Часть 8-1 Ламинарное движение жидкости
Задача (Куколевский И.И.) 8-1. Пластинка площадью F движется с постоянной скоростью v0 параллельно неподвижной горизонтальной плоскости О-О, образуя с ней зазор, который заполнен двумя жидкостями с величинами коэффициента вязкости м1 = 1,45 П и м2= 2,4 П. Толщины слоев жидкостей b1= 0,8 мм и b2=1,2 мм. Построить эпюры скоростей и касательных напряжений в зазоре и определить силу трения Т, действующую на пластинку, если ее площадь F =1000 см2 и скорость перемещения uс = 0,4 м/сек.
Задача (Куколевский И.И.) 8-2. Слой жидкости (b = 3 мм, v = 1,5 см2/сек) равномерно движется под действием силы тяжести по наклонной плоскости, составляющей с горизонтом угол а =15°. Найти закон распределения скоростей в слое, а также определить расход жидкости, протекающей через поперечное сечение слоя, шириной B=1 см.
Скачать решение задачи 8-2 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8-3. По слою жидкости, находящемуся на наклонной плоскости, перемещается параллельно последней пластинка с постоянной скоростью v0. Найти закон распределения скоростей в слое жидкости и расход, а также определить касательное напряжение на пластинке, если v0 = 0,2 м/сек, а= 15°, b = 0,5 мм, p = 900 кГ/м3, и вязкость жидкости 2 пз.
Задача (Куколевский И.И.) 8-4. Пластинка, вес которой равен G = 0,8 кг и площадь F = 64 см2, сползает по наклонному слою жидкости, толщина которого равна b=0,5 мм. Определить вязкость жидкости, если скорость равномерного движения пластинки равна v = 0,05 м/сек, угол наклона плоскости к горизонту а = 12° и удельный вес жидкости у = 900 кГ/м3.
Задача (Куколевский И.И.) 8-5. В подшипнике с кольцевой смазкой слой жидкости подается из масляной ванны к трущимся поверхностям при помощи непрерывно движущегося ремня прямоугольного поперечного сечения. Определить толщину слоя подаваемой смазки и ее количество в секунду, если скорость движения ремня v0 =0,2 м/сек и его ширина равна B = 0,02 м. Вязкость жидкости 1,5 пз, удельный вес у = 900 кГ/м3. Построить эпюр скоростей в слое.
Задача (Куколевский И.И.) 8-6. Кольцевой канал между двумя соосными, бесконечно длинными цилиндрами, радиусы которых R1 = 0,02 м и R2 = 0,032 м, заполнен жидкостью, имеющей коэффициент вязкости 0,02 кГ-сек/м3. Внутренний цилиндр движется вдоль оси с постоянной скоростью vо =0,5 м/сек. Определить: 1) Закон изменения скорости по радиусу, а также подсчитать силу трения Т на длине l=1 м внутреннего цилиндра и расход жидкости Q в канале. 2) При каком значении радиуса внутреннего цилиндра R1 расход будет наибольшим, считая радиус R2 наружного цилиндра заданным?
Задача (Куколевский И.И.) 8-7. Вязкость жидкости определяется на ротационном вискозиметре путем измерения момента трения на внутреннем цилиндре. Определить динамический коэффициент вязкости м, если равномерное вращение внутреннего цилиндра (n = 90 об/мин) достигается с помощью груза G = 0,5 кг, а размеры вискозиметра: D0 = 150 мм, D1 = 160 мм, D2 = 200 мм и l = 400 мм. Предварительной тарировкой незаполненного вискозиметра установлено, что момент трения в сальнике и подшипниках при числе оборотов n=90 об/мин равен Мтр = 0,00735 Н*м.
Отват. м = 3,5 П.
Задача (Куколевский И.И.) 8-8. Для смазки и охлаждения подшипника вертикального вала турбины применен самосмаз, в котором подача жидкости осуществляется при помощи трубки Пито, введенной в жидкость, заполняющую ковш самосмаза. Пренебрегая влиянием силы тяжести на распределение давления в ковше, определить, на каком диаметре D0 следует разместить входное отверстие трубки, чтобы в подшипнике был обеспечен расход Q = 0,15 л/сек при числе оборотов вала турбины n = 200 об/мин, если ставится условие, чтобы свободная поверхность жидкости в ковше находилась на диаметре D1 = 1 м. Размеры: d= 12 мм; l = 4 м; H0 = 3 м. Вязкость жидкости v=0,36 Ст. Учитывать только потери на трение в трубке. Ответ. D0= 1,5 м.
Скачать решение задачи 8-8 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8-9. В регуляторе скорости гидротурбины применен так называемый гидравлический маятник. При изменении числа оборотов регулируемой турбины изменяется расход жидкости, прокачиваемой насосом маятника через калиброванную трубку, вследствие чего изменяется сила давления на поршень, и последний, меняя поджатие пружины, оказывает воздействие на систему регулирования. Определить диаметр и калиброванной трубки так, чтобы при подаче насоса Q=0,39 л/сек (что соответствует рабочему числу оборотов турбины) сжатие пружины было S0 = 60 мм. Жесткость пружины С=0,75 кГ/см, длина трубки l = 0,7 мл вязкость масла 0,3 пз. Диаметр поршня D = 30 мм. Сопротивлением подводящих труб пренебречь,
Ответ. d = 8,5 мм.
Скачать решение задачи 8-9 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8-10. Движение жидкости происходит из области с избыточным давлением P = 4 кГ/см2 в область, где давление P2 = 0, последовательно через две кольцевые щели одинаковой длины l = 40 мм. Определить зазор b2 так, чтобы давление в промежуточной камере было равно р1=P/2, если d2=2*d1. Вычислить касательные напряжения m1, и m2 на цилиндрических поверхностях, образующих зазоры, а также расход жидкости Q, если d1 = 25 мм, b1 = 0,252 мм, а коэффициент вязкости жидкости 10 пз.
Ответ. b2 = 0,2 мм; m1= 0,63 кПа, m2=0,5 кПа, Q=0,525см3/с.
Скачать решение задачи 8-10 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8-11. Во внутренней полости гидроцилиндра поддерживается постоянное избыточное давление P = 2 МПа. Определить наибольший допустимый радиальный зазор b=(D-d)/2 между стенкой цилиндра и плунжером (d= 40мм, l=80 мм), если ставится условие, чтобы утечки из полости высокого давления при наибольшем эксцентриситете положения плунжера не превосходили величины (Q = 5 см3/сек при температуре масла (АМГ-10), равной t = 100° С. Как изменятся утечки, если вся конструкция охладится до t0='0°С, и если плунжер выполнен из бронзы (коэффициент линейного расширения а = 17,5-10^-6 1/град), а цилиндр- из стали (а= 11,5-10^-6 1/град)? Коэффициент вязкости масла АМГ-10 взять из прилагаемого графика. Относительный вес масла принять равным б = 0,85.
Задача (Куколевский И.И.) 8-12. В межтрубном кольцевом пространстве движется жидкость (м=0,9 П) в количестве Q = 0,1 л/сек. Определить потерю давления р на длине 1=3 м, если D = 15 мм и d = 6 мм. Сравнить с потерей в круглой трубе, имеющей равновеликую площадь сечения.
Ответ. P = 110 кПа. В трубе круглого сечения Р = 30 кПа.
Задача (Куколевский И.И.) 8-13. В рабочей полости гидроцилиндра поддерживается давление Р=7 МПа. Определить утечки жидкости через кольцевую щель при концентричном расположении поршня в цилиндрическом корпусе, учитывая зависимость вязкости жидкости от давления по формуле
Задача (Куколевский И.И.) 8-14. В цилиндр диаметром D = 25 мм помещен поршень с четырьмя прорезями прямоугольного сечения (s*b). Пренебрегая потерями на входе, определить расход масла вязкостью 1,5 П по четырем прорезям из левой полости цилиндра, избыточное давление в которой равно р=200 кПа, в правую, где давление равно атмосферному. Результат сравнить с расходом через кольцевую щель той же площади. Размеры прорези: S = 3 мм, b = 1,5 мм, l=150 мм.
Скачать решение задачи 8-14 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8-15. Масло подается к подшипнику из магистрали по трубке (l0=0,8 мн d0 = 6 мм) через кольцевую канавку шириной b = 10мм, выполненную в средней части подшипника. Длина подшипника l= 120 мм, диаметр вала d = 60 мм, радиальный зазор b0 = 0,1 мм. Избыточное давление масла в магистрали р= 160 кПа, вязкость масла м = 1,4 П. Принимая режим течения масла в трубке и зазоре ламинарным и пренебрегая влиянием вращения вала, определить количество вытекающего в оба торца масла в двух случаях; 1) вал и подшипник расположены соосно; 2) вал располагается в подшипнике эксцентрично с относительным эксцентрицитетом, равным
е=2*а/(D-d)=0,5
где d - диаметр вала,
D - диаметр подшипника;
а - абсолютный эксцентрицитет.
Скачать решение задачи 8-15 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 8-16. Масляный радиатор состоит из четырех параллельных трубок эллиптического поперечного сечения.
Определить потерю напора в радиаторе при расходе масла Q = 0,2 л/сек, если а = 20 мм, b = 4 мм, длина каждой трубки l = 300 мм и вязкость масла равна 20Э. Потерями на входе в трубку и выходе из нее, а также влиянием начального участка пренебречь; размеры коллектора полагать большими по сравнению с площадью поперечного сечения трубки.
Задача (Куколевский И.И.) 8-17. Башмак пяты способен воспринимать нагрузку благодаря избыточным давлениям, возникающим в клиновидном слое смазки, заполняющем зазор между движущейся опорной поверхностью и наклоненной к ней поверхностью неподвижного башмака. Рассматривая течение жидкости в слое смазки как плоское, построить эпюр давлений по длине башмака и определить, какую нагрузку он может нести, если скорость движения опорной поверхности равна uс = 3 м/сек и размеры: L = 60 мм, h0 = 0,2 мм; угол установки башмака а= 15, его ширина (размер в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа) B=150 мм. Вязкость масла 0,8 П.
