Часть 8-2 Ламинарное движение жидкости
Задача (Куколевский И.И.) 8-18. В масляном демпфере с линейной характеристикой (т. е. линейной зависимостью силы Р от скорости V) в качестве сопротивления, изменяющего перепад давлений в силовом цилиндре в зависимости от скорости поршня, используется кольцевая щель, движение жидкости в которой предполагается ламинарным. Определить необходимую длину щели так, чтобы в уравнении характеристики демпфера P = k*v было k = 2000 Н*сек/м. До какой максимальной скорости vmax характеристика демпфера будет сохраняться линейной? Вязкость жидкости (м= 0,16 П; удельный вес у = 890 кГ/м3; активная площадь поршня силового цилиндра Р=9 см2; радиальный зазор (демпфирующая щель) b=0,3 мм; диаметр щели d = 24 мм.
Скачать решение задачи 8-18 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8-19. Определить момент дискового трения при числе оборотов n = 400 об/мин, если зазор между диском и корпусом (Ь = 0,5 мм) заполнен маслом, вязкость которого равна 0,7 П.
Задача (Куколевский И.И.) 8-20. Плунжер пресса, опускаясь под действием постоянной силы P = 40 Н, выдавливает масло через зазор, равный b = 0,1 мм из цилиндра в окружающее пространство. Считая, что плунжер, и цилиндр расположены соосно, определить время посадки плунжера при его начальном расстоянии от седла, равном $ = 0,1 м. Длина щели l = 70 мм; диаметр плунжера d = 20 мм; вязкость масла 0,8 П. Указание. Учесть касательные напряжения, вызываемые фрикционным течением жидкости в зазоре, а также касательное напряжения, возникающие при напорном течении.
Скачать решение задачи 8-20 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8-21. Торцовый зазор между поверхностью диска диаметром D0 = 30мм и плоскостью имеет размер b=1,0 мм. Масло, вязкость которого равна 1,5 П, подается к центру зазора по трубке с внутренним диаметром d0 = 5 мм под давлением р1 = 90 кПа. Требуется построить эпюр давления по радиусу диска, вычислить силу давления масла на диск и расход масла через зазор (скоростным напором пренебречь).
Задача (Куколевский И.И.) 8-22. Гидравлическая пята, число оборотов которой равно n = 600 об/мин, воспринимает нагрузку, равную P = 400 Н. Определить: 1) Давление, P0, которое необходимо создать в центральном канале диаметром d=12 мм, если наружный диаметр пяты D0 = 45 мм. 2) Чему равен расход жидкости через торцовый зазор пягы, если величина зазора b = 0,2 мм, вязкость масла равна м=0,64 П и его удельный вес у = 900 кГ/м3. Указание. При определении давления, вызванного полем центробежных сил, принять угловую скорость вращения жидкости равной половине угловой скорости вращения диска пяты.
Задача (Куколевский И.И.) 8-23. Шестеренчатый насос подает масло в количестве Q = 0,4 л/сек в гидравлическую пяту с торцовым зазором b = 0,3 мм и кольцевым зазором а = 0,4 мм. Определить осевое усилие, с которым жидкость действует на пяту, а также давление р, развиваемое насосом, если вязкость масла равна 10Э и размеры: d = 15 мм; D = 50 мм; l= 5 м; L=100 мм. Давление в полости С-атмосферное. Удельный вес масла у = 900 кГ/м3.
Ответ, р = 5,3 МПа; Р = 7400 Н.
Задача (Куколевский И.И.) 8-24. Круговая пластинка диаметром D, находясь под действием силы Р, медленно опускается и выдавливает слой жидкости, вязкость которой равна м. Приняв течение жидкости ламинарным, определить закон нарастания усилия на пластинке при движении пластинки с постоянной скоростью и„ по направлению к неподвижной плоскости. Определить затем закон движения пластинки (путь-время), если сила Р постоянна. В течение каждого бесконечно малого промежутка времени рассматривать движение жидкости как установившееся.
Скачать решение задачи 8-24 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8-25. В гидравлической пяте, воспринимающей нагрузку P = 400 кГ, течение жидкости происходит последовательно через два сопротивления: трубку (d1=2 мм, l=150 мм) и торцовый зазор (d2 = 40 мм, d3 = 120 мм). Определить расход жидкости С через пяту, а также величину зазора b, если вязкость жидкости 0,4 пз. а давление в резервуаре P= 1 МПа.
Ответ. Q = 10 см3/сек; b = 0,1 мм.
Задача (Куколевский И.И.) 8-26. Прямоугольная пластинка, длина которой l велика по сравнению с шириной А, выдавливает слой вязкой жидкости, двигаясь с постоянной скоростью и„ под действием силы Р. Определить закон изменения усилия в зависимости от величины зазора у, предполагая течение жидкости одно размерным и в каждый бесконечно малым интервал времени установившимся.
Указание. См. задачу 8-24.
Задача (Куколевский И.И.) 8-27. Определить время посадки клапана насоса под действием пружины в спокойной жидкости от полного подъема у0 = 5 мм до зазора у = 0,01 мм, принимая ламинарный характер течения в клапанной щели. Жесткость . пружины С = 5 Н/'см, предварительный натяг уар = 25 мм. Изменением усилия в пружине при посадке клапана пренебречь. Данные: d=60 мм; D=80 мм; м= 0,2 П. Указание. См. задачу 8-26
Задача (Куколевский И.И.) 8-28. Н. Е. Жуковским была осуществлена идея использовании внутреннего трения Жидкости как средств для ее перемещения в виде так называемого шнурового насоса.
Определить секундную производительность такого насоса, если число оборотов привода n = 120 об/мин, диаметр привода D = 0,3 м, диаметр шнура d=10 мм, диаметр трубки d2 = 20 мм, длина трубки l = 6 м, кинематический коэффициент вязкости жидкости v = 2 см2/сек, высота подъема жидкости H = 4 м.
Ответ.
Задача (Куколевский И.И.) 8-29. В дисковом (фрикционном) насосе в качестве полезного движущего усилия используется сила трения, возникающая в жидкости при вращении диска. Определить секундную подачу на высоту Н = 1 м, если насос состоит из одного диска, образующего с корпусом зазор b = 1,5 мм и вращающегося с числом оборотов т=600 об/мин. Вязкость перекачиваемого масла м = 0,8 П удельный вес у = 900 кГ/м3. Размеры D = 350 мм; dо = 80 мм. Скоростными напорами относительного движения входа и выхода пренебречь и принять угловую скорость вращении жидкости равной половине окружной скорости вращения диска.
Скачать решение задачи 8-29 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8-30. Многодисковый фрикционный насос подает вязкую жидкость на высоту Н =4 м. Определить производительность насоса при указанных на чертеже размерах, если число оборотов насоса n= 900 об/мин, а перекачиваемая жидкость имеет вязкость (м = 0,6 П и удельный вес у = 880 кГ/м3. Число дисков i = 5. Вычисления производить, предполагая течение в зазоре ламинарным. Течение в зазорах между крайними дисками и стенкой не учитывать.
Задача (Куколевский И.И.) 8-31. Определить давление р в начале масляной магистрали, подающей смазку к трем коренным подшипникам коленчатого вала автомобильного двигателя, если насос подает Q = 50 см3/сек. Размеры: d=6 мм; d1=4 мм; d0 = 40 мм; l = 200 мм; s = 50 мм; а=6 мм; L = 1000 мм. Зазор в подшипнике считать концентрическим и равным b=0,06 мм. Вязкость масла 5° Э; его удельный вес у=900 кГ/м3. Течение в трубах и зазорах считать ламинарным. Потери в фильтре принять равными hф = 5 м ст. масла. Влияние вращения вала не учитывать. Сопротивлением в распределительном канале пренебречь, считая, что каждому подшипнику подается 1/3Q.
Указание. См. задачу 8-15.
Задача (Куколевский И.И.) 8-32. Алюминиевый шарик (огносительный удельный вес бА = 2,6), имеющий диаметр d = 4 мм, свободно падает в жидкости, относительный удельный вес которой б = 0,9. Определить вязкость жидкости, если шарик, двигаясь равномерно, прошел путь s=15 см за 30 сек. Указание. Воспользоваться формулой Стокса для силы сопротивления жидкости, действующей на медленно движущиеся шарик
F=12*пи*d*м*vo
где v0 - скорость его равномерного движения. Ответ, м= 7,35 П.
Скачать решение задачи 8-32 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8-33. Для определения вязкости жидкости и ее удельного веса наблюдают равномерное падение в ней двух различных шариков: алюминиевого d1 =3 мм (относительный удельный вес б1 = 2,6) и целлулоидного, d2=4,5 мм (б2 = 1,4). Измеренные скорости равномерного движения равны соответственно: v1=0,5 см/сек и v2 = 0,2 см/сек. Вычислить кинематический коэффициент вязкости и удельный вес жидкости.
Скачать решение задачи 8-33 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8-34. Дай определения вязкости масла измеряется потеря напора при его прокачке через калиброванную трубку диаметром d = 6 мм. Каково значение динамического коэффициента вязкости масла, если при расходе (Q = 7,3 см3/сек показание ртутного дифманометра, подключенного к участку трубки длиной l = 2 м, равно h= 120 мм. Удельный вес масла у = 900 кГ/м3.
Ответ. м = 0,033 П.
Скачать решение задачи 8-34 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8.35. Фрикционная подача масла осуществляется с помощью бесконечного ремня, образующего с горизонтом угол а и движущегося с постоянной скоростью v0 . Ширина ремня равна В. Определить КПД и подачу Q такого насоса, если плотность масла p и его динамическая вязкость См. указание к задаче 8.5.
Скачать решение задачи 8-35 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8.36. Фрикционная подача жидкости осуществляется с помощью двух параллельно движущихся ремней, расположенных е зазором Ь относительно друг друга. Определить подачу Q в верхний бак, если угловая скорость каждого шкива w = 20 рад/с, вязкость жидкости 0,4 П, ее плотность р = 900 кг/м3. Размеры: R = 15 мм; l = 0,8 м; b = 2,5 мм; В= 200 мм (ширина ремня). Высота подачи Н = 1 м. Влиянием границ зазора пренебречь. Определить КПД насоса. Найти оптимальный зазор b0, при котором подача будет максимальной.
Задача (Куколевский И.И.) 8.37. Определить подачу Q фрикционного цилиндрического насоса при угловой скорости w= 20 рад/с, если вязкость перекачиваемой жидкости 0,4 П и давление, создаваемое насосом, dP = 0,012 МПа. Размеры насоса: D = 60 мм; b = 0,5 мм; L = 50 мм (длина ротора). Определить КПД насоса. Найти оптимальный зазор h0, при котором подача насоса будет максимальной (при заданных ).
Ответ. Q = 6,67 см3/с; n= 0,22; h0=0,84 мм.
Задача (Куколевский И.И.) 8.38. Сравнить потери напора при перекачивании нефти в количестве Q= 400 л/мин по трубопроводу длиной L = 2000 м и диаметром D = 0,1 м при температуре нефти t1 = 10°С и t2 =40° С. Определить, будет ли выгодно, с тачки зрения затрат энергии, предварительно подогреть. холодную нефть от температуры t1 = 10°С до t2 = 40°С, вместо того чтобы перекачивать ее при температуре t1 = 10°С. Вязкость нефти v= 180 Ст при t1 = 10С и v=25 Ст при t= 40°С; плотность при той и другой температуре р = 900 кг/м3, теплоемкость С= 2200 Дж/ (кг*°С). Определить длину трубопровода /-с, начиная от которой подогрев нефти становится выгодным. Ответ. Подогрев выгоден при длине трубопровода L0> 1570м.