Моделирование. Технические показатели гидромашин. Центробежные насосы
Основы теории подобия и моделирования
8.1. Определить расход масла (р = 900 кг/м3, v = 20 мм2/с) через предохранительный клапан и силу R, действующую на запирающий элемент при перепаде давления P = P1-P2= 6,7 МПа, если диаметр клапана d = 25 мм, угол при вершине конуса b = 45°, предварительное поджатие пружины х0 = 9 мм, жесткость пружины k = 350 Н/мм, коэффициент расхода клапана 0,60 (рис. 6.9). Как необходимо изменить диаметр клапана, чтобы при том же его относительном открытии (h/d = h1/d1) он пропускал расход масла (р1=870 кг/м3, v1 = 0,11 см2/с) (Q1 = 0,7 л/с? Каким будет при этом перепад давления? Считать, что для обоих клапанов соблюдается условие подобия Rе = Rех = соnst. Силами трения и динамического давления пренебречь.
Скачать решение задачи 8.1 (Маш гидравлика) (цена 60р)
8.2. Пропускная способность модели диафрагмы, предназначенной для измерения расхода масла, исследуется в лабораторных условиях на воде (р1 =1000 кг/м3, v1 = 1 мм2/с). Диаметр трубы на модели D1 = 40 мм, диаметр отверстия диафрагмы d1 = 15 мм, масштаб модели 1 : 5 (рис. 8.2). Каким должен быть расход воды в модели Q1 для соблюдения подобия (Rех = Rе2), если расход масла (р2 = 890 кг/м3: v2 = 10мм2/с) Q2 = 50 л/с? Какими будут потери давления на диафрагме в натуре, если показание ртутного дифференциального манометра на модели h1 = 285 мм?
Скачать решение задачи 8.2 (Маш гидравлика) (цена 60р)
8.3. При испытании на воде модели задвижки в трубе квадратного сечения (а1 x а1 = 100 x 100мм) перепад давления при открытии h1 = 30 мм и расходе Q1 = 8 л/с составил lP1 = 6,4 кПа, а сила действия потока на задвижку R1 = 48 Н (рис. 8.3). Определить перепад давления и силу действия потока на задвижку в натуре при расходе Q2 = 1,7 м% и притом же относительном открытии, если размер поперечного сечения трубы в натуре a2 = 1,0 м. Считать, что испытания выполнены в зоне турбулентной автомодельности.
Скачать решение задачи 8.3 (Маш гидравлика) (цена 60р)
8.4. Вода протекает по трубе диаметром d1 = 25 мм ео скоростью v1 = 50 см/с. Определить скорость движения воздуха в трубе диаметром d2 = 100 мм из условия, что оба потока подобны, если температура воды 20 °С, а температура воздуха 50°C
Скачать решение задачи 8.4 (Маш гидравлика) (цена 60р)
8.5. Найти отношение кинематических вязкостей жидкостей в натуре и в модели при одновременном соблюдении вязкостного (Fr = Fr2) и гравитационного (Рr1 = Рr2) подобия потоков, если геометрический масштаб моделирования КL = 100.
Скачать решение задачи 8.5 (Маш гидравлика) (цена 60р)
Основные технические показатели гидромашин
9.1. Определить давление объемного насоса, мощность которого N = 3,3 кВт, при частоте вращения п = 1440 об/мин, если его рабочий объем V0 = 12 см3, КПД - 0,8, объемный КПД - 0,9.
Скачать решение задачи 9.1 (Маш гидравлика) (цена 60р)
9.2. Насос подает воду (р = 1000 кг/м3) по трубопроводу диаметром d= 150 мм на высоту h = 30 м (рис. 9.2). Определить КПД насоса, если потребляемая им мощность N = 9 кВт, полный коэффициент сопротивления трубопровода 30, а подача насоса Q = 72 м3/ч.
Скачать решение задачи 9.2 (Маш гидравлика) (цена 60р)
9.3. При испытании насоса на воде измерены: вакуум на входе в насос Pвак = 20 кПа, избыточное давление на выходе из насоса Pман = 600 кПа, момент на валу М = 500Н-м, частота вращения п = = 1500 об/мин, расстояние по вертикали между точкой подключения вакуумметра и центром манометра z = 0,7 м (рис. 9.2), подача насоса ЙЙ = 10 л/с.
Определить КПД насоса, если диаметры всасывающего и напорного трубопроводов равны dв = 100 мм, dн = 70 мм.
Скачать решение задачи 9.3 (Маш гидравлика) (цена 60р)
9.4. Объемный насос, характеризующийся рабочим объемом V0 = 22 см3, объемным КПД - 0,91, полным КПД - 0,7 и потребляемой мощностью N=5 кВт, подает рабочую жидкость в гидроцилиндр диаметром D = 0,1 м, развивающий на штоке усилие R= 50 кН (рис. 9.3).
С какой частотой вращается вал насоса, если потери давления в системе составляют 10 % давления в гидроцилиндре?
Скачать решение задачи 9.4 (Маш гидравлика) (цена 60р)
9.5. Центробежный насос подает воду (р = 1000 кг/м3) с расходом (Q = 50 л/с на высоту Н = 22 м (высота всасывания Hвс = 5 м). Коэффициенты гидравлического трения всасывающей и нагнетательной труб λв= λн = 0,03, суммарные коэффициенты местных сопротивлений для всасывающей и нагнетательной труб ξв = 10, ξн = 16, длины и диаметры обоих трубопроводов lв = 30 м, lн = 50 м, dв = 0,2, м, dн = 0,16 м. Рассчитать вакуум и напор, развиваемые насосом (рис. 9.2).
Скачать решение задачи 9.5 (Маш гидравлика) (цена 60р)
9.6. При работе гидроцилиндра (рис. 9.3) диаметром D = 200 мм расход рабочей жидкости Q= 0,2 л/с, давление в поршневой полости P = 10 МПа, противодавление в сливной (штоковой) полости Pпр = 0,1 МПа. Определить полезную и потребляемую мощности гидроцилиндра, если механический КПД 0,95, объемный гидравлический 1, диаметр штока d = 80 мм.
Скачать решение задачи 9.6 (Маш гидравлика) (цена 60р)
9.7. Поршень гидроцилиндра диаметром D= 100 мм поднимается вверх со скоростью v = 2 см/с, преодолевая усилие R = 100 кН (рис. 9.3). Определить подачу и давление насоса, а также полезную мощность гидроцилиндра, если механический и объемный КПД гидроцилиндра 0,98, η0 = 1, масел поршня со штоком m = 50 кг. Давлением жидкости в штоковой полости гидроцилиндра пренебречь.
Скачать решение задачи 9.7 (Маш гидравлика) (цена 60р)
9.8. Гидромотор развивает крутящий момент М = 100 Н-м при частоте вращения n = 1800 об/мин. Определить расход, давление и мощность потока жидкости на входе в гидромотор, если его рабочий объем v0= 50 см3, механический КПД 0,96, объемный КПД 0,95, а давление жидкости на сливе P2 = 80 кПа.
Скачать решение задачи 9.8 (Маш гидравлика) (цена 60р)
9.9. Определить КПД гидромотора, если давление жидкости на входе P1 = 15 МПа, расход Q= 1,5 л/с, частота вращения вала n = 20 об/с, крутящий момент М = 126 Н*м, давление на сливе P2 = 0,05 МПа, рабочий объём гидромотора V0 = 70 см3.
Скачать решение задачи 9.9 (Маш гидравлика) (цена 60р)
Принцип действия, основное уравнение и рабочая характеристика центробежного насоса
10.1 Определить давление центробежного насоса системы охлаждения двигателя, при котором его подача Q =12 л/с, если диаметр рабочего колеса D2 = 180 мм, частота вращения п = 3200 об/мин, ширина канала рабочего колеса на выходе b2 = 10 мм, средний диаметр окружности, на которой расположены входные кромки лопастей, D1 = 60 мм, количество лопастей z = 8, их толщина б = 4 мм, выходной угол лопастей b2 = 25° (рис. 10.2). Объемный КПД насоса 0,9, гидравлический 0,85. Считать, что поток воды подводится к лопастям радиально (а1 = 90°)
Скачать решение задачи 10.1 (Маш гидравлика) (цена 60р)
10.2. Рабочее колесо центробежного насоса, вращающееся с частотой n = 1450 об/мин, имеет следующие размеры (рис. 10.2): диаметр внешней окружности D2 = 150мм, средний диаметр окружности, на которой расположены входные кромки лопастей, D1 = 50 мм, ширина канала рабочего колеса на входе b1= 15 мм, на выходе - b2= 12 мм, входной угол лопастей b1 = 60°, выходной угол b2 = 20?. Количество лопастей z = 6, их толщина б = 4 мм, объемный КПД насоса 0,95, гидравлический 0,90, коэффициент влияния числа лопастей kz = 0,78. При какой подаче абсолютная скорость жидкости на входе в рабочее колесо будет направлена по радиусу? Каким будет при этом напор насоса? Считать, что скорость относительного движения направлена по касательной к лопасти.
Скачать решение задачи 10.2 (Маш гидравлика) (цена 60р)
10.3. Диаметр рабочего колеса центробежного насоса К90/20 равен D = 148 мм, частота вращения п = 2900 об/мин. Определить диаметр D1 рабочего колеса нового насоса, подобного заданному, создающего при оптимальном режиме напор H1 = 7,5 ми подачу Q1 = 18 л/с. Рассчитать рабочую характеристику нового насоса
Скачать решение задачи 10.3 (Маш гидравлика) (цена 60р)
10.4. Характеристика центробежного насоса К20/18 представлена данными: При какой обточке рабочего колеса насос будет создавать напор H' = 15,4 м при подаче Q' = 5 л/с
Скачать решение задачи 10.4 (Маш гидравлика) (цена 60р)
Работа центробежного насоса на трубопровод
10.5. Центробежный насос поднимает воду на высоту Н1 = 6 м по трубопроводу дойной l = 700 м и диаметром d = 150 мм (рис. 10.13). Коэффициент гидравлического трения 0,03, суммарный коэффициент местных сопротивлений 12. Характеристика насоса при п = 1000 об/мин приведена в табл. 10.3.
Требуется определить:
1) подачу, напор и мощность, потребляемую насосом;
2) подачу воды в трубопровод при параллельном включении двух одинаковых насосов;
3) подачу воды в трубопровод при последовательном включении двух одинаковых насосов;
4) Как изменится подача и напор насоса при уменьшении частоты вращения до n2 = 900 об/мин.
Скачать решение задачи 10.5 (Маш гидравлика) (цена 60р)
10.6. Центробежный насос поднимает воду на высоту hm = 6 м по трубам l1 = 20 м, d1 = 0,2 м (л1 = 0,02) и l2 = 100 м, d2 = 0,15 м (л2 = 0,025) (рис. 10.8). Определить подачу насоса при пг = 900 об/мин. Сравнить величины мощности, потребляемой насосом при уменьшении его подачи на 25 % дросселированием задвижкой или изменением частоты вращения, если р1 = р2 = ра.
Характеристика насоса при пг = 900 об/мин дана в табл. 10.4.
Местные сопротивления учтены эквивалентными длинами, включенными в заданные длины труб.
Скачать решение задачи 10.6 (Маш гидравлика) (цена 60р)
10.7. Центробежный насос (рис. 10.8) перекачивает воду на высоту hг= 11 м по трубопроводам l1 =10 м, d1 = 100 мм (λ1 = 0,025; ξ1 = 2) и l2 = 30 м, d2 = 75 мм (λ2 = 0,027; ξ2 = 12). Определить подачу, напор и потребляемую мощность при nг = 1600 об/мин. При какой частоте вращения п2 его подача увеличится на 50 %? Характеристика насоса при n = 1600 об/мин дана в табл. 10.5.
Скачать решение задачи 10.7 (Маш гидравлика) (цена 60р)
10.8. Подобрать насос для подачи воды (р = 1000 кг/м3, v= 0,01 см2/с) с расходом Q =17,5 л/с на высоту Н = 6 м, если длина всасывающего трубопровода lв = 12 м, длина нагнетательного трубопровода lн = 400 м. Сумма коэффициентов местных сопротивлений на всасывающей линии 8, на нагнетательной 47, шероховатость труб 0,2 мм.
Скачать решение задачи 10.8 (Маш гидравлика) (цена 60р)
10.9. Два центробежных насоса К20/30 работают параллельно и подают жидкость на высоту hг = 15м по трубопроводу длиной l = 150 м и диаметром d = 100 мм. Определить расход подаваемой жидкости, если коэффициент потерь на трение трубопровода 0,035, а суммарный коэффициент местных сопротивлении 28. Как изменится расход жидкости при уменьшении частоты вращения одного из насосов на 10 %?
Скачать решение задачи 10.9 (Маш гидравлика) (цена 60р)
10.10. Центробежный насос К45/55 подает воду на высоту hр = 35 м по трубопроводу длиной L = 420 м и диаметром d = 125 мм. Определить подачу, напор и потребляемую мощность, если коэффициент потерь на трение 0,033, а суммарный коэффициент местных сопротивлений 23. Как изменится подача и напор насоса при максимально допустимой обточке рабочего колеса?
Скачать решение задачи 10.10 (Маш гидравлика) (цена 60р)
10,11. Из резервуара с постоянным уровнем вода подается центробежным насосом в бак, из которого она забирается в количестве q=3 л/с. Отверстие заборной трубы находится на высоте h = 10 м над поверхностью воды в резервуаре (рис. 10.19). Определить подачу и напор насоса в начальный момент работы насоса, когда уровень воды в баке располагается на высоте h. До какого наибольшего уровня может подняться вода в баке? Какими будут в этот момент подача и напор насоса? Задана характеристика насоса - зависимости напора от подачи; Суммарный коэффициент сопротивления трубопровода 15,1, диаметр трубопровода d = 100 мм.
Скачать решение задачи 10.11 (Маш гидравлика) (цена 60р)
10.12. Центробежный насоc (рабочая характеристика при частоте вращения я = 2900 об/мин представлена на рис. 10.21) подает воду с температурой 20 °С по всасывающему трубопроводу l1= 15 м, d1 = 150 мм, λ1 = 0,018, ξ1= 6) и напорному трубопроводу (l2= 43 м, d2 = 125 мм, λ2 = 0,02, ξ2 = 38) на высоту h = 11 м. Найти допускаемую высоту всасывания, если диаметр всасывающего патрубка dвс = 100 мм. При какой максимальной подаче насос будет работать в бескавитационном режиме при высоте всасывания hв = 1 м?
Скачать решение задачи 10.12 (Маш гидравлика) (цена 60р)
10.13 Определить допускаемую высоту всасывания центробежного насоса, который при частоте вращения n = 2900 об/мин имеет подачу Q=17,5 л/с, если длина всасывающей трубы lп = 12 м, ее диаметр d = 120 мм, сумма коэффициентом местных сопротивлений 8, шероховатость стенок трубы 0,2 мм, температура перекачиваемой воды t = 20 СС. атмосферное давление ра ~ 100 кПа, диаметр всасывающего патрубку dв = 120 мм. Как изменится допускаемая высота всасывания насоса при увеличении диаметра всасывающего трубопровода до d1 = 150 мм? Коэффициент с в формуле С. С. Руднева принять равным 900.
Скачать решение задачи 10.13 (Маш гидравлика) (цена 60р)
10.14. Определить наибольшее допускаемое расстояние l2 от колодца до центробежного насоса, который при частоте вращения n = 2900 об/мин имеет подачу Q = 8 л/с, если температура воды t = 20 °С, высота всасывания Нвс = 6,9 м, длина вертикального участка трубопровода l1 = 8,2 м, диаметр трубопровода d= 100 мм, шероховатость 0,2 мм, коэффициент сопротивления всасывающего клапана 5, коэффициент сопротивления колена 0,3 (рис. 10.22).
Скачать решение задачи 10.14 (Маш гидравлика) (цена 60р)