Давление воды при зарядке (развиваемое насосом) и при разрядке (получаемое прессами) аккумулятора, если вес плунжера вместе с грузом G, а диаметр плунжера D.

Гомельский государственный

Технический университет им. П.О. Сухого

Кафедра ''Гидропневмоавтоматика''

Контрольные работы

По курсу

«Механика жидкости и газа»

для студентов специальности
1-36 01 07
«Гидропневмосистемы мобильных

и технологических машин»
заочной формы обучения

Гомель 2009
ЗАДАНИЕ 1.

Найти давление воздуха в резервуаре В, если избыточное давление на поверхности воды в резервуаре А равно Рa = 40∙10³ н/м². Уровни жидкостей в резервуаре А и двухколенном дифференциальном манометре расположились на высотах h, h₁, h₂, h₃, h₄. Пространство между уровнями ртути в манометре заполнено спиртом.

Плотность спирта ρ_с=0,8∙10³кг/м³, плотность ртути ρ_р=13∙10³кг/м³, h=1 м, h₁=0,2 м

Вариант
h₂, м	0, 4	0, 4	0, 4	0,5	0,5	0,5	0,6	0,6	0,6	0,7	0,7	0,7
h₃, м	0,1	0,2	0,1	0,2	0,1	0,2	0,1	0,2	0,1	0,2	0,1	0,2
h₄, м	0, 4	0, 4	0,5	0,6	0,6	0,6	0,7	0,7	0,8	0,8	0,9	0,9

ЗАДАНИЕ 2.

Двухжидкостный микроманометр состоит из U -образной трубки диаметром d, соединяющей чашки диаметром D. Прибор заполнен несмешивающимися жидкостями с плотностями ρ₁= 870 кг/м³, ρ₂=830 кг/м³. Прибор измеряет разность давлений ∆P=P₁-P₂по смещению мениска раздела жидкостей h от его начального положения, отвечающего ∆Р=0.

1.Определить ∆Р при заданном значении h.

2.Указать, во сколько раз уменьшатся показания прибора при данном ∆Р, если в приборе будут отсутствовать чашки.

Вариант

D, мм

d, мм

h, см

ЗАДАНИЕ 3.

Определить вес толстостенного колокола размерами D,d и L, если он плавает в воде при погружении Н. Перед погружением давление воздуха было равно атмосферному: 98,1∙10³н/м²

Вариант
D, мм	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6
d, мм	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3
L, м	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6	2,8	3,0	3,2
H, м	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6	2,8

Процесс сжатия воздуха при погружении считать изотермическим: PV=P₀V₀.

ЗАДАНИЕ 4.

Цилиндрический сосуд диаметром D= 1 м и высотой Н=2,4 м заполнен водой до середины высоты, а давление воздуха в нем равно атмосферному: 98,1∙10³н/м². Как изменится положение уровня воды в сосуде и давление воздуха в нем после опускания в сосуд плунжера, диаметр которого d, а масса m? Процесс сжатия воздуха, замкнутого в сосуде считать изотермическим:PV=P₀V₀.

Трением плунжера в герметической направляющей втулке пренебречь.

Вариант

d, мм

m, кг

ЗАДАНИЕ 5.

При зарядке гидравлического аккумулятора насос подает воду в цилиндр А, поднимая плунжер В вместе с грузом вверх. При разрядке аккумулятора плунжер, скользя вниз, выдавливает своим весом воду из цилиндра в гидравлические прессы. Определить:

Давление воды при зарядке (развиваемое насосом) и при разрядке (получаемое прессами) аккумулятора, если вес плунжера вместе с грузом G, а диаметр плунжера D.

2.Работу, затраченную на зарядку аккумулятора и работу, совершаемую аккумулятором при разрядке, если полная высота подъема плунжера Н=2 м.

3.Коэффициент полезного действия аккумулятора. Плунжер уплотнен манжетой, высота которой b = 60 мм, а коэффициент трения о плунжер f=0,1. Давление p воды в цилиндре аккумулятора считать одинаковым во всех точках. Силу трения T манжеты о плунжер под считать как произведение прижимающей силы на коэффициент трения: T=pπDbf

Вариант
G, кН
D, м	0,3	0,3	0,4	0,4	0,5	0,5	0,6	0,6	0,7	0,7	0,8	0,9

ЗАДАНИЕ 6.

Вычислить силу опрессовки детали P при заданном усилии F на конце рычага. Известны: масса малого поршня m=0,3 кг, масса большого – М = 8 кг; a= 0,2 м; D=5∙d; h=0,5 м. Плотность рабочей жидкости ρ=900 кг/м³.

Вариант

Р, н

d, мм

ЗАДАНИЕ 7.

Определить необходимое натяжение каната Т и силу реакции R₀ на оси поворота 0 щита, закрывающего квадратное отверстие в плоской стенке. В резервуаре находится вода. α1 = 50°, α2 = 60°.

Вариант
H, м
h, м
a, м	1,4	1,6	2,4	2,5	3,5

ЗАДАНИЕ 8.

Поворотный клапан АО закрывает выход из бензохранилища в трубу квадратного сечения со стороной h=0,35 м. Прямоугольная пластина клапана опирается на срез трубы, сделанный под углом α=45°. В трубе жидкость отсутствует. Определить (без учета трения в опоре 0 клапана и в ролике В) силу Т натяжения троса, необходимую для открытия клапана, если уровень бензина Н, а давление над ним по манометру избыточное) Р. Плотность бензина ρ = 700 кг/м³.

Вариант
H, м	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6	2,8	3,0	3,2
Р, кПа

ЗАДАНИЕ 9.

Каков наименьший уровень Н воды в сосуде, при котором металлический шар, перекрывающий круглое отверстие в вертикальной стенке, будет находиться в равновесии? Радиус металлического шара R. Относительная плотность шара δ. Диаметр отверстия d=1,5R.

Вариант
R, см
δ	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5

ЗАДАНИЕ 10.

Погруженный в воду полый шаровой клапан диаметром D и массой m закрывает выходное отверстие внутренней трубы диаметром d = 2/3∙D. При какой разности уровней Н клапан начнет пропускать воду из внутренней трубы в резервуар?

Вариант
D, см
m, кг	0,06	0,1	0,15	0,25	0,35	0,5	0,7	1,0	1,4	2,0	2,7	3,6

ЗАДАНИЕ 11.

Наполнение бака контролируется поплавковым устройством. Определить диаметр шара-поплавка, при котором будет обеспечено закрытие подводящей трубы с избыточным давлением воды р. Шар изготовлен из листовой латуни толщиной δ=0,5 мм; плотность латуни 8400 кг/м³. Масса рычага m_p = 60 г; масса запорной иглы m_и=30 г.

Вариант

p, кПа

d, мм

ЗАДАНИЕ 12.

Замкнутый цилиндр размерами D и H0 заполнен водой до высоты h= 0,7∙H₀ (в неподвижном состоянии) и вращается относительно вертикальной оси с угловой скоростью ω. Определить силу давления на крышку цилиндра при данной угловой скорости вращения, если давление над водой равно атмосферному.

Вариант
D, м	0,6	0,6	0,7	0,7	0,8	0,8	0,9	0,9	1,0	1,0	1,2	1,2
H₀, м	0,3	0,5	0,4	0,6	0,5	0,7	0,6	0,8	0,7	0,9	0,8	1,0
ω,Рад\сек

ЗАДАНИЕ 13.

Цилиндрический сосуд с закраиной, имеющий диаметр D и высоту Н, предварительно заполнен водой до высоты h=0,8∙Н и вращается вокруг вертикальной оси. Диаметр закраины d=0,7∙D. Определить максимальную частоту вращения ω, при которой весь объем жидкости будет удерживаться в сосуде. Определить силу давления жидкости, действующую при этой угловой скорости вращения на закраину.

Вариант
D, м	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5
H, м	0,3	0,35	0,4	0,5	0,6	0,7	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2

Вариант
А
α	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
В

ЗАДАНИЕ 14.

Пластина длиной L= 0,25 м обтекается потоком воды со скоростью U₀ вдали от нее. Рассчитать и построить график изменения касательных напряжений на пластине и толщины пограничного слоя по всей ее длине, полагая течение плоским и критическое число РейнольдсаRe_e^(кр) =4∙10⁵. Определить силу сопротивления, действующую на пластину шириной В=4 м.

Как изменится толщина пограничного слоя в конце пластины и сила сопротивления, если степень турбулентности потока возрастет так, что критическое число Рейнольдса уменьшится вдвое?

Вариант
U₀,м/с	4,5		3,8	4,2	2,6	2,8		3,2	3,4	3,6		5,5

ЗАДАНИЕ 15.

Выявить закон нарастания толщины турбулентного пограничного слоя вдоль гладкой пластины при продольном обтекании ее безграничным потоком со скоростью U₀ на бесконечности.