,где V* - динамическая скорость; y - расстояние от пластины.
Вычислить толщину пограничного слоя и касательные напряжения в конце пластины. Определить силу сопротивления, действующую на пластину шириной В=4 м.
Длина пластины L=0,5м; плотность жидкости ρ=1000кг/м3; коэффициент вязкости жидкости ν=10∙6 м2/с.
Вариант | ||||||||||||
U0, м/с | 4,2 | 4,4 | 4,6 | 4,8 | 5,2 | 5,4 | 5,6 | 5,8 | 6,4 |
ЗАДАНИЕ 16.
Истечение дизельного топлива вязкостью = через отверстие диаметром d моделируется на воде (νM=0,01 Ст) при соблюдении вязкостного и гравитационного подобия. Определить:
1.диаметр отверстия dM для модели.
2.В каком отношении должны находиться высоты уровней (напоры) для натуры Н и модели HM?
3.В каком отношении при выполнении этих условий будут находиться расходы Q и QM?
Вариант | ||||||||||||
ν,Ст | 0,05 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,4 |
d, см |
ЗАДАНИЕ 17.
Путем модельных испытаний необходимо установить минимальное заглубление hmin всасывающей трубы насоса под уровнем нефти в резервуаре с тем, чтобы не возникало воронки и не происходило засасывание воздуха. Насос в натуре откачивает Q нефти (ν=0,75Ст) по трубе диаметром d=25 см. Испытания производятся на геометрически подобной модели, линейный масштаб которой принят равным 1:5 от натуры. Условия входа жидкости в трубу определяются совместным влиянием свойств инертности, вязкости и весомости жидкости.
Определить:
1.Какова должна быть вязкость модельной жидкости νM?
2.Каков должен быть для модели откачиваемый расход QM какова при этом скорость VM в трубе?
3. При какой глубине hmin начнет
образовываться воронка в натуре,
если для модели испытания дали
hminM = 6 см?
Вариант | ||||||||||||
Q, л / с |
ЗАДАНИЕ 18.
Для насадка, составленного из двух цилиндрических патрубков диаметрами d и D, определить коэффициенты сопротивления и расхода. Найти величину предельного напора Hпр в случае истечения воды в атмосферу, при котором давление в наименьшем сечении потока достигнет величины давления насыщенных паров: Рнп = 20 мм рт.ст.
Вариант | ||||||||||||
d, см | ||||||||||||
D, см |
ЗАДАНИЕ 19.
Для увеличения пропускной способности плавно сходящегося насадка, выходной диаметр которого d и коэффициент сопротивления ζ = 0,06 к нему присоединен цилиндрический патрубок диаметром D. Определить диаметр патрубка, при котором пропускная способность полученного таким образом составного насадка будет наибольшей. Для этого же насадка определить в случае истечения воды
(ρ = 1000 кг/м3) в атмосферу предельный напор Нпр, при котором давление в сжатом сечении насадка достигнет давления насыщенных паров Рнп
Вариант | ||||||||||||
d,см | ||||||||||||
PНП, мм рт.ст. |
ЗАДАНИЕ 20.
Расход воды измеряется трубой Вентури с входным диаметром D. Каков должен быть диаметр d горловины расходомера, чтобы при расходе Q, показания ртутного дифференциального манометра, измеряющего перепад давлений в сечениях потока перед расходомером и в его горловине, был не меньше h=100 мм? Каким должно быть при этом наименьшее избыточное давление перед расходомером, чтобы в его горловине не возникло вакуума?
Коэффициент сопротивления сужающегося участка ζ = 0,04. Плотность ртути ρр = 13,6*103кг/м3.
Вариант | ||||||||||||
Q, л / с | ||||||||||||
D, см |
ЗАДАНИЕ 21.
Определить объемный и массовый расход воздуха в трубе Вентури с диаметрами D и d, если показания манометра перед расходомером М (избыточное); температура воздуха t = 20°С; показания дифференциального водяного манометра, измеряющего перепад давлений в сечениях потока перед расходомером и в его горловине равно h. Коэффициент расхода трубы Вентури µ = 0,9. Атмосферное давление - 0,1 МПа. R= 287 дж/кг град.
Вариант | ||||||||||||
D,см | ||||||||||||
d,см | 2,5 | 3,5 | 4,5 | 2,0 | 3,5 | 4,5 | ||||||
h,см | ||||||||||||
М, МПа | 0,2 | 0,2 | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,7 | 0,7 |
ЗАДАНИЕ 22.
Вода перетекает из левого бака в правый по трубопроводу переменного сечения, на котором установлен вентиль, коэффициент сопротивления которого ζ = 4. Диаметры участков трубопровода d1 и d2. Длины ℓ1 = 80 см, ℓ2= 100 см, ℓ3= 200 см. Определить расход воды в трубопроводе при располагаемом напоре Н. Коэффициенты сопротивления трения по длине принять одинаковыми для всех участков и равными λ = 0,04. Построить пьезометрическую и напорную линии.
Вариант | ||||||||||||
Н, м | ||||||||||||
d1,см | ||||||||||||
d2,см |
ЗАДАНИЕ 23.
По горизонтальному трубопроводу длиной L перекачивается нефть (плотность ρ= 800 кг/м3, вязкость υ= 0,2 Ст). Массовый расход М. Падение давления в трубопроводе не должно превышать ΔР=2МПа. Шероховатость трубопровода Δ= 0,1 мм. Определить диаметр трубы.
Вариант | ||||||||||||
L, км | ||||||||||||
М, т/час |
ЗАДАНИЕ 24.
Какое давление необходимо создать в начале маслопровода (резиновый шланг,ℓ=300d), чтобы обеспечить перемещение поршня в гидроцилиндре со скоростью ν? Диаметр цилиндра D = 40 мм; внешнее усилие τ = 2 кН; коэффициент вязкости масла 20 сСт.
Вариант | ||||||||||||
ν, мм/с | ||||||||||||
d, мм |
ЗАДАНИЕ 25.
Определить подачу насоса и давление в его выходном сечении при заданной силовой нагрузке гидроцилиндра τ и скорости штока νш=0,15м/с.Какую мощность насос передает маслу, если коэффициент сопротивления всасывающего патрубка ζвс =1,2.
Коэффициент вязкости масла 10 сСт. Диаметр соединительных трубок d= 1,4 см; их длина l=10 м; диаметр штока dш =0,3 D; D – диаметр поршня.
Вариант | ||||||||||||
F, кН | ||||||||||||
D, мм |
ЗАДАНИЕ 26.
Вода поступает из напорной магистрали по трубам заданных размеров: L1, L2, L3; d1=20 см; d2=10 см; d3=8 см;
(абсолютные шероховатости труб 0,1 мм) – в два резервуара, уровни в которых расположены на отметках А = 10 м и В = 5 м выше уровня коллектора С. Определить, при каком давлении Р в коллекторе в верхний резервуар будет поступать расход Q2 = 10 л/с. Температура воды t ºC.
Вариант | ||||||||||||
L1, м | ||||||||||||
L2, м | ||||||||||||
L3, м | ||||||||||||
t °C |
ЗАДАНИЕ 27.
Один насос (Q = 2 л/с) питает два гидродвигателя с различной силовой нагрузкой. Поршни двигателей имеют разные диаметры. Найти скорости движения поршней, если система залита маслом с вязкостью υ=10 сСт. l = 12 м; d = 14 мм; F = 4 кН; D1 = 50 мм.
Вариант | ||||||||||||
τ2, kH | 1,5 | |||||||||||
D2 , мм |
ЗАДАНИЕ 28.
Определить силу реактивного давления струи воды, вытекающей из гидромонитора со скоростью V. Какая сила давления при этомдействует на колено.
|
|
Вариант | ||||||||||||
d, мм | ||||||||||||
V, м/с |
ЗАДАНИЕ 29.
Определить гидравлические нагрузки болтовых групп во фланцевых соединениях А и В при истечении воды из бака через отвод и присоединенный к нему насадок. Выходной диаметр насадка d, диаметр отвода D=2d, его радиус кривизны r. Избыточное давление в баке М = 1 МПа. Гидравлическими потерями и весом жидкости в отводе пренебречь.
Как изменится нагрузка болтов В, если удалить насадок?
|
|
|
|
|
|
Вариант | ||||||||||||
D, см | ||||||||||||
r, см |
ЗАДАНИЕ 30.
Б системах гидроавтоматики широко используется усилитель типа "сопло-заслонка", с помощью которого при очень малых изменениях зазора δ можно получить значительные изменения давления Ро перед соплом. Построить характеристику усилителя Ро (δ) в диапазоне 0,05 ≤ δ / ≤0,02, при неизменном расходе, полагая, что рабочая жидкость ( = 10 сСт) безотрывно вытекает через зазор между торцом сопла и заслонкой. Выяснить, как при этом изменяется сила давления на заслонку.
|
|
|
|
|
Вариант | ||||||||||||
мм | 1,8 | 1,6 | 1,4 | 1,2 | 2,2 | 2,4 | 2,6 | 2,8 | 3,2 | |||
Q, |
ЗАДАНИЕ 31.
Определить скорость равномерного падения стального шарика диаметром d в турбинной масле ( ρ = 900 кг/м3, V = 1 /с). С какой скоростью будет падать тот же шарик в воде (V =0,01 /с). Плотность шарика 7800 кг/м3.
Вариант | ||||||||||||
d, мм |
ЗАДАНИЕ 32.
Определить характерные поперечные размеры ( и ) сверхзвукового сопла при заданных параметрах воздуха в ресивере: Ро = 1MПа, Tо = 400°К и расходе m. Давление струи на выходе из сопла равно атмосферному Рат =100 кПа. Найти число Маха, скорость и температуру струи в сечении 2-2.
|
|
|
|
|
Вариант | ||||||||||||
m, кг/с | 2,4 | 2,8 | 3,2 | 3,6 | 6,5 | 5,5 | 4,5 |
ЗАДАНИЕ 33.
С помощью сопла Лаваля необходимо получить сверхзвуковую струю заданным числом. Рат = 0,1 МПа. =15°С. Какими должны быть параметры воздуха в ресивере ; . и размера сопла ( и ) при расходе m?
Вариант | ||||||||||||
1,4 | 1,6 | 1,8 | 2,2 | 2,4 | 2,8 | 1,5 | 2,6 | 3,4 | ||||
m, кг/с | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 1,2 | 0,6 | 0,9 | 1,5 |
|
|
ЗАДАНИЕ 34.
Питание пневмопривода осуществляется из большого ресивера (Ро =0,6 Мпа; То =350°K) по шероховатой стальной трубе диаметром d = 16 мм; ∆ = 0,2 мм и длиной l = 5 м. Пренебрегая теплообменом с внешней средой, определить параметры воздушного потока в конечном сечении трубопровода при заданном расходе m.
Вариант | ||||||||||||
m, г/с |
ЗАДАНИЕ 35.
Определить подъемную силу тонкого симметричного профиля (хорда: b = 1 м, длина l = 10 м), обтекаемого потенциальным потоком воздуха со скоростью под углом атаки . Плотность воздуха ρ = 1,2 кг/м3; температура t = 20°С.
|
|
Вариант | ||||||||||||
, м/с | ||||||||||||
ЗАДАНИЕ 36.
Определить подъемную силу эллиптического проциля: =1м, = 0,2м, l = 10 м, обтекаемого потенциальным потоком воздуха со скоростью под углом атаки . Плотность воздуха ρ = 1,2 кг/м3; температура t = 30°С.
Вариант | ||||||||||||
, м/с | ||||||||||||
|
ЗАДАНИЕ 37.
|
Вариант | ||||||||||||
, м/с | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 |
,кг/м*с | 1,5 | 3,5 | 4,5 |
ЗАДАНИЕ 38.
Плунжер пресса, опускаясь под действием постоянной силы G выдавливает масло через зазор, равный δ = 0,1 мм, из цилиндра в атмосферу. Считая, что плунжер и цилиндр расположены соосно, определить время посадки плунжера при ее начальном расстоянии от седла S. Длина щели l = 7 см; диаметр плунжера d = 2 см; динамическая вязкость масла = 0,6 пз.
|
|
|
|
|
Вариант | ||||||||||||
G, Н | ||||||||||||
S, см |
ЗАДАНИЕ 39.
В торцовый зазор между поверхностью диска диаметром D = 10 см иплоскостью по центральной трубе диаметром d = 1 см подается масло под избыточным давлением = 300 кПa, Динамическая вязкость масла . Определить величину торцового зазора δ, если расход масла через зазор Q (скоростными напорами и потерями хода в зазор пренебречь). Определить также осевую нагрузку G, воспринимаемую диском.
|
|
|
|
Вариант | ||||||||||||
Q, | 1,5 | 2,5 | ||||||||||
, пз | 1,5 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 2,5 | 0,9 | 1,2 | 2,8 |
ЗАДАНИЕ 40.
Гидравлическая пята, частота вращения которой равна n = 600 об/мин, должна воспринимать осевую нагрузку, равную Р. Определить:
1. Избыточное давление , которое необходимо создать в центральном подводящем канале диаметром d0 = 12 мм, если наружный диаметр пяти = 45 мм.
2. Чему равен расход жидкости через торцовый зазор пяты, если величина зазора δ = 0,2 мм, динамическая вязкость масла равна µ и его плотность ρ = 920 кг/м3?
|
|
|
| |||
Вариант | ||||||||||||
Р, Н | ||||||||||||
µ, пз | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,2 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,2 | 1,4 |
ЗАДАНИЕ 41.
В гидравлической пяте, воспринимающей нагрузку Р, течение жидкости происходит последовательно через два сопротивления: трубку ( = 2 мм, l = 150 мм) и торцовый зазор ( = 40 мм, = 120 мм).
Определить расход жидкости Q через пяту, а также величину зазора δ, если динамическая вязкость жидкости µ, а избыточное давление в питающем резервуаре ρ = 1,0 МПа. Местные потери напора не учитывать.
|
|
|
|
|
Вариант | ||||||||||||
Р, кН | 3,5 | 4,5 | 5,5 | 6,5 | 7,5 | |||||||
µ, пз | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,5 |
ЗАДАНИЕ 42.
Цилиндр ( = 30 мм, l =300м) равномерно вращается внутри неподвижного цилиндра диаметром = 1,25 * . Выявить поле скоростей в радиальном зазоре, заполненном маслом вязкостью
|
Вариант | ||||||||||||
M1,н*м | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0,15 | 0,4 | 0,25 | 0,5 | 0,6 | 0,35 | 0,45 | 0,8 | 0,7 |
ЗАДАНИЕ 43.
Определить момент дискового трения при частоте вращения n, если зазор между диском и корпусом (b = 0,5 мм) заполнен маслом, динамическая вязкость которого µ.
Размеры диска: d = 20 мм;
D = 110 мм.
| |||||
| |||||
Вариант | ||||||||||||
n, об/мин | ||||||||||||
µ, пз | 1,3 | 1,1 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | 0,15 |
ЗАДАНИЕ 44.
Распределение скоростей при равномерном турбулентном движении в круглой гладкой трубепри Rе < удовлетворительно описывается формулой:
,
где - динамическая скорость; y - расстояние от стенки. Вывести формулу для определения коэффициента трения , и касательных напряжений у стенки трубы. Вычислить обе величины при течении воды ( = 0,01 Ст) в трубе диаметром d = 32 мм со средней скоростью .
Вариант | ||||||||||||
, м/с | 6,5 | 5,5 | 4,5 | 3,5 |
ЗАДАНИЕ 45.
Распределение скоростей при развитом турбулентном течении жидкости в круглой шероховатой трубе удовлетворительно описывается формулой:
,
где - динамическая скорость; - расстояние от стенки;
∆ - абсолютная шероховатость стенки.
Вывести формулы для определения коэффициента гидравлического трения и касательных напряжений у стенки трубы. Вычислить обе величины при ∆ = 0,1 мм; d - 25 мм и средней скорости потока воды (V = 0,01 Ст).
Вариант | ||||||||||||
, м/с | 6,2 | 5,6 | 6,4 | 5,8 | 6,6 | 7,2 | 6,8 | 5,4 | 7,4 | 8,2 |
ЗАДАНИЕ 46.
Поршень, приводимый в движение кривошипно-шатунным механизмом, перемещает жидкость в трубе, заканчивающейся диффузором, присоединенным к открытому резервуару, где уровень жидкости постоянен. Определить избыточное давление у поршня в тот момент, когда он находится в крайнем правом положении ( = 180°), и построить пьезометрическую линию для этого момента времени.
|
|
|
|
|
|
|
Плотность жидкости ρ = 1000 кг/м3; угловая скорость вращения кривошипа n = 600 об/мин; Fо - площадь поперечного сечения поршня; F2 - площадь поперечного сечения диффузора на выходе; H2 - уровень жидкости в баке.
Размеры: r = 20 см; l0 = 40см; L = 60 см.
Вариант | ||||||||||||
Fо , | ||||||||||||
F2, | ||||||||||||
H2, м | 2,5 | 3,5 | 4,5 | 4,8 | 5,4 | 5,8 | 6,4 |