Часть 14 (Решение задач из сборника Куколевского)
Часть 14-1 Работа насосов на сеть
Задача (Куколевский И.И.) 14-1. Центробежный насос, расположенный на уровне с отметкой ΔB = 4 м, перекачивает воду из открытого резервуара с уровнем ΔA = 2 м в резервуар с уровнем ΔC = 14 м и давлением на поверхности P = 120 кПа.
Определить подачу, напор и мощность насоса, если манометр, установленный на выходе из насоса, показывает M = 250 кПа, а всасывающий и нагнетательный трубопроводы имеют длины l1 = 6 м и l2 = 60 м и диаметры d1 = 100 мм и d2 = 80 мм.
При расчетах принять коэффициенты сопротивления трения трубопроводов равными λ1 =0,025 и λ2 = 0,028. Коэффициенты сопротивлений всасывающей коробки с обратным клапаном ξк = 7 и частично закрытой задвижкой ξ3 = 8. Построить пьезометрическую линию для системы.
Ответ. QН = 7,33 л/с; HН = 27,7 м; NН = 2 кВт.
Скачать решение задачи 14-1 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-2. При испытании центробежного насоса, всасывающий патрубок которого имеет диаметр d1 = 80 мм и нагнетательный патрубок d2 = 60 мм, получены следующие данные:
Показание манометра на выходе из насоса Р2 = 125 кПа; Показание вакуумметра на входе в насос Р1 = 30 кПа; Вертикальное расстояние между входным и выходным сечениями насоса h = 8см; Повышение манометра над выходным сечением насоса а = 12 см/ Подача насоса Qн = 10 л/с. Вращающий момент на валу насоса М = 10 Н*м; Частота вращения насоса n = 2000 об/мин
Определить напор насоса, потребляемую им мощность двигателя и к. п. д. насоса.
Ответ. Нн= 16,44 м; Nдн = 2,09 кВт; n = 77%.
Скачать решение задачи 14-2 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-3. Центробежный насос подает в конденсатор паровой турбины морского судна охлаждающую забортную воду (v = 1 сСт, р = 1025 кг/м3) в количестве 1800 м3/ч.
Определить мощность насоса при следующих данных:
1) общая длина трубопровода, выполненного из меди, l = 20 м, его диаметр d = 500 мм;
2) значения коэффициентов местных сопротивлений (отнесены к скорости в трубопроводе): Донный клапан с приемной решеткой ξ1 = 3 Задвижка ξ2 = 0,3 Отвод под углом 90 ξ3 = 0,3, Отвод под углом 180° ξ4 = 0,5, Забортный клапан ξ5 = 7, Конденсатор ξ6 = 8.
3) коэффициент полезного действия насоса η = 0,8. Забортный клапан 5 расположен выше ватерлинии на h = 1 м. Как изменится Nдв, если при осадке судна забортный клапан окажется ниже ватерлинии? Трубопровод считать гидравлически гладким.
Ответ. Hн = 7,74 м, 6,74 м; Nн = 38,9 кВт, 33,9 кВт, Nдв = 48,6 кВт, Nдв = 42,4 кВт
Скачать решение задачи 14-3 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-4. Центробежный насос откачивает грунтовую воду из колодца в количестве Q = 40 л/с. При этом горизонт воды в колодце устанавливается на h1 = 5 м.
1. Определить диаметр d1 всасывающей трубы насоса, при которой вакууметрическая высота при входе в насос не превосходит 7м. Длина всасывающей трубы l1 = 8 м.
2. Найти мощность Nдв при полностью открытой задвижке на нагнетательной трубе, имеющей длину l2 = 5 м и диаметр d2 = 150 мм, если выходное сечение ее расположено на h2 = 0,6 м выше оси насоса; к. п. д. насоса η = 0,7.
При расчете принять коэффициент сопротивления трения трубопроводов λ = 0,03, коэффициент сопротивления каждого отвода ξ0 = 0,4, коэффициент сопротивления всасывающей коробки с обратным клапаном ξK = 5.
Ответ. d1 = 150 мм; Nдв = 4,54 кВт.
Скачать решение задачи 14-4 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-5. Погружной насос, потребляющий мощность Nдв = 37 кВт. при КПД η = 80%, откачивает воду из шахты по трубопроводу диаметром d = 150 мм и длиной l = 120 м, поднимая ее на высоту Н = 100 м.
Определить подачу насоса, принимая коэффициент сопротивления трения трубопровода равным λ = 0,03 и суммарный коэффициент местных сопротивлений ξ = 12.
Ответ. Qн = 30,1 л/с.
Скачать решение задачи 14-5 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-6. В экспериментальной установке вода перекачивается насосом 1 из бака А, где поддерживается постоянный вакуум VA = 78 кПа., в расположенный ниже открытый резервуар В по трубопроводу общей длиной l = 10 м и диаметром d = 50 мм. Из резервуара В вода возвращается в бак А насосом 2 по такому же трубопроводу.
Определить, какие напоры должны создавать насосы, чтобы в системе циркулировал расход Q = 6 л/с, если разность уровней воды h = 5 м.
Коэффициент сопротивления трения λ = 0,03, суммарный коэффициент местных сопротивлений в каждом из трубопроводов ξ = 6,5. При каком вакууме VА в баке насосы должны будут создавать одинаковые напоры?
Ответ Нн1 = 9м, Нн2 = 3м, VA = h = 49 кПа
Скачать решение задачи 14-6 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-7. Насос создает циркуляцию воды в замкнутой системе, состоящей из радиатора с коэффициентом сопротивления ξ = 20 и трех участков трубопровода диаметрами d = 40 мм и общей длиной 4*l = 40 м (коэффициент сопротивления трения λ = 0,02). В точке А к трубопроводу присоединен компенсационный бачок с высотой уровня H = 6 м над осью насоса. Подача насоса QН = 3,76 л/с.
1. Определить напор и мощность насоса.
2. Построить пьезометрическую линию для системы и определить давление перед входом в насос.
3. Определить минимально допустимую высоту Н, при которой в системе не будет вакуума.
Ответ. 1) Hн=18,35м; Nн = 0,675 кВт. 2) Pвс = 14,1 кПа. 3) Нмин = 4,58м.
Скачать решение задачи 14-7 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-8. Замкнутая циркуляционная система состоит из насоса, котла, давление в котором Мк = 0,11 ИПа, и шести одинаковых участков трубопровода диаметрами d = 50 мм и длинами l = 12,5 м. При работе насоса уровень воды в пьезометре, установленном на середине правого вертикального участка системы, располагается на высоте h = 5 м над уровнем воды в котле. Указать направление циркуляции воды в системе.
Определить подачу QН, напор Нн и мощность насоса Nн, пренебрегая местными потерями и принимая коэффициент сопротивления трения λ = 0,025.
Определить давление на входе рвс и выходе из насоса рн. Построить пьезометрическую линию для системы (верхние трубы расположены на глубине а = 1,5 уровнем воды в котле).
Ответ. QН = 7 л/сек,. Нн = 25 м; Nн = 1,72 кВт; рвс = 0,125 МПа; рн = 0,37 МПа.
Скачать решение задачи 14-8 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-9. При перекачке нефтепродуктов (динамическая вязкость μ = 0,49 П, плотность ρ = 900 кг/м3) в количестве QН = 56 л/с на расстояние l = 16 км при высоте подъема Hст = 30 м можно использовать трубы d = 150 мм или d = 200 мм, те и другие превышающих Р = 6,5 - 7 МПа.
Определить в обоих случаях необходимую для перекачки мощность насосов и число последовательно работающих насосов. Трубопровод считать гидравлически гладким, местные потери не учитывать.
Ответ. Nн = 900 кВт., 3 насоса; Nн = 238 кВт., 1 насос.
Скачать решение задачи 14-9 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-10. Поршневой насос перекачивает нефть в количестве QН = 0,2 м3/сек из резервуара. А в резервуар В по стальному сварному трубопроводу (шероховатость Δ = 0,2 мм) общей длиной l = 8 км и диаметром d = 400 мм.
1. Определить напор и мощность насоса при заданных отметках уровней, учитывая только потери на трение. Кинематический коэффициент вязкости нефти v = 0,8 Ст, ее плотность р = 840 кг/м3.
2. Найти избыточное давление в сечении K, расположенной на отметке +20 м, если длина трубопровода до этого сечения l1 = 4 км.
3. До какой величины можно уменьшить подачу насоса, чтобы вакуум в точке К не превосходил 40 кПа? Каков будет при этом напор насоса?
Ответ. 1) Нн = 76,6 м, Nн = 126 кВт. 2) рк = 110 кПа. 3) QН = 146 л/с; Нн = 40 м.
Скачать решение задачи 14-10 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-11. Насосная станция перекачивает воду в количестве Qн = 0,6 м3/с по горизонтальному трубопроводу длиной l = 5 км и диаметром d = 500 мм из бассейна А в резервуар В.
1. Определить мощность насоса, установленного на насосной станции, учитывая в трубопроводе только потери трения (λ = 0,015).
2. Указать, где и какой мощности надо установить станцию подкачки, чтобы по тому же трубопроводу увеличить подачу до 0,9 м3/с, обеспечивая по всей длине трубопровода избыточное давление не менее 5 м. Считая, что при увеличении расхода напор насоса на насосной станции в соответствии с его характеристикой уменьшится на 15%.
В обоих случаях построить пьезометрические линии для системы.
Ответ. Nн = 537 кВт, на расстоянии 2250 м от насосной станции; мощность насоса на станции подкачки N = 908 кВт.
Скачать решение задачи 14-11 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-12. Из пункта А в пункт В необходимо перекачивать воду в количестве Q = 250 м3/ч по стальному трубопроводу диаметром d =150 мм и длиной l = 14 км (шероховатость Δ = 0,2 мм) при указанном на схеме профиле трассы. Определить, сколько насосных станций необходимо установить и в каких пунктах трассы они должны быть расположены, чтобы избыточное давление в трубах нигде не превышало 5 МПа.
Указание. Число насосных станций определяется делением потребного суммарного напора насосов НН на предельный по заданию напор одной станции. Места расположения станций определяются графически при помощи построения, показанного на схеме.
Скачать решение задачи 14-12 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-13. Определить мощность шестеренчатого насоса, используемого в объемной гидропередаче для перемещения поршня гидроцилиндра, если внешняя нагрузка поршня при рабочем ходе (справа налево) Р = 5000 Н, скорость рабочего хода v = 0,15 м/с, диаметр поршня D1 = 50 мм, диаметр штока D2 = 20 мм. Рабочая жидкость в системе - спиртоглицериновая смесь с плотностью р = 1210 кг/м3 и кинематическим коэффициентом вязкости v = 1,2 Ст. Общая длина трубопроводов системы l = 11 м, диаметр d =10 мм. Местные потери в обратном клапане, кране управления и фильтре выражаются через относительные эквивалентные длины труб, равные соответственно lэ/d = 50, 40, 60. Какова мощность насоса при обратном ходе поршня, если преодолеваемое при этом усилие равно 1000 Н?
Указание. Напор насоса в данной установке равен сумме перепада пьезометрических напоров по обе стороны поршня и потерь напора в трубопроводах:
Ответ: Nн = 1,21 и 0,61 кВт
Скачать решение задачи 14-13 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-14. Центробежный насос с заданной при n = 1600 об/мин характеристикой перекачивает воду из резервуара с отметкой Δ5 м к резервуар с отметкой Δ16 м по трубопроводам l1 = 10 м, d1 = 100 мм (ξ1 = 2, λ1 =0,025) и l2 = 30 м, d2 = 0,075 м (ξ2 = 12; λ2 = 0,027).
1. Определить подачу Qн, напор Нн насоса и потребляемую им мощность Nдв при n = 1600 об/мин.
2. Найти частоту вращения n1, насоса, необходимое для увеличения его подачи на 50%.
Ответ. Qн = 7,3 л/сек; Hн = 14,4л, Nдв = 1,37 кВт.; n1 = 1900 об/мин.
Скачать решение задачи 14-14 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-15. Центробежный насос осуществляет циркуляцию воды в кольцевом трубопроводе с компенсационным бачком, открытым в атмосферу.
1. Определить потребляемую насосом мощность Nдв при работе с числом оборотов n = 900 об/мин (характеристика насоса задана), если температура перекачиваемой воды t = 60° С (р = 983 кг/м3), приведенная длина трубопровода (с учетом местных сопротивлений) l = 200 м, диаметр d = 0,1 м и коэффициент сопротивления трения λ = 0,025.
2. Построить пьезометрическую линию для системы и определить дав/ение перед входом в насос, если H0 = 10 м; h = 2 м; l1 = 100 м.
3. Определить минимально допустимый уровень H0 в компенсационном бачке, если давление перед входом в насос не должно быть меньше атмосферного.
Ответ. 1) Nдв = 1,42 кВт. 2) Pвс = 57,4 кПа. 3) Н0 = 4,1 м.
Скачать решение задачи 14-15 (Куколевский И.И.) (цена 150р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-16. Центробежный насос с заданной характеристикой (n = 1450 об/мин) перекачивает воду по сифонному трубопроводу диаметром d = 50 мм и длиной 3*l = 75 м из резервуара А в резервуар В. Разность уровней в резервуарах H = 8 м; верхняя точка сифона расположена на высоте h = 5 м от уровня в верхнем резервуаре.
Определить, пренебрегая местными потерями и скоростными напорами и полагая коэффициент сопротивления трения λ = 0,025:
1) подачу, напор и КПД насоса;
2) где следует установить насос (на восходящем или нисходящем участке сифона) и почему?
3) какой был бы расход Q воды по сифону без насоса?
4) каковы величины давления в верхней точке сифона при отсутствии и при наличии насоса?
Ответ. 1) Qн = 6 л/с; Нн = 10 м; η = 60%. 2) На восходящем участке. 3) Qс = 4 л/с. 4) Вакуум при отсутствии насоса равен 75 кПа., при наличии насоса 10 кПа.
Скачать решение задачи 14-16 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-17. При помощи центробежного насоса, характеристика которого задана при n = 2900 об/мин, необходимо перекачивать воду по сифонному трубопроводу с одинаковыми восходящей и нисходящей ветвями, каждая длиной l = 10 м и диаметром d = 40 мм (λ = 0,03). Разность уровней в баках а = 2 м, верхняя точка К сифона расположена на высоте b = 8 м.
Определить наименьшую частоту вращения насоса, при которой в точке К не будет вакуума. Местными потерями напора в трубопроводе пренебречь.
Ответ. nmin = 2542 об/мин.
Скачать решение задачи 14-17 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-18. Центробежный насос откачивает воду из сборного колодца в резервуар с постоянным уровнем Н = 12м по трубопроводам l1 = 8 м, d1 = 100 мм и l2 = 16 м, d2 = 75 мм.
1 На какой глубине h установится уровень воды в колодце, если приток в него Q = 8 л/с, а частота вращения насоса n = 1450 об/мин?
2) Найти наименьшую частоту вращения насоса, которое обеспечит отсутствие переполнения колодца при том же притоке.
При расчетах принять коэффициенты сопротивления трения λ1 = 0,03 и λ2 = 0,035 и суммарные коэффициенты местных сопротивлений ξ1 = 6 и ξ2 = 10.
Характеристика насоса при n = 1450 об/мин
|
QН, л/с |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
|
НН, м |
22,0 |
22,4 |
22,6 |
22,4 |
21,5 |
20,0 |
18,0 |
15,0 |
11,0 |
| кпд, % |
0 |
37 |
58 |
71 |
75 |
74 |
68 |
56 |
37 |
Ответ 1. h = 6,1 м, 2. n = 1260 об/мин.
Скачать решение задачи 14-18 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-19. Откачка грунтовой воды из колодца производится центробежным насосом (характеристика которого задана) по гибким шлангам общей длиной l = l1 + l2 = 7 м и диаметром d = 100 мм. Определить время понижения уровня в колодце на H1 = 3 м, если площадь его поперечного сечения 6,25 м2, а выходное отверстие напорного трубопровода расположено выше конечного уровня в колодце на H2 = 4 м.
Коэффициент сопротивления трения шлангов λ = 0,04, суммарные коэффициенты местных сопротивлений во всасывающем трубопроводе ξ1 = 6 и в нагнетательном трубопроводе ξ2 = 4.
Указание. Время понижения уровня определить по средней за время откачки подаче насоса.
Ответ. t = 11,8 мин.
Скачать решение задачи 14-19 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-20. Центробежный насос с известной при n = 900 об/мин характеристикой избирает воду из бассейна с постоянным уровнем Δ0 и через промежуточный колодец подает ее в водонапорную башню с отметкой уровня Δ20 м.
1. Найти частоту вращения насоса и мощность Nдв, если его подача в башню Qн = 60 л/с. Приведенные длины труб l0 = 10 м; l1 = 10 м; l2 = 100 м; диаметры d0 = 0,2 м; d1 = 0,2 м; d2 = 0,15 м (λ = 0,03).
2. Определить при этом режиме работы насоса наибольшую допустимую высоту z расположения его оси, если вакуумметрическая высота на входе в насос не должена превышать 6 м.
Характеристика насоса при n = 900 об/мин
|
QH, л/с |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
|
НH, м |
12,5 |
13,25 |
13,5 |
13,25 |
12,5 |
11 |
9,5 |
7,5 |
| кпд, % |
0 |
45 |
67 |
77 |
82 |
82 |
75 |
60 |
Ответ: n = 1440 об/мин, Nдв = 23,5 кВт, z = 5,25 м.
Скачать решение задачи 14-20 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-21. Центробежный насос поднимает воду на высоту Нст = 6 м по трубам размерами l1 = 20 м, d1 = 0,2 м (λ1 = 0,02) и l2 = 100 м, d2 = 0,15 м (λ2 = 0,025).
1. Определить подачу Qн насоса при n=900 об /мин.
2. Сравнить мощность, потребляемую насосом, при уменьшении его подачи на 25% дросселированием задвижкой или изменением числа оборотов.
Местные сопротивления учтены эквивалентными длинами, включенными в заданные длины труб.
Ответ. 1) Qн = 47 л/с. 2) Nдв =5,8 кВт и Nдв =2,45 кВт.
Скачать решение задачи 14-21 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-22. Определить подачу Qн и мощность Nдв потребляемую центробежным пожарным насосом при n = 3000 об/мин, если насос подает воду по шлангам размерами: l1 = 6 м, d1 = 100 мм (λ1 = 0,025; ξ1 = 4) и l2 = 40 м, d2 = 90 мм (λ2 = 0,035; ξ2 = 10) через конический сходящийся насадок d = 40 мм (ξ = 0,08, ε = 1) на высоту Нст = 16 м.
Характеристика насоса при n = 3000 об/мин
|
QH, л/с |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
|
НH, м |
140 |
140 |
136 |
130 |
121 |
110 |
98 |
83 |
| кпд, % |
0 |
34 |
55 |
68 |
75 |
77 |
73 |
65 |
Ответ: Qн = 32,2 л/с, Nдв = 40,6 кВт.
Скачать решение задачи 14-22 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Часть 14-2 Работа насосов на сеть
Задача (Куколевский И.И.) 14-23. К соплу диаметром d2 = 175 мм центробежным вентилятором подается воздух через промежуточную камеру большого объема и трубу длиной l = 2 м и диаметром d1 = 200 мм. Коэффициент сопротивления трения трубы λ = 0,02, коэффициент сопротивления сопла ξс = 0,06.
Определить избыточное давление Ри в камере и подачу вентилятора, если его характеристика, связывающая подачу Q в м3/ч со статическим напором в камере Hст задана.
|
Q, м3/ч |
0 |
500 |
1000 |
1500 |
2000 |
2500 |
|
Нст, м |
50 |
47 |
42 |
35 |
26 |
18 |
Сжимаемостью воздуха пренебречь, принимая его плотность равным р =1,2 кг/м3.
Ответ. Ри =358 Па; Q =0,485 м3/с.
Скачать решение задачи 14-23 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-24. В насосной установке вода подается на высоту Нст = 15 м, центробежным насосом с заданной характеристикой при высоте всасывания hвс = 4 м. Напорная и всасывающая трубы имеют диаметры dн = 80 мм и dвс = 100 мм.
Суммарный коэффициент сопротивления напорной трубы (без учета задвижки на выходе из насоса) ξн = 22 и всасывающей трубы ξвс = 6.
Определить наибольшую подачу насоса, допустимую по условиям всасывания им жидкости. Каково минимальное значение коэффициента сопротивления задвижки ξ3, при котором будет достигнута эта подача?
Какую мощность будет потреблять насос на этом предельном режиме? Указание. На характеристике приведена кривая Hвак допустимого вакуума перед насосом (в метрах ст. воды), при котором обеспечивается отсутствие кавитации в насосе. Точка пересечения этой кривой с кривой, выражающей вакуум V перед насосом в данной уста-
Ответ Qн = 15,9 л/с, ξ3 = 4,9; Nдв = 7,45 кВт.
Скачать решение задачи 14-24 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-25. Два последовательно соединенных одинаковых центробежных насоса перекачивают воду при n1 = n2 =1000 об/мин из водохранилища А с отметкой Δ0 в бассейн В, с отметкой уровня Δ20 по трубопроводу, состоящему из двух одинаковых участков длиной l=1 км и диаметром d= 250 мм каждый (λ = 0,02).
Пренебрегая местными потерями, определить подачу насосов и потребляемую каждым из них мощность двигателя.
Определить, как необходимо изменить частоту вращения одного из насосов, чтобы увеличить расход в трубопроводе на 25%?
Характеристика насосов задана
Ответ. Q=128 л/с; Nдв = 57 кВт. Увеличить обороты до n= 1500 об/мин.
Скачать решение задачи 14-25 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-26. Поршневой насос перекачивает воду из резервуара А в резервуары В и С. Отметки уровней в резервуарах соответственно равны +2м; +6 м; -4 м (отметка оси насоса принята за нуль). Подача в верхний резервуар QВ = 2 л/с. Трубопровод состоит из четырех участков труб одинакового диаметра d = 50 мм и одинаковой длины l = 50 м. На трубе, идущей к нижнему резервуару, установлен кран, прикрытый настолько, что его коэффициент сопротивления ξ = 120.
Определить подачу Qн, напор Нн и мощность Nн насоса, пренебрегая всеми местными сопротивлениями за исключением сопротивления крана и принимая коэффициент сопротивления трения в трубах λ = 0,03. Построить пьезометрическую линию для системы.
При каких значениях коэффициента сопротивления ξ крана подача в верхний резервуар будет равна: 1) нулю; 2) подаче в нижний резервуар, т. е. половине всей подачи насоса; 3) полной подаче насоса.
Каковы в этих случаях пьезометрические линии системы?
Ответ.Qн = 4,42 л/с; Hн = 21,2 м; Nн = 0,415 кВт; ξ/ = 8,7; ξ//= 155. ξ/// = бесконечность,
Скачать решение задачи 14-26 (Куколевский И.И.) (цена 150р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-27. Из резервуара А необходимо подавать при помощи центробежного насоса в резервуары В и С, уровни в которых расположены на высотах hв = 20 м и hс = 25 м одинаковое количество воды. Q = 4 л/с.
Трубопровод AK (до узла К) имеет приведенную длину l1 = 100 м и диаметр d1 = 75 мм; трубы КС и КВ одинаковы: l2 = l3 = 50 м и d2 = d3 = 50 мм. Коэффициент сопротивления трения во всех трубах λ = 0,025.
1. Определить дополнительное сопротивление ξ, которое необходимо ввести в трубу КВ (путем прикрытия задвижки), чтобы обеспечить требуемое равенство расходов?
2. Какова будет при этом мощность насоса?
Ответ. ξ = 23,6; Nн = 2,8 кВт.
Скачать решение задачи 14-27 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-28. Шестеренный насос подает масло (плотность р = 900 кг/м3; вязкость v = 0,76 Ст) в количестве Qн = 0,8 л/с из маслосборника в пункты А и В. Давление воздуха над свободной поверхностью масла и на выходе из труб - атмосферное. Длины и диаметр маслопроводных труб, выполненных из латуни: l = 1 м; lA = 1,5 м; lВ = 2,4 м; d = 10 мм. Вертикальные расстояния точек A, В и К от свободной поверхности равны: zA = 0,2 м; zВ = 1,3 м; zA = 0,4 м.
Определить, пренебрегая местными потерями и скоростными напорами:
1) подачу масла в каждый из пунктов А и В.
2) мощность насоса.
3) давление в точке К.
Ответ. 1) QA = 0,48 л/сек; QВ = 0,32 л/сек. 2) Nн = 0,34кВт 3) Pk = 206 кПа.
Скачать решение задачи 14-28 (Куколевский И.И.) (цена 150р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-29. Центробежный насос перекачивает воду по трубопроводу (l = 5 м, d1 = 75 мм), который в точке А разветвляется на две линии диаметром d = 50 мм и длиной 2*l каждая. Расход в правой ветви Q = 10 л/с, а высоты равны h = 1 м, z = 4м. Определить мощность насоса Nи, принимая коэффициент сопротивления трения в трубах λ = 0,03, суммарный коэффициент сопротивления всасывающей линии ξВС = 10 и пренебрегая потерями и задвижках. Указать сечение трубопровода, в котором имеет места наименьшее давление.
Ответ. Nн = 3,5 кВт.
Скачать решение задачи 14-29 (Куколевский И.И.) (цена 150р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-30. Узловые точки А и В трубопровода соединены двумя одинаковыми трубами 1 и 2 приведенной длиной l = 20 м и диаметром d = 50 мм. В трубу 1 включен центробежный насос, характеристика которого при n = 800 об/мин задана.
1. Определить расходы в трубах 1 и 2 и напор насоса при суммарном расходе, подводимом к узлу A, равном Q= 12 л/с. Как изменятся эти величины при уменьшении расхода до Q = 3 л/с?
2. Число оборотов насоса, при котором весь суммарный расход Q=12 л/с будет поступать в трубу 1 и расход в трубе 2 будет равен нулю.
В трубах между узлами А и В учитывать только потери на трение по длинне (λ = 0,03).
Ответ: 1 при Q = 12л/с, Q1 = 7,4 л/с, Q2 = 4,6 л/с, НН = 5,3 м
при Q = 3л/с, Q1/ = 5,9 л/с, Q2/ = 2,9 л/с, НН/ = 7 м
2. n = 1500 об/мин.
Скачать решение задачи 14-30 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-31. Роторный насос, подача которого Qн = 1 л/с, нагнетает масло в верхний бак из двух баков с одинаковыми уровнями. Всасывающие трубы имеют равные диаметры d1 = d2 = 20 мм и равные приведенные длины l1 = l2 = 4 м. Диаметр и приведенная длина нагнетательной трубы d3 = 20 мм и l3 = 6 м.
Определить напор насоса Нн и мощность двигателя Nдв подъема Hст = 5 м, масла v = 0,5 Ст, его плотность р = 900 кг/м3 и КПД. насоса η = 0,7.
Как изменится напор насоса, если уровень в левом баке будет ниже, чем в правом, на z = 2 м?
Ответ Нн = 15,3м, Nдв = 0,193 кВт, Нн/ = 16,4м
Скачать решение задачи 14-31 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-32. Центробежной насос всасывает воду из двух баков, разность уровней в которых равна а = 1 м, и нагнетает ее в количестве (Qн = 10 л/с в бак с уровнем на высоте b = 5 м по указанным на схеме трубопроводам (l = 5 м, d1 = 50 мм, d2 = 75 мм).
Определить напор насоса Hн, принимая коэффициент сопротивления трения во всех трубопроводах λ = 0,03 и пренебрегая местными потерями
Ответ. Нн = 9,2 м
Скачать решение задачи 14-32 (Куколевский И.И.) (цена 150р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-33. Шестеренный насос подает спиртоглицериновую смесь (v = 1 Ст; р = 1245 кг/м3) в гидроцилиндр (диаметры поршня и штока D1 = 200 мм и D2 = 50 мм), нагруженный внешним усилием P = 2000 Н; при этом часть подачи насоса возвращается в приемный бак по сбросной трубе l2, минуя гидроцилиндр.
1. Определить скорость перемещения поршня гидроцилиндра vn и напор насоса Hн, если его подача Qн = 6 л/с, диаметры всех труб d = 50 мм, а их приведенною длины равны: l1 = 10 м; l2 = 70 м; l3 = 5 м и l4 = 10 м.
2. Как изменятся vn и Нн, если сбросная труба будет выключена?
3. При какой наименьшей приведенной длине сбросной грубы перемещение поршня прекратится?
Ответ: 1) vn = 0,13 м/с, Нн = 13,5м, 2) vn = 0,2 м/с, Нн = 15,5м, 3) L2min = 14м.
Скачать решение задачи 14-33 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-34. Центробежный насос, работая при n =1450 об/мин, подает воду из бака А в баки С и D. Расстояния между уровнями в баках равны H1 = 25 м и H2 = 15 м. Система трубопроводов состоит из трубы АВ диаметром d1 = 100 мм с установленной на ней задвижкой и двух одинаковых ветвей ВС и ВО диаметрами d2 = 60 мм с установленными на них вентилями. Характеристика насоса и характеристики труб с учетом всех местных сопротивлений при полностью открытых запорных устройствах (ξ3 = 0 и ξВ = 4) заданы в виде таблиц.
1. Определить подачу воды в баки С и D и мощность, потребляемую насосом при полностью открытых вентилях и задвижке.
2. Каков должен быть коэффициент сопротивления вентиля на трубе ВD, чтобы подача в оба бака стала одинаковой; какова при этом подача насоса?
3. При каком числе оборотов насоса (в случае полностью открытых вентилей и задвижки) подача в бак С прекратится?
Характеристика насоса при n = 1450 об/мин
|
QН, л/с |
0 |
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
28 |
32 |
|
НН, м |
52 |
54 |
55 |
54 |
52 |
49 |
44 |
38 |
30 |
|
кпд, % |
0 |
30 |
50 |
63 |
71 |
75 |
75 |
70 |
53 |
Характеристика труб АВ, ВС и BD
|
Q, л/с |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
|
hAB, м |
0,25 |
1 |
2,25 |
4 |
6,25 |
|
hBС = hBD, м |
1,25 |
5 |
11,25 |
20 |
31,25 |
Ответ: QC = 4,4 л/с, QD = 18,2 л/с, Nдв = 13,5 кВт. 2) ξВ/ = 27,6, QН/ = 19,2 л/с, 3) n/ = 1354 об/мин.
Скачать решение задачи 14-34 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-35. Центробежный насос подает воду из бака А по трубе l = 50 м и D = 70 мм к точке K, откуда вода по трубам одинаковой длины l1 = 20 м и одинакового диаметра d = 50 мм поступает в баки В и С. На трубе, идущей в бак В, имеется задвижка, коэффициент сопротивления которой (при неполном открытии) ξ = 30. Уровень в баке С -выше уровни в баке А на h1 = 16 м, а в баке В ниже того же уровня на h2 = 10 м.
1. Определит подачу в баки и потребляемую насосом мощность двигателя при n = 900 об/мин.
2. Как нужно изменить частоту вращения насоса, чтобы подача в баки стала одинаковой?
3) При каком числе оборотов подача в бак С будет равна нулю?
При решении задачи учитывать сопротивление задвижки и потери на трение (λ = 0,025).
Ответ: 1) QC = 4,2 л/с, QВ = 7,3 л/с, Nдв = 4,23 кВт, 2) n2 = 1147 об/мин, 3) n3 = 714 об/мин
Скачать решение задачи 14-35 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-36. Определить теоретическую высоту полета струи z для каждого из двух насадков диаметром dн = 30 мм, питаемых центробежным насосом (n= 1450 об/мин) и расположенных на высотах h1 = 5 м и h2 = 10 м над уровнем всасывания. Трубопровод насоса до узловой точки имеет общую длину l = 25 м и диаметр d = 125 мм (коэффициент сопротивления трения λ = 0,03, суммарный коэффициент местных сопротивлений ξ = 14). Трубопроводы, ведущие к насадкам, имеют диаметры d2 = d3 = 80 мм и длины l2 = 10 м, l3 = 20 м (λ = 0,04). Коэффициент сопротивления насадков ξн = 0,1 (сжатие на выходе отсутствует).
Определить потребляемую насосом мощность двигателя.
Как изменятся z1 и z2, если верхний насадок будет отсутствовать?
Характеристика насоса при n = 1450 об/мин
|
QН, л/с |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
|
НН, м |
27 |
30 |
32 |
33 |
32 |
29 |
24 |
17 |
8 |
|
кпд, % |
0 |
40 |
65 |
75 |
79 |
80 |
76 |
66 |
40 |
Ответ 1) z1 = 17,3 м, z2 = 12,5 м, Nдв = 8,66 кВт, 2) z1/ = 10,6 м, z2/ = 0,86 м.
Скачать решение задачи 14-36 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-37. Центробежный насос перекачивает воду из бака А по трубе 1 в промежуточный бак В, откуда она самотеком поступает в бак С по трубе 2 и частично возвращается в бак С по сбросной трубе 3. Характеристики насоса и труб заданы (см. график).
Определить расходы в трубах и уровень z, который установится в промежуточном баке В, если разность уровней в баках А и С равна h = 8 м.
Как изменится уровень г при выключении сбросной трубы?
Указание. Промежуточный бак К следует рассматривать как узловую точку, пьезометрический уровень в которой 2 определится после нахождения расходов в трубах
Ответ. 1) Q1 = 7,8 л/с, Q2 = 4,5 л/с, Q3 = 3,3 л/с и z = 6,2 м, 2) z' = 10,8 м
Скачать решение задачи 14-37 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-38. Шестеренчатый бензонасос, подача которого Qн = 4 л/с, снабжен обводной трубой, по которой часть его подачи возвращается на сторону всасывания. Статический напор установки равен Нст = 8 м. Диаметр основного трубопровода d1 = 50 мм, его приведенная длина l = 50 (λ = 0,025). Диаметр обводной трубы d0 = 32 мм, ее суммарный коэффициент сопротивления (включая частично прикрытый вентиль) ξ = 33.
1. Определить подачу в верхний бак и потребляемую насосом мощность двигателя (КПД насоса η = 70%, плотность бензина р = 750 кг/м3)
2. При каком минимальном значении С обводной трубы подача в верхний бак прекратится?
3. Какую мощность будет потреблять насос при выключенной обводной трубе?
Указание. Характеристика шестеренчатого насоса в координатах Qн - Нн может быть приближенно изображена вертикальной прямой Qн = соnst.
Ответ. 1) Q = 2,1 л/с; Nдв =0,54 л. с. 2) ξмнн = 6,35. 3) Nдв= 0,56 кВт.
Скачать решение задачи 14-38 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Часть 14-3 Работа насосов на сеть
Задача (Куколевский И.И.) 14-39. Центробежный насос, подающий воду из бака А в бак В на высоту Hст = 30 м, снабжен обводной трубой, по которой часть его подачи возвращается на сторону всасывания.
Диаметр всасывающей и напорной труб d = 100 мм, их общая приведенная длина L = l1 + l2 = 250 м, коэффициент сопротивления трения λ = 0,025. Диаметр обводной трубы d0 = 50 мм, ее суммарный коэффициент сопротивления ξ = 25.
1. Определить пользуясь характеристикой насоса при n = 2900 об/мин подачу в верхний бак, напор и мощность потребляемую насосом
2. Какова будет мощность двигателя, если такую же подачу в верхний бак осуществлять при выключенной обводной трубе, прикрыв задвижку на линии нагнетания?
Характеристика насоса при n = 2900 об/мин
|
QH, л/с |
0 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
28 |
32 |
36 |
|
НH, м |
52 |
55 |
54 |
52 |
49 |
44 |
38 |
30 |
19 |
|
кпд, % |
0 |
50 |
63 |
71 |
75 |
75 |
70 |
58 |
36 |
Ответ: 1) Q = 15 л/с, Нн = 41,5м, Nдв = 14,4 кВт, 2) Nдв = 12 кВт.
Скачать решение задачи 14-39 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-40. Для откачки воды из дренажного колодца с притоком от Q = 5 л/с до Q = 30 л/с установлены центробежные насосы, характеристика каждого из которых задана. Насосы имеют общую всасывающую и нагнетательные линии, кривая суммарных потерь для которых указана на графике.
1. Сколько насосов должны обслуживать колодец, работая параллельно, если предельный уровень в нем не должен превосходить отметки + 12,5 м?
2. Каковы будут минимальный и максимальный уровни воды в колодце при параллельной работе насосов?
3. С каким наибольшим притоком может справиться один насос?
Ответ. 1) Два насоса. 2) от -4 до 12 м. 3) Q = 17,5 л/с.
Скачать решение задачи 14-40 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-41. Два одинаковых центробежных насоса работают совместно на магистральный трубопровод длиной L = 1000 м, диаметром D = 450 мм при различных значениях статического напора: Hст1 = 20 м и Hст2 = 30 м. Трубопроводы насосов (смыкающиеся в узле А) имеют одинаковые длины l = 100 м и одинаковые диаметры d = 300 мм.
1. Определить подачу, напор и мощность двигателя для каждого из насосов при n1 = 960 об/мин.
2. Какова должна быть частота вращения верхнего насоса, при котором нижний насос (сохраняя n = 960 об/мин) перестанет подавать воду?
В трубопроводах насосов учитывать потери на трение (λ = 0,03) и местные потери (суммарный коэффициент сопротивления ξ = 6) В магистрали учитывать только потери на трение (λ = 0,025).
Характеристика насосов при n = 960 об/мин
|
QH, л/с |
0 |
40 |
80 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
220 |
|
НH, м |
40 |
43 |
43 |
40 |
37 |
33 |
28 |
22 |
15 |
|
кпд, % |
0 |
47 |
70 |
80 |
81 |
80 |
75 |
65 |
50 |
Указание. Вычитая из напора каждого насоса потери в его трубопроводе до узловой точки А и складывая полученные кривые по расходам, строим кривую зависимости высоты пьезометрического уровня НА в узловой точке от суммарной подачи обоих насосов. Точка К. пересечения этой кривой с характеристикой магистрального трубопровода определяет уровень HА и, следовательно, режимы работы насосов. Подача нижнего насоса станет равна нулю, когда начальная точка М суммарной кривой НА окажется лежащей на характеристике магистрального трубопровода (точка N). Откладывая вверх от точки N потерю напора него насоса (при расходе Q2' отвечающем точке N) получаем точку R, через которую должна проходить насоса при новом числе оборотов n2
Ответ. 1) Q1= 162 л/с; H1 = 32,5 м; Nдв1 = 80,7 кВт и Q2 = 114 л/с; H2 = 41,6 м; Nдв2 = 63,7 кВт 2) n2 = 1400 об/мин.
Скачать решение задачи 14-41 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-42. Центробежный насос откачивает воду из баков 1 и 2, разность уровней в которых равна h = 6 м, и подает ее в бак 3 на высоту Нст = 9 м. Всасывающие трубы имеют одинаковую приведенную длину l = 15 м и диаметр d = 80 мм (λ = 0,04), а нагнетательная труба имеет l1 = 35 м и d1 = 100 мм (λ = 0,035).
1. Определить расходы из баков 1 и 2 и развиваемый насосом напор при n = 1450 об/мин.
2. При каком числе оборотов расход из бака 1 станет равным нулю?
Характеристика насоса при n = 1450 об/мин
|
QH, л/с |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
|
НH, м |
29 |
31 |
32,5 |
33 |
32 |
29 |
24 |
17 |
8 |
Указание. Из характеристики насоса, построенной от уровня воды в баке 2, следует вычесть суммарную характеристику совместно работающих всасывающих труб, которая дает зависимость пьезометрического уровня в узловой точке А перед насосом от суммарного расхода в этих трубах (т. е. подачи насоса). В результате вычитания получается кривая зависимости пьезометрического уровня в точке В на выходе из насоса от его подачи. Пересечение этой кривой с характеристикой нагнетательного трубопровода, построенной от уровня бака 3, определяет рабочую точку системы. При подаче насоса, равной Q0 (см. график к решению задачи), расход из бака 1 равен нулю.
Ответ. Q1 = 8 л/с, Q2 = 21,5 л/с и Hн = 23,8л; n = 1213 об/мин.
Скачать решение задачи 14-42 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-43. Насосная станция состоит из двух одинаковых центробежных насосов, которые забирают воду из колодца с нулевой отметкой уровня и питают по трубопроводу длиной l = 2 км и диаметром d =130 мм водонапорную башню с отметкой уровня +20 м. В случае пожара установка работает на специальный водопровод (задвижка А открыта, задвижка В закрыта) и должна обеспечить подачу Q = 7,5 л/с при напоре на станции Hн = 40 м.
1. Какое соединение насосов -параллельное или последовательное - выгоднее по величине КПД при работе с числом оборотов n = 1600 об/мин на водонапорную башню?
Коэффициент сопротивления трения трубопровода λ = 0,024, местные потери учесть как 5% от потерь на трение. Потерями напора в коротких всасывающих и соединительных трубах насосов пренебречь.
2. Сможет ли один насос при n = 1600 об/мин удовлетворить пожарным требованиям и если нет, то как следует соединить насосы в этом случае?
3. Какое число оборотов следует дать насосу, чтобы он один удовлетворил пожарным требованиям?
Характеристика насоса при n = 1600 об/мин
|
Qн, л/c |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|
Нн, м |
37 |
39 |
36 |
29 |
20,5 |
10 |
|
η, % |
0 |
50 |
64 |
67 |
64 |
50 |
Ответ. 1) Параллельное. 2) Необходимо соединить насосы последовательно 3) n'= 1922 об/мин.
Скачать решение задачи 14-43 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-44. Насосная станция, поднимающая воду на высоту Hст =40 м, включает два насоса - поршневой и центробежный. Поршневой насос-двойного действия, диаметр поршня D =194 мм; диаметр штока d = 40 мм; ход поршня S = 250 мм; частота вращения n = 120 об/мин; коэффициент подачи η0 = 0,96.Характеристика трубопровода задана уравнением hn = s*Q2, где сопротивление s = 2*10-4 ч2/м5.
Определить подачу и напор при работе одного поршневого насоса, при работе одного центробежного насоса и при параллельной работе обоих насосов.
Как следует увеличить число оборотов центробежного или поршневого насосов, чтобы достигнуть суммарной подачи Q = 270 м3/ч.
Харктеристика центробежного насоса при n = 1450 об/мин
|
QH, м3/ч |
93,5 |
120 |
140 |
173,5 |
193 |
|
НH, м |
55 |
53,5 |
51,7 |
45 |
38,4 |
Ответ Qцн = 100 м3/ч, Нцн = 42м, Qпн = 171 м3/ч, Нпн = 45,8м, Нн = 51,5м, Qпарал = 100 м3/ч,
Центробежный насос - n = 1540 об/мин, поршневой насос - n = 204 об/мин.
Скачать решение задачи 14-44 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14-45. Шестеренчатый насос объемной гидропередачи подает масло (v = 0,3 Ст, относительная плотность δ = 0,92) в гидроцилиндр (диаметры поршня и шnока D1 = 100 мм и D2 = 40 мм), нагруженный усилием P = 3300 Н.
Характеристика насоса при n = const задана в виде зависимости подачи насоса Qн и его КПД от развиваемого насосом давления Рн.
Напорная труба, идущая от насоса к гидроцилиндру, имеет размеры l1 = 2 м, d = 15 мм и сливная труба гидроцилиндра l2 = 8 м (приведенная длина с учетом сопротивления полностью открытого дросселя В), d = 15 мм.
Насос снабжен обводной трубой с дросселем А и предохранительным клапаном С, характеристика которого задана в виде зависимости давления рп перед клапаном от расхода Qк через него.
1. Определить скорость vn рабочего хода поршня и потребляемую насосом мощность Nдв при закрытом дросселе А и полностью открытом дросселе В.
2. Сравнить потребляемую насосом мощность при уменьшении скорости поршня до vn = 0,25*vn/ двумя способами: - прикрытием дросселя В при полностью закрытом дросселе А и открытием дросселя А при полностью открытом дросселе В.
Ответ: 1) vn = 9 см/с, Nдв = 0,732 кВт, 2) Nдв = 1,13 и 0,69 кВт.
Скачать решение задачи 14-45 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14.46. Для системы по условию задачи 14.45, при закрытом дросселе А и полностью открытом дросселеопределить:
1. Нагрузку Р1, при которой откроется переливной клапан С. Какими будут при этой нагрузке скорость vп1, рабочего хода поршня и мощность Nдв1, потребляемая насосом?
2. При какой нагрузке P2 поршень остановится? Какова будет при этом потребляемая насосом мощность Nдв1? Трением и утечками в цилиндре пренебречь.
Ответ: 1) Р1 = 4956 Н, vп1 = 7,9 см/с, Nдв1 = 1,06 кВт, 2) Р2 = 6462 Н, Nдв2 = 1,24 кВт.
Скачать решение задачи 14-46 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14.47. Шиберный насос Н подает жидкость (минеральное масло, плотность р = 900 кг/м3, вязкость 0,09 П в гидроцилиндр с диаметрами: поршня D = 60 мм и штока d = 30мм. Характеристика насоса задана в виде зависимости между подачей Qн и развиваемым насосом давлением Рн, Насос снабжен переливным клапаном К, характеристика которого задана в виде зависимости между расходом: через клапан Qн и давлением насоса рн. Для управления скоростью перемещения поршня в сливную линию системы включен регулируемый дроссель Д, который выполнен в виде переставного плунжера с десятью продольными пазами квадратного сечения (сторона квадрата а = 0,75 мм). Перемещение плунжера изменяет дросселирующую длину L пазов плунжера и, следовательно, сопротивление дросселя.
1. Определить скорость vn, поршня гидроцилиндра при нагрузке R = 5300 Н и дросселирующей длине пазов плунжера l = 120 мм.
2. Как изменится скорость поршня, если при той же установке плунжера нагрузка возрастет до R = 7400 Н?
3. Как нужно изменить установку плунжера, чтобы при возросшей нагрузке скорость поршня осталась прежней? Потерями напора в трубах, утечками и трением в гидроцилиндре пренебречь.
Перепад давлений в дросселе определять как результат сопротивления трения по длине пазов плунжера. Местными потерями напора в дросселе, а также утечками через зазор плунжера пренебречь.
Ответ: 1) vn = 10 см/с, 2) vn = 9,8 см/с, 3) L = 60мм.
Скачать решение задачи 14-47 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14.48. Для системы по условию задачи 14.47, работающей под нагрузкой R = 7400 Н, определить дросселирующую длину l пазов плунжера, при которой откроется переливной клапан К. Какая при этом скорость vп движения поршня гидроцилиндра? Построить зависимость скорости поршня vл от дросселирующей длины пазов l при заданной нагрузке.
Ответ. l = 90 мм; vn = 9,7 см/с.
Скачать решение задачи 14-48 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14.49. В системе объемной гидропередачи на поршень гидроцилиндра диаметром D = 5 см со штоком d = 2 см действует постоянная сила R = 6600 Н. Система питается шестеренным насосом H, подача которого Qн = 120 см3/с. Рабочая жидкость - минеральное масло плотностью р = 900кг/м3 и вязкостью μ = 0,09 П.
Для защиты системы от перегрузок на выходе из насоса установлен переливной клапан K, который открывается при давлении насоса P0 = 5 МПа.
Для регулирования скорости и направления движения поршня, параллельно гидроцилиндру установлен дроссель Д. Он выполнен в виде переставного плунжера с продольными пазами треугольной формы. Число пазов i = 32, сторона треугольного сечения паза а = 0,5 мм, его длина L = 20 см. Рассчитать и построить в виде графика зависимость скорости поршня vп от дросселирующей длины l пазов плунжера, изменяемой при его перестановке.
Ответ. При реверсе поршня (на графике видно, что наступает при отрицательных значениях) при l = 0,04 м.
Скачать решение задачи 14-49 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14.50. Для системы по условию задачи (14.49) построить графики зависимостей скорости vп движения поршня гидроцилиндра от нагрузки R при двух крайних положениях плунжера в дросселе Д (l1 = 20 см и l2 = 2 см), Подачу насоса принимать постоянной Qн = 120 см3/с. Переливной клапан К открывается при давлении насоса P0 = 5 МПа. Характеристика клапана выражается уравнением ΔPk = 5+0,01*Qk
где ΔPk - перепад давлений в клапане, МПа; Qk - расход через клапан, см3/с. Найти, при каких значениях нагрузки скорость поршня становится равной нулю и его движение реверсируется.
Ответ: при L1 = 20 см, R = 9650 Н, при L2 = 2 см, R = 3300 Н
Скачать решение задачи 14-50 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14.51. Для подъема груза массой G = 10,2 т со скоростью vn = 0,16 м/с используются два параллельно работающих гидроцилиндра диаметром D = 100 мм. Расстояние между осями гидроцилиндров L= 5 м.
При укладке груза его центр тяжести может смещаться от среднего положения на а = 250 мм.
1. Каким должен быть коэффициент сопротивления дросселя Д1 или Д2 в одной из ветвей напорного трубопровода насоса, чтобы груз поднимался без перекашивания? Коэффициент сопротивления полностью открытого дросселя в другой ветви трубопровода принимать равным нулю.
2. Какими будут при этом подача насоса и развиваемое им давление? Диаметр трубопровода d = 12 мм. Плотность рабочей жидкости р = 880 кг/м3. Потерями напора в трубопроводах системы, а также трением и утечками в гидроцилиндрах пренебречь.
Ответ. 1. ξ = 23,5. 2. Qн = 2,5 л/с; рн = 7 МПа.
Скачать решение задачи 14-51 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14.52. Плунжер 1, имеющий диаметр D = 120 мм, должен совершать возвратно-поступательное движение, находясь под нагрузкой R = 35 000 Н. Подъем плунжера осуществляется жидкостью, подаваемой в цилиндр шестеренным насосом 2 через обратный клапан 3. Перепад давлений, возникающий на клапане 3, поднимает золотник 4 в положение 1, перекрывая линию слива 5 из полости цилиндра. При выключении насоса давление, создаваемое плунжером под нагрузкой, смещает золотник 4 в положение II, открывая путь слива жидкости через диафрагменный дроссель 6. При этом скорость опускания плунжера определяется сопротивлением дросселя 6. 1. Определить скорость подъема плунжера я давление, развиваемое при этом насосом, если подача насоса Qн = 600 см3/с, а потеря давления в клапане 3 ΔP = 0,2 МПа. Сопротивлением напорных линий пренебречь. Линия слива 5 пересекается с линией, идущей от клапана 3 к золотнику 4. 2) Выбрать число дроссельных шайб i так, чтобы скорость опускания плунжера была равна скорости его подъема. Диаметр отверстий в шайбах d = 6 мм, коэффициент расхода отверстий принять μ = 0,64. Плотность жидкости р = 910 кг/м3. Сопротивлением сливных труб и золотника пренебречь.
Ответ. 1) v = 5,3 см/с; рн = 3,3 МПа. 2) i = 6.
Скачать решение задачи 14-52 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14.53. Прессовый поршневой насос с заданной характеристикой подаст по трубе диаметром d = 25 мм и общей длиной L = 12*l = 48 м эмульсию (р = 1000 кг/м3) из бака А в воздушный аккумулятор В с давлением P0 = 20 МПа, откуда она равномерно расходуется в количестве Q = 7,2 м3/ч. Насос снабжен обводной трубой с перепускным краном С, по которой часть расхода может возвращаться обратно, и переливным клапаном О, отрегулированным на давление насоса рн = 22 МПа (характеристика клапана QК = f(Pн) задана).
1) Определить условия работы насоса - подачу, давление и потребляемую им мощность. При подсчете потерь на трение по длине труб принять λ = 0,025. Местными потерями напора пренебречь.
2) Какое давление установится в аккумуляторе и каково будет давление насоса, если при том же полезном расходе Q из аккумулятора закрыть кран С на обводной трубе?
Ответ. 1) Qн = 8,1 м3/ч; Pн = 20.4 МПа; Nдв = 58,5 кВт. 2. P0 = 21,9 МПа; Pн= 22.3 МПа.
Скачать решение задачи 14-53 (Куколевский И.И.) (цена 200р)
Задача (Куколевский И.И.) 14.54. Объемный насос, характеристика которого приведена на рисунке, подает масло (р = 865 кг/м3, вязкость v = 70 сСт) по горизонтальной трубе длиной l = 20 м и диаметром d = 10 мм в цилиндр с дифференциальным поршнем, диаметры которого D1 = 150мми D2 = 120мм. Предохранительный клапан ПК отрегулирован на давление открытия 5 МПа. Определить скорость поршня vn1 и развиваемое насосом давление рк в двух случаях: при нагрузке на поршень Р = 12,7 кН и при нагрузке Р = 0.
Ответ. vn1 = 87см/с и Pн1 = 4,75 МПа; vn2 = 93 см/с и Pн2 = 3 МПа.
Скачать решение задачи 14-54 (Куколевский И.И.) (цена 150р)
