Вакина В.В., Денисенко И.Д., Столяров А.Л. - Машиностроительная гидравлика (1067412), страница 8
Текст из файла (страница 8)
21 и динамическую вязкость при 50 С! т 20 мм'/0 0,2 ° 10 м'/с; р тр 0,2 ° 10 ° 890 0,0178 Па ° 0; р, = 80000+(5 ° 10 — ' ' ' ' 0,2) х 2 12 ° 0,0178 ° 0,07 1 22 104 Па 3,14 0,1(6 10 в)в Усилие на штоке гидроцилиндра /с — Р! (1? в( ) Рвн5(в н 4 4 1 22, 104 ° (О 14 0 05в) 8, 104 9100 Н 4.5. Расход масла 12 =. 10 мм'/с, р = 895 кг/мв), которое подводится к коренному подшипнику коленчатого вала (рис. 4.4) автомобильного двигателя, Я, = 20 см'/с. Принимая режим движения масла ламинарным и пренебрегая вращением вала, определить потери давления в подшипнике, если его длина Ь = 60 мм, диаметр вала в( 50 мм, ширина кольцевой канавки а = 6 мм, радиальный кольцевой зазор б = 0,06 мм. Решение.
В кольцевой канавке поток масла разделяетая на два. Поэтому его расход через один торец подшипника Я"=ОвбЯв=О>5 ° 20 = 10 см'/о. Потерю давления в подшипнике определим из (4.15)' Ыбв Я (Рв Рв) 12Р( Х.— а 60 — 6 где для условий нашей задачи р,— р, Ьр, 1 2? мм, (в=тр= 10 ° 1О ° 895 0,00895 Па ° с, 852 000 Па. 3,!4 ° 0,05(6 ° 1О в)в 4.8. Определить потери давления на трение в трубопроводе диа« метром в( = 250 мм и длиной 1 = 1,5 км, по которому перекачивается бензин (р = 700 кг/м', т = 0,75 мм'/с) с расходом 4, = 65,5 т/ч.
Как изменятся эти потери при уменьшении диаметра трубы на 20 %? Шероховатость стенок трубопровода принять равной Ь = 0,2 мм. Решение. Находим объемный расход бензина, среднюю скорость и число Рейнольдса( 65 500 ~йв — 0 = збоо 70о 0,026 м'/0, Р 40 4. 0,026 аР 3,14 ° 0,25в = 0,53 м?0, Поскольку в данном случае 20 — с. Йе ( 500— в( Ь Ь Рас.
4.4 (25 000 ( 177000( 625000), то область сопротивления переходная и коэффициент гидравлического трения будем определять по формуле (4.8)1 Потери давления в трубопроводе АР= Л вЂ” 2 — — 0,02 о' 2' — — 11800 Па. ррг 1500 700 ° 0,53г Аналогичные расчеты выполним для диаметра трубопровода г(г = = О,Ы = 200 мм' о, = — = ' =083 м/с; йе = — '' = — = 221000 4Я 4 ° 0,026 Ргаг 33 20 гягг 3, Га ° О,Дг ' ' г г 0,0075 1 ! 1 Р"1 1500 700 0,33г г Арг = Лг — — = 0,021 — ° ' ' = 38000 Па. Фг 2 ' 02 2 Следовательно, уменьшение диаметра трубопровода на 20 % при- вело к увеличению потерь давления в нем в 3,2 раза (38000: !1800). 4.7. Определить коэффициент сопротивления вентиля, установ- ленного в конце трубопровода диаметром г( = 50 мм, если показание манометра перед вентилем р„,„ = 3,7 кПа, а расход воды 9 = 2,5 л/с.' Решение.
Потеря давления прн прохождении жидкости через вен- тиль Ьр = р„,„, так как давление после вентиля равно атмосфер- ному. Скорость движения воды в трубопроводе 40 4 . 0,0025 о= — ' = 1,27 м/с, ялг 3,!4 0,05г Коэффициент сопротивления вентиля найдем из формулы рег Ар=рдй„=~ — ', — — = 4,59. 25р 2 3700 1кР 1000 1,27г 4.8. Определить потери напора в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания (рис. 4.5), включающей в себя центробежный насос, радиатор (ьг = 5), термостат (сг = 3), трубопроводы (~г = 1,5) я водяную рубашку двигателя (Ь, = 4,5), если расход воды 9 = 4,2 л/с.
Все коэффициенты местных сопротивлений отнесены к скорости в тру- бе диаметром г( = 50 мм. Потерями напора на трение пренебречь. Решение. Расчетная скорость Щ 4 0,0042 г 3,14. о,о5 —— 2,14 м/ц Потери'напора в системе охлаждения Ьд — — (Ьг+Ьг+Ьг+~а) 2 —— (5+ +, +,5) 2 '031 — — 3,27 М. 4.9.
Определить ! ! расход воздуха, засасываемого двигателем вутреннего сгорания 2 из атмосферы, при котором вакуум в гор- 44 ва ловине диффузора со- 2 2 ставляетр „= 15кПа, если диаметр трубы 4в Р = 40 мм, диаметр диффузора Й = 20 мм, Рис. 4.6 коэффициенты сопротивления воздухоочистителя ~, = 6, колена !.в = 6,3, воздушной за- слонки ьв = 0,5 отнесены к скорости в трубе, а коэффициент сопротив- ления диффузора ьа = 0,04 отнесен к скорости движения воздуха в его горловине,(рис. 4.6). Плотность 'воздуха р = 1,23 кгlм'. Потеря- ми напора на трение пренебречь. Решение. Из уравнения Бернулли для сечений 1 — 1 и 2 — 2 относи- тельно плоскости сравнения Π— 0 — -(- — '+г, = — + — '+за+А„, а и! р, свс~~ р 2я рд в 2д ря в котором па = О, рв = рав за = Нв ра = Рв рвавв аа = О, Йв = (~в + вв в2 + Ьа+Ьа) — + Ьа —, ца — скорость в горловине диффузора, о— 2д 2д скорость воздуха в трубе, причем из уравнения неразрывности движе- ! Й эа ния о = и, ~ —,/!, получаем при Н ж 0 и а = 1 Из этого выражения находим скорость в горловине диффузора Рис.
4.6 2рввв р [ ! + (в + в + йв) 1 ) + в ) 4 — 129 м/с. 46 Искомый расход воздуха 0=п,— = 129 ' ' =0,0405 мв/с=405 л/с. ви!в 3, ! 4 0,02а 4 4 Ф 4.10. Определить расход бензина (р = 700 кг/мв) через жиклер карбюратора диаметром а( = 1 мм (рис. 3.5), если расход засасываемого ' воздуха Я, = 50 л/с, диаметр всасывающей трубы Р = 50 мм, диаметр горловины диффузора с!, = 23 мм, коэффициент сопротивления входа в трубу ьвв = 0,5, коэффициент сопротивления сужения !,а = 0,06, коэффициент сопротивления жиклера ~ 0,4, плотность воздуха р, = 1,28 кг/м'.
Потерями напора в трубке, подводящей бензин к жиклеру, пренебречь. Атмосферное давление р, = 100 кПа. Решение. 1. Определяем давление рх в горловине диффузора, для чего воспользуемся уравнением Бернулли для сечений 2 — 3 и 2 — 2, в которых положим г, ж г, = О, а = 11 х Рв х Рх в 1 х 2г Рг — 2г Рг вх во где о, ю 0 (скорость окружающего воздуха); рх р„о, — скорость вгорловине диффузора; Ь, ьо †, Ь,„ = ь,„ †; о †скорос вовсасывающей трубе, причем из уравнения неразрывности движения О во О ~~о) После подстановки этих величин в уравнение Бернулли и преобра. вований получаем Р р 1+1о+~ О 100000 — 1,28[1+0,06+0,5(30) ~ 2 =90000 Па, где и ° — ' ' ' 120 м/с. 40в 4'003 яо(х 3,14 0,023в о 2. Определяем скорость истечения охб бензина через жиклер из уравнения Бернулли для сечений 1 — 1 и 2 — 2, принимая гх ~ гв = 0 иа =1 — + — - — + — '+Ь ! Р! ~24 Рх 2г 2г 2г рг Р2б где о, О, р, р,, р,=90000 кПа; Ь =~ — — потеря напора при прохождении жидкости через жиклер; 1/ )) (Ро — Ро) '1/2 (100 000 — 00 000) У р(1+~ ) ' У 70011+о,41 —— 4,52 м/с.
1 Расход бензина через жиклер (.)=!баб 4 - 452 ' 4 =3,55 см'/с. явв 3, 14 О, 1' 4.11. К горизонтальной трубе переменного сечения (В 150 мм, !( = 50 мм), по которой прокачивается бензин (р = 750 кг/м'), присоединен дифференциальный манометр, разность уровней ртути в котором Ь 120 мм (рис. 4.7).
Определить расход бензина Я, а также пока- зание манометра Ь, при пропуске этого расхода Раб. 4.7 Поэтому (4.!8) Пусть давление в точках М и Ф равны соответственно р, и р,. Тог. да давления в точках В и С Рв Р2+ РИ(о+ 8) Ро =* Р2+ РКп+ Рю 0~2 Поскольку рз= рс, то р,+рд(а+6)* р + рла+РР,Л(2, ИЛИ вЂ” = — -Ь' —,— 1). Р! - Р2 1 РР2 РЫ РЯ Р Подставляя выражение (4.19) в выражение (4.18), получаем (4.19) 5,26 мlс, о!* п2~ — ) =5,26~ — о) '0,584 м1а. Расход бензина 3!4 ° О 052 Я = о~Я~ 5,26 ' ' ' 0,0103 м21о 10,3 л7о, При движении бензина в обратном направлении из уравнения Бернулли для сечений 2 — 2 и 1 — 1 -йа- + — ' — + — Г- + 3.22 "2 Р2 Р! Р РЫ Зи РК в противоположном направлении.
Потерями напора на трение по длине пренебречь. Решение. Запишем уравнение Бернулли для сечений 1 — 1 и 2 — 2 относительно плоскости Π— О (22 22 0)! 2 2 Р! . ""2 Р2 222 — + — — + — '+1 — ' 2а рл 2л рл 2 2л где ~, — коэффициент сопротивления внезапного сужения, определяемый по формуле ~2=0,5(1 — +)'=О,б[1 — Ы ~ О,б[1 — ( — ) ] 0,445. Из уравнения Бернулли найдем разность пьезометрических высот, принимая а = 1 Р! Р2 2 Ь2 ° рд ря 2я ( 2 2 / Из уравнения неразрывности движения (3.7) получаем в котором й,р — потеря напора при внезапном расширении, определяется по формуле (4.17) (ох — ов)2 вр= 2 2 И находим Р, Рв Оа О1 (о1 ов)2 28 рд ра 2д 2я Ряс.
4.8 или с учетом выражения (4.19) ( [6) — 1 ~) 0,8842 [( — ) — 11 — 0,016 м = 16 мм. 4.12. Для регулирования расхода воды, перетекающей из резерву. ара А в резервуар Б по короткой трубе прямоугольного поперечного сечения (Ь = 150 мм, а = 100 мм), на входе в трубу установлен затвор, открытие которого 12 можно изменять (рис 4.8). Пренебрегая потерями напора на трение по длине, найти: 1) формулу для определения расхода воды в зависимости от перепада уровней в резервуарах ЛН и величины'открытия затвора И; 2) величину й, при которой расход О =? лlс и бН = 120 мм; 3) давление в сжатом сечении с — с при й = 60 мм, ЛН = О 5 м, Н = О 65 м Коэйфипиент сопротивления затвора с, = 0,05, выхода из трубы— ь,„„= 1, .коэффициент сжатия струи е = 0,63, атмосферное давление р, = !00.кПа.
Уровни в резервуарах А и Б постоянны Решение. 1. Запишем уравнение Бернулли для сечений 1 — 1 и 2 — 2 относительно плоскости Π— О, совпадающей с поверхностью воды в правом резервуаре р йо. р — + — '+г = —,+ — '+г +й, 1 дд ... 2 в где о, = о, = О, р, = ра = р„г, = гхН, г, = 0; й„— суммарные по- тери напора (вход в трубу, внезапное расширение от глубины й, = = еЛ до а, выход из трубы), 12, = й, + Йвр + 11вых, причем (о, — о)' ( о, ) ов ( д ) о" ,2 Ь =~ — и= — о= —- вых — вих 22, — Ьд 2 а оаа . После подстановки в уравнение Бернулли значений и„ о„ р„ рм г» г, и й„ и преобразований получаем 48 где о — скорость в сечении х — х; Йс„— потери напора между сече- Иняын 1 1 И Л Х, Заистныв Чтп ОЭ в ОО ИО 02 ~ УО *=' 02 ° 1,63 м702 "4 ° оо = 04 ( ~ ) о 1о63 ( — ) = 6,52 м70. Н + Р' ° 1,92 + 1,02 = 2,94 м. ру Пьезометрпческая высота в сечении 2 — 2 — = (Н + — ') — 2' — в „2' — ~,эч — (1 + 0 о) 2 '0 61 ° =2,74 м, где ~,„ 0,5 — коэффициент сопротивления входа; Ро Ро = 2,74 м, так как потерями напора на трение по длине пренебрегаем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
