Омський державний технічний університет
Кафедра «Авіа-і ракетобудування»
Курсова робота
Виконання розрахунків за курсом «Гідропривід ЛА»
за II семестр 2005 навчального року
Омськ 2005
Завдання № 1
Вентиляційна труба діаметром 
має довжину 
. Визначити тиск 
, Яке має розвивати вентилятор, якщо витрата повітря, що подається по трубі, 
. Тиск на виході з труби дорівнює атмосферному. Місцевих опорів по шляху немає. Кінематична в'язкість повітря при 
, Щільність 
, Шорсткість внутрішньої поверхні труби 
.
Вихідні дані: 
.
Знайти: .
Рішення:
- Тиск на вході у вентиляційну трубу.
- Сумарні втрати тиску.
- Місцевих опорів по шляху немає.
- Швидкість течії.
- Втрати тиску на створення швидкості.
- Число Рейнольдса. При 
- Турбулентний режим течії.
При 
;
- Коефіцієнт тертя.
- Втрати тиску на тертя.
.
Завдання № 2
Витрата води в горизонтальній трубі кільцевого перерізу, що складається з двох концентричних труб. Внутрішня труба має зовнішній діаметр , А зовнішня труба має внутрішній діаметр 
. Знайти втрати напору 
на тертя на довжині труби . Кінематична в'язкість води при 
, Шорсткість труб 
, Щільність 
.
Вихідні дані: 
.
Знайти: .
Рішення:
- Втрати напору на тертя.
- Площа прохідного перетину.
.
- Еквівалентний діаметр,
де 
- Змочується периметр.
. При - Турбулентний режим течії.
При 
.
.
- Втрати тиску на тертя.
.
Завдання № 3
Визначити втрати тиску на тертя в трубах круглого 
, Квадратного 
і трикутного 
(Рівносторонній трикутник) перерізу при рівних довжині, площі «живого» перетину труб і швидкостях руху води. Довжина труб , Площа «живого» перетину 
, Середня швидкість руху води 
. кінематична в'язкість води при 
, Щільність , Шорсткість труб 
.
Вихідні дані: 
.
Знайти: , , .
Рішення:
Визначимо втрати тиску на тертя в трубах круглого 
перерізу.
Площа круглого перерізу 
.
. При - Турбулентний режим течії.
При 
.
.
Визначимо втрати тиску на тертя в трубах квадратного перерізу.
Площа квадратного перетину 
,
де 
- Сторона квадрата.
.
де 
.
. При - Турбулентний режим течії.
При 
.
Визначимо втрати тиску на тертя в трубах трикутного (Рівносторонній трикутник)
перерізу.
Площа трикутного перерізу 
,
де 
- Сторона трикутника.
.
де 
.
. При - Турбулентний режим течії.
При 
.
Завдання № 4
Як зміниться витрата мазуту при подачі його по круглій трубі діаметром , Довжиною , Якщо втрати тиску в трубі складають 
, А температура мазуту становить від 
до 
? Кінематична в'язкість мазуту при 
, При 
, Щільність 
і змінюється незначно, шорсткість труби .
Вихідні дані: 
.
Знайти: 
.
Рішення:
При вирішенні даного завдання не будемо брати до уваги втрати тиску на створення швидкості і вважаємо, що місцевих опорів по шляху немає:
і .
Формула витрати має вигляд: 
1) Температура мазуту становить .
Приймемо: 
.
. При 
- Ламінарний режим течії.
.
2) Температура мазуту становить .
Приймемо: .
. При - Турбулентний режим течії.
При 
;
.
;
.
- При підвищенні температури витрата мазуту збільшився.
Завдання № 5
Визначити втрати тиску 
і 
в магістралях гідропередачі (рис. 1), якщо витрати рідини: 
і 
, Діаметри трубопроводів: 
і 
, Довжини магістралей: 
і 
, Щільність робочої рідини , Кінематична в'язкість рідини при 
.
Вихідні дані:
.
Знайти: ; .
Рішення:
- Сумарні втрати тиску.
1) Визначимо .
- Швидкість течії.
- Втрати тиску на створення швидкості.
. При - Ламінарний режим течії.
.
- Втрати тиску на тертя.
,
де 
- Для кута повороту, рівного 
.
.
2) Визначимо .
.
- Втрати тиску на створення швидкості.
. При - Ламінарний режим течії.
.
- Втрати тиску на тертя.
.
.
Завдання № 7
Визначити втрати тиску при раптовому розширенні трубопроводу з до , Якщо швидкість води в трубопроводі, що підводить , Кінематична в'язкість при 
, Щільність 
.
Вихідні дані: 
.
Знайти: .
Рішення:
,
де 
; 
; 
.
Підставляючи дані рівності у формулу для , Отримаємо:
.
Завдання № 8
Для обмеження витрати води у водопровідній лінії встановлена діафрагма. Надмірний тиск у трубі до і після діафрагми постійні і дорівнюють відповідно 
і 
, Діаметр труби . Визначити необхідний діаметр отвору діафрагми з таким розрахунком, щоб витрата в лінії дорівнював , Якщо щільність води при .
Вихідні дані:
.
Знайти: .
Рішення:
Формула витрати рідини через діафрагму:
,
де 
- Коефіцієнт витрати: 
;
- Площа прохідного перетину: 
;
- Перепад тисків.
Перетворивши, отримаємо:
Завдання № 6
Визначити витрати води в трубі прямокутного поперечного перерізу 
з відношенням сторін 
і в круглій трубі 
при тій же площі поперечного перерізу , Якщо втрати тиску в цих трубопроводах однакові і рівні 
, А довжина кожної труби . Кінематична в'язкість води при , Щільність .
Вихідні дані: 
.
Знайти: , .
Рішення:
Формула витрати має вигляд: .
Визначимо боку прямокутної труби:
- Еквівалентний діаметр,
де 
.
Визначимо діаметр круглої труби:
.
Припустимо, що режим течії ламінарний. Тоді
, Де 
і 
.
Звідки для прямокутної труби отримуємо:
.
. При - Ламінарний режим течії. Припущення вірне.
.
Для круглої труби отримуємо:
.
. При - Ламінарний режим течії. Припущення вірне.
.
Завдання № 9
Визначити теоретичну 
, Корисну 
і приводну 
потужності насоса і крутний момент 
на його валу при розрахунковій подачі 
і числі оборотів 
, Якщо тиску на виході насоса 
і на вході 
; Об'ємний ККД 
та механічний ККД 
.
Рішення:
.
.
.
.
Завдання № 10
Визначити ефективну потужність 
і ефективний крутний момент 
на валу гідромашини з зазначеними в задачі № 10 параметрами при роботі її в режимі гідромотора.
Рішення:
.
.
Завдання № 11
Розрахувати зусилля 
на штоку гідроциліндра і швидкість 
його переміщення при дросельному регулюванні. Перетин регулюючого дроселя 
; Тиск в напірній магістралі 
(Об'ємні і механічні втрати і тиск на зливний магістралі не враховувати); робоча площа поршня 
; Коефіцієнт витрати дроселя 
; Щільність рідини 
.
Вихідні дані: 
.
Знайти: , .
Рішення:
Вважаємо, що тиск зливу мало: 
.
Завдання № 12
Розрахувати потужність 
, Подводимую до гідроциліндра потоком рідини з параметрами: навантаження на штоку 
, Швидкість поршня 
, Робоча площа поршня 
, Сила тертя в рухомих з'єднаннях 
, Коефіцієнт перетоків через ущільнення поршня 
.
Рішення:
;
;
Запишемо умова рівноваги поршня:
.
Звідси 
;
;
;
;
.
Завдання № 22
Визначити тиск на вході в силовий циліндр. Навантаження на штоку 
, Швидкість поршня 
, Діаметри поршня 
, Штока 
, Трубопроводу 
, Довжина трубопроводу 
. Щільність рідини , В'язкість 
.
Рішення:
- Тиск на виході силового циліндра.
-Атмосферний тиск.
,
де 
;
. При - Ламінарний режим течії.
.
Звідси 
.
Запишемо умова рівноваги поршня:
.
Звідси 
.
Завдання № 23
Визначити навантаження на штоку та швидкість поршня силового гідроциліндра при переміщенні його вгору, якщо діаметри поршня 
, Штока 
, Трубопроводу , Довжина трубопроводу 
. Тиск на вході в гідроциліндр 
, Продуктивність насоса 
. Щільність робочої рідини 
, В'язкість 
.
Рішення:
.
.
. При - Ламінарний режим течії.
.
.
.
Запишемо умова рівноваги поршня:
.
Звідси
Завдання № 24
Визначити тиск, створюваний насосом 
, І швидкість поршня 
, Якщо довжина трубопроводів до і після гідроциліндра дорівнює 
, Їх діаметри 
, Діаметри поршня 
, Штока 
, Навантаження на штоку 
, Подача насоса 
, Щільність робочої рідини , В'язкість 
.
Рішення:
;
Тиск у гідроциліндрі:
.
Рівняння витрат:
.
Втрати тиску в трубопроводах:
;
. При - Ламінарний режим течії.
.
.
.
.
.
Завдання № 25
Визначити швидкість поршня і мінімально допустимий діаметр 
дросельної шайби в напірній лінії гідроприводу, що забезпечує переміщення поршня гідроциліндра без кавітації. Розтягуються навантаження на штоку 
, Тиск насоса , Зливу 
, Насичених парів рідини 
, Діаметри дросельної шайби на сливі 
, Поршня 
, Штока 
, Щільність робочої рідини , Коефіцієнт витрати дросельних шайб 
.
Рішення:
Умова роботи без кавітації:
;
;
;
;
.
.
Витрата через другий дросель дорівнює:
.
.
.
.
.
Завдання № 26
Нехтуючи гідравлічними втратами в трубопроводах, визначити тиск за насосом і швидкість переміщення поршня . Навантаження на штоку 
, Діаметр поршня , Щільність робочої рідини , Коефіцієнт витрати дросельної шайби 
, Площа прохідного перетину дроселя 
, Подача насоса 
.
Рішення:
Рівняння тисків:
.
.
.
Рівняння витрат:
.
.
.
Швидкість поршня:
.
.
Завдання № 27
Визначити тиск за насосом і діаметр дроселя 
для переміщення поршня зі швидкістю 
. Навантаження на штоку 
, Діаметри поршня 
, Штока 
, Трубопроводів 
, Довжини трубопроводів до і після гідроциліндра 
і 
, Щільність робочої рідини 
, В'язкість , Коефіцієнт витрати дросельної шайби 
, Подача насоса 
.
Рішення:
;
;
Рівняння витрат:
.
.
З умов рівності витрат знайдемо:
і 
;
;
. При - Ламінарний режим течії.
.
.
.
.
Знаходимо тиск насоса:
.
.
.
.
.
Завдання № 28
Визначити тиск на вході в гідроциліндр для переміщення поршня вправо зі швидкістю 
. Навантаження на штоку 
, Діаметри поршня , Штока 
, Дроселя 
, Щільність робочої рідини , Коефіцієнт місцевого опору дросельної шайби 
. Іншими місцевими опорами і втратою тиску на тертя по довжині трубопроводів знехтувати.
Рішення:
Рівняння тисків:
;
;
З умови рівності витрат маємо:
;
Тоді:
;
Тиск, створюваний насосом:
.
Завдання № 29
Визначити коефіцієнт місцевого опору дросельної шайби 
, Нехтуючи іншими місцевими опорами, для переміщення поршня вправо зі швидкістю . Навантаження на штоку 
, Діаметри поршня 
, Штока , Дроселя 
, Трубопроводів 
, Довжини трубопроводів до і після гідроциліндра 
і 
, Щільність робочої рідини , В'язкість 
, Тиск на вході в гідроциліндр 
.
Рішення:
Рівняння тисків:
;
.
.
З умов рівності витрат знайдемо:
і ;
;
.
. При - Ламінарний режим течії.
.
.
.
.
.
.
.
