); – пьезометрический напор (удельная энергия давления); U/2g – скоростной напор (удельная кинетическая энергия), сумма представляет собой потенциальную энергию.