5 Гидромашины

Задача 5.1. При испытании насоса получены следующие данные: избыточное давление на выходе из насоса P2 = 0,35 МПа; вакуум перед входом в насос Нвак = 294 мм рт. ст.; подача Q = 6,5 л/с; крутящий момент на валу насоса M = 41 Н*м; частота вращения вала насоса n = 800 об/мин. Определить мощность, развиваемую насосом, потребляемую мощность и к.п.д. насоса. Диаметры всасывающего и напорного трубопроводов считать одинаковыми.

Ответ: Nn = 2,5 кВт, Nпотр = 3,4 кВт, η = 0,737.

Скачать решение задачи 5.1 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.2. Центробежный насос системы охлаждения двигателя имеет рабочее колесо диаметром D2 = 200 мм с семью радиальными лопатками (β2 = 90°); диаметр окружности входа D1 = 100 мм. Какую частоту вращения нужно сообщить валу этого насоса при работе на воде для получения давления насоса P = 0,2 МПа? Гидравлический к.п.д. насоса принять равным ηг= 0,7.

Ответ: n = 1900 об/мин

Скачать решение задачи 5.2 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.3. Центробежный насос работает с частотой вращения n1 = 1500 об/мин и перекачивает жидкость по трубопроводу, для которого задана кривая потребного напора Hпотр=f(Q) (см. рис.). На том же графике дана характеристика насоса Hн при указанной частоте вращения. Какую частоту вращения нужно сообщить данному насосу, чтобы увеличить подачу жидкости в два раза?

Условие задачи 5.3 Некрасова Б.Б гидравлика

Ответ: n2 = 1696 об/мин

Скачать решение задачи 5.3 из Некрасова Б.Б (цена 70р)


Задача 5.4. Подача центробежного насоса Q = 5 л/с; частота вращения n = 5000 об/мин; средний диаметр окружности, на которой расположены входные кромки лопаток, D1=60 мм; ширина лопатки на входе b1=20 мм. Рабочее колесо радиальное. Определить угол лопатки на входе β1соответствующий безотрывному входу потока в межлопаточные каналы. Толщиной лопаток пренебречь. Считать, что жидкость подводится к колесу без закрутки.

Ответ: β1 = 4,8°.

Скачать решение задачи 5.4 из Некрасова Б.Б (цена 60р)


Задача 5.5. Центробежный насос системы охлаждения двигателя имеет рабочее колесо диаметром D= 150 мм и ширину выходной части b2=12 мм. Угол между касательной к лопатке и касательной к окружности колеса β2 = 30°. Определить напор, создаваемый насосом, при подаче Q = 25 л/с, частоте вращения n = 3000 об/мин, приняв коэффициент влияния числа лопаток kz = 0,75 и гидравлический к.п.д. ηг = 0,85.
Указание. По расходу Q, диаметру D и ширине b2 определить радиальную проекцию абсолютной скорости выхода жидкости из колеса v2, построить параллелограмм скоростей и из него определить тангенциальную составляющую той же скорости v2и при z=бесконечности, а затем и действительный напор при заданном числе лопаток.

Ответ: Н = 24,4м.

Скачать решение задачи 5.5 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.6.Номинальная частота вращения двигателя внутреннего сгорании n = 4000 об/мин. Насос системы охлаждения потребляет при этом 1,5 % полезной мощности. Определить долю мощности, потребляемую насосом на форсированном режиме (n = 6000 об/мин) и на режиме холостого хода (n = 1000 об/мин). Принять, что мощность двигателя растет пропорционально числу оборотов; характеристика системы охлаждения квадратична.

Ответ: (%N)форс = 2,25%, (%N)хх = 0,06%.

Скачать решение задачи 5.6 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.7. При каком значении угла β2 наклона лопаток рабочего колеса на выходе величины подач, соответствующие максимальному гидравлическому к.п.д. и номинальным гидравлическим потерям, совпадают?

Ответ: β2 = 90°.

Скачать решение задачи 5.7 из Некрасова Б.Б (цена 60р)


Задача 5.8. Показать, что зависимость механического к.п.д. от подачи ηм = f(Q) для центробежного насоса монотонно приближается к пределу при угле между относительной и окружной скоростями β> 90° и имеет экстремум при β2<< 90°. Считать мощность механических потерь не зависящей от подачи.

Скачать решение задачи 5.8 из Некрасова Б.Б (цена 70р)


Задача 5.9. Компенсационный бачок системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания расположен на 0,5 м выше оси вращения вала насоса и соединен с атмосферой. Определить кавитационный запас и разность между ним и критическим кавитационным запасом при температуре воды t=80 °С (рнп= 45 кПа), если кавитационный коэффициент быстроходности, по формуле Руднева, С=1200; Q = 5 л/с; n = 6000 об/мин; hа = 740 мм рт. ст. Диаметр входного трубопровода d = 40 мм.

Ответ: Δh = 6,8 м, Δh - hкр = 4,3м.

Скачать решение задачи 5.9 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.10. Определить разность между кавитационным запасом и критическим кавитационным запасом для центробежного насоса предыдущей задачи при движении по шоссе (высота над уровнем моря H = 4200 м, атмосферное давление hа = 740 мм рт. ст.).

Ответ: Δh - hкр = 0,5м.

Скачать решение задачи 5.10 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.11. Центробежный насос, характеристика которого при n1 = 1400 об/мин дана в виде графиков H = f(Q) и n = f((Q), работает в системе охлаждения двигателя и при указанной частоте вращения создает напор Н1 = 7,2 м и подачу Q = 3,5 л/с. Определить частоту вращения H2, которую нужно сообщить этому насосу для того, чтобы при увеличении суммарного сопротивления системы (включением дополнительного агрегата) подача насоса осталась неизменной и равной Q = 3,5 л/с. Чему при этом будут равны к.п.д. насоса и потребляемая мощность?

Условие задачи 5.11 Некрасова Б.Б гидравлика

Скачать решение задачи 5.11 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.12. Центробежный насос с рабочим колесом, диаметр которого D = 60 мм, имеет следующие параметры: H1 = 8 м; Q1=6 л/с; n1 = 3000 об/мин. Для системы охлаждения двигателя необходимо иметь насос, обеспечивающий на подобном режиме работы подачу Q2 = 9 л/с при n2= 4000 об/мин. Как надо изменить диаметр рабочего колеса указанного выше насоса, чтобы обеспечить требуемые параметры. Каков при этом будет напор насоса H2?

Ответ: D2 = 62,4мм, Н2 = 15,4 м.

Скачать решение задачи 5.12 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.13. Центробежный насос с рабочим колесом, диаметр которого D1 = 250 мм, при частоте вращения n1 = 1800 об/мин создает напор H1 = 12 м и подает Q = 6,4 л/с. Требуется определить частоту вращения n2 и диаметр d2 колеса насоса, который при подобном режиме работы создает напор H2=18 м и обеспечивает подачу Q2= 10 л/с.

Ответ: n2 = 1952 об/мин, D2 = 282,4мм.

Скачать решение задачи 5.13 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.14. На рисунке изображено рабочее колесо одноступенчатого центробежного насоса со всеми размерами и необходимыми углами. Требуется определить нормальную подачу насоса и соответствующий ей действительный напор, который создает насос с данным колесом при частоте вращения n =1450 об/мин. Имеем: радиус окружности входных кромок лопаток r1 = 75 мм; радиус колеса r2=150 мм; ширина колеса на выходе b2=12 мм; ширина колеса на входе b1=24 мм; число лопаток z = 7; толщина лопаток б = 3 мм. Углы между касательными к лопатке и окружности колеса: на входе β1 = 15°; на выходе β2 = 30°. Гидравлический к.п.д. насоса принять 0,85. Считать, что перед входом жидкости в колесо поток не имеет «закрутки», т. е. жидкость растекается по межлопаточным каналам радиально.
Указание. Рекомендуется следующий порядок расчета: 1) из треугольника скоростей на входе при безотрывном обтекании лопатки найти абсолютную скорость входа v1; 2) определить площадь входа с учетом стеснения лопатками, считая последние срезанными под углом β1 3) найти нормальную подачу насоса QН; 4) определить окружную скорость колеса и радиальную составляющую абсолютной скорости на выходе (с учетом стеснения лопатками) и построить параллелограмм скоростей на выходе; 5) подсчитать теоретический напор при бесконечном числе лопаток; 6) определить действительный напор при нормальной подаче.

На рисунке изображено рабочее колесо одноступенчатого центробежного насоса со всеми размерами и необходимыми углами. Требуется определить нормальную подачу насоса и соответствующий

Ответ: Q = 25,1 л/с, Н = 30м.

Скачать решение задачи 5.14 из Некрасова Б.Б (цена 90р)


Задача 5.15. Центробежный насос, характеристика которого описывается уравнением Hн = H0 - k1*Q2, нагнетает жидкость в трубопровод, потребный напор для которого пропорционален квадрату расхода: Hпотр = k2*Q2. Определить подачу насоса и его напор, если H0 = 5 м, k1 = k2 =0,05*106 с25. Какими будут подача насоса и напор, если частота его вращения увеличится вдвое и вдвое возрастет сопротивление трубопровода, т. е. k2/ =0,1*106 с25?

Ответ: Qн = 7 л/с, Н = 2,5м.

Скачать решение задачи 5.15 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.16. Подача центробежного насоса, характеристика которого при w = 250 с-1 описывается уравнением Hн = H0 + k1*Q-k2*Q2 при работе на заданный трубопровод составляет Q = 5 л/с. Определить, с какой скоростью должно вращаться колесо насоса для создания напора, в два раза большего при той же подаче, если H0 = 4 м; k1 = 0,2*106 с25; k2 = 0,06*106 с25.

Ответ: w = 325 с-1.

Скачать решение задачи 5.16 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.17. Центробежный насос системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания работал с подачей Q = 8*10-3 м3/с и с частотой вращения n = 250 с-1. После модернизации системы охлаждения двигателя диаметр рабочего колеса увеличили в 1,3 раза. Определить напор нового насоса, если его подача и частота вращения остались неизменными. Принять, что характеристика исходного насоса описывается тем же уравнением, что и в задаче 5.16.

Ответ: Н = 6,65м.

Скачать решение задачи 5.17 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.18. Пластинчатый насос имеет следующие размеры: диаметр внутренней поверхности статора S=100 мм; эксцентриситет е = 10 мм; толщина пластин б = 3 м; ширина пластин b = 40 мм. Определить мощность, потребляемую насосом при частоте вращения n = 1450 об/мин и давлении на выходе из насоса р = 5 МПа. Механический к.п.д. принять равным 0,9.

Условие задачи 5.18 Некрасова Б.Б гидравлика

Ответ: N = 32 кВт.

Скачать решение задачи 5.18 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.19. Аксиальный роторно-поршневой насос с наклонным диском снабжен автоматом-ограничителем давления (на рисунке дана его упрощенная схема), к которому подводится жидкость под давлением в напорной линии. Ограничение давления и уменьшение подачи происходят благодаря повороту диска на меньший угол у, что осуществляется воздействием поршня автомата на диск. Требуется рассчитать и построить характеристику насоса в системе координат Рн = f(Q) по следующим данным: диаметр поршней d = 12 мм; число поршней z = 7; диаметр окружности, на которой расположены оси поршней в роторе, D = 70 мм; максимальный угол наклона диска, при котором рн = 0 и Q = Qmaх, γ = 30°; плечо силы давления жидкости на поршень автомата L = 55 мм; сила пружины автомата при уmах Fпр0 = 200 Н; жесткость этой пружины с = 1,5 Н/мм; активная площадь поршня автомата SП = 0,2 см2; частота вращения ротора насоса n = 1450 об/мин. Объемный к.п.д. насоса при рн=15 МПа принять равным η0 = 0,94. При расчете момент, действующий на диск со стороны поршней насоса, не учитывать.

Условие задачи 5.19 Некрасова Б.Б гидравлика

Ответ: Q = 0.74 л/с, Р = 10,5 МПа.

Скачать решение задачи 5.19 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.20. Объемный роторный насос с постоянным рабочим объемом V =100 см3 снабжен переливным клапаном золотникового типа с диаметром золотника dзол = 6 мм. Сила пружины при закрытом клапане (γ = 0) Fпр0 = 200 Н. Наклон линеаризованной характеристики клапана р/Q= 0,5 МПа*с/л. Требуется рассчитать и построить характеристику насоса, работающего совместно с переливным клапаном, при частоте вращения n = 1450 об/мин. Объемный к.п.д. насоса при рн = 10 МПа равен 0,9.

Условие задачи 5.20 Некрасова Б.Б гидравлика

Скачать решение задачи 5.20 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.21. Определить максимальное давление объемного роторного насоса рmaх (при Q = 0) и давление в начале открытия переливного клапана ркло (γ = 0) при следующих данных: рабочий объем насоса V = 120 см3; угловая скорость ротора насоса w= 200 с-1; объемный к.п.д. насоса η0 = 0,94 при давлении рн = 12 МПа; диаметр клапана d = 8 мм; ширина кольцевой проточки б = 3 мм; коэффициент расхода подклапанной щели 0,7; жесткость пружины с = 23 Н/мм; сила пружины при γ = 0 Fпр0 = 250 Н, плотность жидкости р = 900 кг/м3.
Указание. Величину Pнmах рекомендуется определять методом последовательных приближений.

Ответ: Рнmax = 5,93 МПа, Рн.кл = 6,35 МПа.

Скачать решение задачи 5.21 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.22. Дана характеристика объемного роторного насоса с переливным клапаном. Характеристика состоит из линеаризованных участков со следующими координатами определяющих точек:

Q, л/с………..0,5…..0,475…..0
рн, МПа……..0…….13,0…..15,0
Построить аналогичную характеристику того же насоса при другом режиме работы, когда частота вращения ротора возросла в 1,5 раза; вязкость жидкости вследствие прогрева уменьшилась в 6 раз, а силу предварительного поджатия пружины клапана уменьшили на 30 %.
Указание. Утечки в насосе считать обратно пропорциональными вязкости жидкости и не зависящими от частоты вращения, а характеристику клапана - линейной.

Скачать решение задачи 5.22 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.23. На выходе из регулируемого роторного насоса снабженного автоматом-ограничителем давления, установлен еще ограничитель подачи, назначение которого - ограничивать расход жидкости в системе при возрастании частоты вращения ведущего вала насоса. Ограничитель расхода золотникового типа состоит из постоянного дросселя диаметром dдр = 4 мм и переменного дросселя в виде окна размером b*x, где ширина окна б = 2 мм, а х меняется от нуля до хmах = 7 мм в связи с перемещением золотника диаметром dзол = 10 мм. Построить совместную характеристику насоса с ограничителями давления и расхода в виде зависимости рн = f(Q) = const.

Дано: максимальное давление насоса при Q = 0 РНmах = 20 МПа; давление начала срабатывания ограничителя давления Pн = 19 МПа, при этом подача насоса Q = 0,5 л/с; жесткость пружины с = 8 Н/м; предварительное поджатие пружины x= 10 мм; коэффициент расхода обоих дросселей μ = 0,64; плотность жидкости р = 850 кг/м3.

Указание. Сначала следует определить давление на выходе из ограничителя и подачу насоса, при которых начинает перемещаться золотник ограничителя расхода (р" и Q"). Затем подсчитывается подача насоса Q при давлении на выходе из ограничителя р = 0. Рекомендуется метод последовательных приближений. Полученные две точки можно соединить прямой.

Условие задачи 5.23 Некрасова Б.Б гидравлика

Скачать решение задачи 5.23 из Некрасова Б.Б (цена 90р)


Задача 5.24.При постоянном расходе жидкости, подводимой к радиально-поршневому гидромотору, частоту вращения его ротора можно изменять за счет перемещения статора и, следовательно, изменения эксцентриситета е. Определить максимальную частоту вращения ротора гидромотора, нагруженного постоянным моментом М = 300 Н*м, если известно: максимальное давление на входе в гидромотор Pmах = 20 МПа; расход подводимой жидкости Q = 15 л/мин; объемный к.п.д. гидромотора 0,9 при рmах; механический к.п.д. при том же давлении 0,92.

Ответ: nmax = 146,5 об/мин.

Скачать решение задачи 5.24 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.25. Два насоса 1 и 2, снабженные переливными клапанами 3 и 4, работают от одного двигателя и подают жидкость через обратные клапаны 5 и дроссель 6 на слив. Без учета потерь давления в гидролиниях и обратных клапанах определить расход жидкости через дроссель, если известно: частота вращения насосов n = 1450 об/мин; рабочие объемы насосов V1 = 10 см3 и V= 16 см3; объемные к.п.д. насосов одинаковы и равны 0,9 при давлении Pк = 15 МПа; площадь проходного сечения дросселя 5 Sдр = 0,05 см2; коэффициент расхода дросселя 0,6; плотность жидкости р = 850 кг/м3. Линеаризованные характеристики клапанов определяются следующими данными: для клапана 3 - QКЛ = 0 при Pн=0,6 МПа и Qкл=Qн1 при Pн = 8 МПа; для клапана 4 - Qкл = 0 при Pн<9 МПа и Qкл=Qн2 при Pн=10 МПа.
Указание. Задачу решить графоаналитическим методом.

Условие задачи 5.25 Некрасова Б.Б гидравлика

Ответ: Qдр = 0,45 л/с.

Скачать решение задачи 5.25 из Некрасова Б.Б (цена 100р)


Задача 5.26. Двухкамерный гидродвигатель поворотного движения должен создавать момент на валу, равный М = 2 кН*м при скорости поворота w = 2 с-1. Размеры гидродвигателя: D = 200 мм; d = 100 мм (см. рис.); ширина лопастей b = 60 мм. Принять механический к.п.д. 0,9; объемный к.п.д. 0,75. Определить потребное давление насоса и необходимую подачу.

Условие задачи 5.26 Некрасова Б.Б гидравлика

Ответ:  Р = 4,94 МПа, Q = 1,2 л/с.

Скачать решение задачи 5.26 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.27. Гидропреобразователь составлен из двух аксиальных роторно-поршневых гидромашин с наклонным диском полного типоразмерного ряда: гидромотора 1 и насоса 2. Даны основные размеры (см. рис.) гидромотора: D1 = 90 мм, d1 = 15 мм; насоса: D2 = 60 мм, d= 10 мм; углы наклона дисков γ1 = γ2.
Каким должен быть расход Q1 жидкости, подводимой к гидромотору 1, и каким должно быть давление р1 на входе в гидромотор для получения на выходе из насоса подачи Q2 = 1,8 л/с при давлении P= 15 МПа?
Механический и объемный к.п.д. обеих гидромашин принять одинаковыми: ηМ1 = ηМ2 = 0,92 и η01 = η02 = 0,95

Условие задачи 5.27 Некрасова Б.Б гидравлика

Ответ: Q1 = 6,08 л/с, Р1 = 4,44 МПа.

Скачать решение задачи 5.27 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.28. При пуске приводного двигателя 1 объемный насос 2 набирает обороты от 0 до nmaх за время t = 1 с. При этом нарастание частоты вращения происходит по линейному закону.
Построить график нарастания давления в перекрытой краном 3 напорной гидролинии насоса и определить время достижения давления р = 10 МПа.
Даны следующие величины: рабочий объем насоса V = 10 см3; максимальная частота вращения вала насоса nmax = 960 об/мин; длина напорной гидролинии l = 10 м; диаметр трубопровода d=16 мм; толщина стенок трубы б = 1 мм; модуль упругости материала труб Р=105 МПа; модуль объемной упругости жидкости К = 103 МПа; объемный к.п.д. насоса при частоте вращения n = 1000 об/мин и давлении р = 10 МПа η = 0,8.
Указания: 1. При составлении дифференциального уравнения процесса считать, что подача насоса расходуется на утечки в зазоре, сжатие жидкости
в напорной гидролинии и растяжение трубьь 2. Суммарньш (приведенный) модуль упругости жидкости и трубопровода С определить из формулы 1/C=1/K+d/(Eб). Считать, что утечки в зазорах пропорциональнн давлению и не зависят от частотн вращения насоса.

Условие задачи 5.28 Некрасова Б.Б гидравлика

Ответ: t = 0,62с.

Скачать решение задачи 5.28 из Некрасова Б.Б (цена 80р)


Задача 5.29. Водометннй движитель плавающего автомо-биля состоит из приемного патрубка 1 с предохранительной решеткой 2, устроенннх в днище корпуса автомобиля, колена 3, осевого лопастного насоса 4 и сопла 5, через которое внбрасьгвается струя води под уровень и тем самьш создает-ся реактивная сила тяги на плаву.
Приемннй патрубок 1 и ячейки решетки 2 наклонени под углом α = 45° к горизонту, с тем чтобн частично использовать скоростной напор на плаву для улучшения всаснвания води в насос. При атом дано, что скорость v1 води в приемном патрубке (и перед насосом) должна бнть равна проекции скорости и води относительно днища автомобиля на ось патрубка, т. е. u1 =u cos а.
Данн следующие величини: скорость движения машини на плаву u = 5 м/с; диаметри: входного патрубка насоса D = 500 мм, внходного отверстия сопла d = 300 мм. Определить: подачу насоса Q и создаваемнй им напор H; реактивную силу тяги движителя Р и к.п.д. движителя n. Учесть потери напора во входной части водомета, приняв козффициент местного сопротивления на входе ξвх = 1 (отнесено к скорости v1) и в сопле ξс = 0,05 (отнесено к скорости v2).
Указание. Напор насоса Н найти как разность удельних знергий жидкости на входе в насос и на вмходе из него; при зтом учесть, что скорость на входе в решетку 2 равна v1, а давление равно давлению окружающей средм. К.п.д. движителя определить как отношение совершаемой им работи за t = 1 cек мощности, развиваемой насосом. Для определения сили тяги использовать теорему импульсов.



Ваша корзина пуста.

Мы в контакте

Моментальная оплата
Моментальная оплата
руб.
счёт 410011542374890.