Раздел 5 Истечение жидкости через отверстия насадки и гидроаппараты
5а Бак разделен на две секции переборкой, в которой имеется отверстие с острой кромкой (рис. 5.5). В левую секцию поступает вода в количестве Q=50 л/с. Из каждой секции вода вытекает через внешний цилиндрический насадок. Диаметры насадок и отверстия в переборке одинаковы и равны 60 мм. Определить расход воды через каждый насадок, полагая отверстие в переборке затопленным, а уровни воды в обоих секциях постоянными.
Скачать решение задачи 5а (решебник АГМ) (цена 100р)
5б Сила давления на подвижный элемент 1 редукционного клапана (рис. 5.6), применяемого для понижения давления на некотором участке гидросистемы, определяется выражением F = p*пи*D^2/4 . Най4ти редуцированное давление p2 , которое будет иметь место при расходе жидкости через клапан Q=0,6 л/с, если давление на входе в клапан p1=10,0МПа. Вычислить для этого случая зазор y клапана, приняв его коэффициент расхода μ=0,60. Жесткость пружины С=235 Н/мм, ее сжатие l=2,0 мм. Диаметр клапана D=10 мм. Плотность жидкости р = 900кг/м3.
Скачать решение задачи 5б (решебник АГМ) (цена 100р)
5-1-2. В вертикальной стенке, разделяющей бак на две части, расположено круглое отверстие диаметром d на высоте Н. В его левой замкнутой части уровень воды h, показание манометра pм , а расход через отверстие Q=3,1 л/с. Определить уровень воды h2 в правой секции, диаметр донного отверстия d2 и скорость v2 в сжатом сечении струи, вытекающей из бака. Напоры в обеих секциях считать постоянными.
Задача 5-1 Н = 1м, d = 50мм, h = 2,5м, Рм= 0,01МПа (цена 100р)
Задача 5-2 Н = 1,2м, d = 50мм, h = 2,4м, Рм= 0,012МПа (цена 100р)
5-3-4. Определить, пренебрегая потерями напора, начальную скорость истечения жидкости из сосуда, заполненного слоями воды и масла (относительная плотность б=0,80) одинаковой высоты h. Найти начальную скорость истечения при заполнении сосуда только водой или только маслом до уровня 2h.
Задача 5-3 h = 1,25м (цена 100р)
Задача 5-4 h = 1,00м (цена 100р)
5-5-6. Определить расход воды Q через отверстие с острой кромкой диаметром d, выполненное в торце трубы диаметром D, если показание манометра перед отверстием pм и высота расположения манометра над осью трубы h. Как изменится расход, если к отверстию присоединить цилиндрический насадок? Давление на выходе из насадка атмосферное
Задача 5-5 D = 200мм, d = 120мм, h = 1,3м, Рм= 0,1МПа (цена 100р)
Задача 5-6 D = 200мм, d = 100мм, h = 1,2м, Рм= 0,12МПа (цена 100р)
5-7-8. В бак, разделенный на две секции переборкой, имеющей отверстие диаметром d с острой кромкой поступает вода в количестве Q=75л/с. Из каждой секции она вытекает через цилиндрический насадок. Диаметр насадка, присоединенного к правой секции, равен диаметру отверстия. Предполагая, что отверстие в переборке затоплено, а режим истечения установившийся, определить диаметр насадка левой секции, чтобы расходы через оба насадка стали равными.
Задача 5-7 d = 100мм (цена 100р)
Задача 5-8 d = 80мм (цена 100р)
5-9-10. В бак, разделенный перегородкой на два отсека, подается керосин в количестве Q=4,0 л/с. В перегородке имеется цилиндрический насадок, диаметр которого D. Керосин из второго отсека через отверстие диаметром d вытекает наружу, в атмосферу. Определить высоты H1, H 2 уровней керосина, считая их постоянными.
Задача 5-9 D = 60мм, d = 50мм (цена 100р)
Задача 5-10 D = 60мм, d = 40мм (цена 100р)
5-11-12. В резервуар А подается вода, откуда через сопло диаметром D перетекает в резервуар Б. Далее через цилиндрические насадки вода попадает в резервуар В и, наконец, вытекает в атмосферу. Диаметры насадок соответственно d1=10 мм и d2 =6 мм, а длина l=25 мм. Высота уровня воды в резервуаре В равна Н. Определить расход воды через систему и перепады уровней h1 и h2, предполагая режим установившимся. Коэффициент расхода сопла принять 0,97.
Задача 5-11 D = 8мм, Н = 1,1м (цена 100р)
Задача 5-12 D = 10мм, Н = 1,4м (цена 100р)
5-13-14. Определить избыточное давление в отсеке, затопляемом забортной водой через кингстон А площадью S1 = 0,1 м2 с коэффициентом местной потери напора ξ1 = 2 для положения, когда уровни воды снаружи ξ1 = 2 внутри отсека соответственно равны H и h. Воздух вытесняется через круглое отверстие диаметром d. Сжимаемость воздуха не учитывать, т. е. полагать 1,23 кг/м3 =const.
Задача 5-13 Н = 2,5м, d = 100мм, h = 1,1м (цена 100р)
Задача 5-14 Н = 3м, d = 110мм, h = 1,2м (цена 100р)
5-15-16. Прямоугольный тонкостенный понтон размерами L=5 м, В=2м и Н имеет массу, соответствующую начальной осадке T0 =0,15 м, и находится на плаву без крена и дифферента. Определить время полного затопления (Т=Н) с момента открытия в днище понтона отверстия диаметром d.
Задача 5-15 Н = 1м, d = 100мм (цена 100р)
Задача 5-13 Н = 1,2м, d = 110мм (цена 100р)
5-17-18. Определить время опорожнения резервуара диаметром D с вертикальной осью через донное круглое отверстие, диаметр которого d. Начальный уровень жидкости Н, избыточное давление над ней pм =const. Как изменится время опорожнения, если: а) pм =0; б) pм =0 и к отверстию присоединить внешний цилиндрический насадок длиной 250 мм?
Задача 5-17 D = 1мм, Н = 5м, d = 50мм, Рм= 0,098МПа (цена 100р)
Задача 5-18 D = 1,2мм, Н = 4,8м, d = 40мм, Рм= 0,08МПа (цена 100р)
5-19-20. Отсек судна с сечением, изображенном на рисунке, длиной L=10,0 м при гидравлических испытаниях заполнен водой под давлением Рм. Определить время опорожнения отсека через донное отверстие диаметром d, если одновременно будет открыт обратный клапан К. Как изменится время опорожнения, если над поверхностью воды в отсеке поддерживать постоянное избыточное давление pм?
Задача 5-19 Н = 5м, d = 100мм, Рм= 0,098МПа (цена 100р)
Задача 5-20 Н = 4,6м, d = 90мм, Рм= 0,08МПа (цена 100р)
5-21-22. Гидравлическое реле времени состоит из цилиндра, в котором помещен поршень со штоком-толкателем. Диаметр поршня - D, а штока - Dш. Цилиндр присоединен к емкости с постоянным уровнем Н жидкости. Под действием давления, передающегося из емкости в правую полость цилиндра, поршень перемещается, вытесняя жидкость из левой полости в ту же емкость через трубку и дроссель с площадью проходного сечения S0 = 25 мм2. Вычислить время срабатывания реле, определяемое перемещением поршня на расстояние l=100 мм из начального положения до упора в торец цилиндра. Коэффициент расхода дросселя принять 0,65. Потерями в трубке, кроме потерь напора на дросселе, пренебречь.
Задача 5-21 D = 80мм, Н = 0,9м, Dш = 40мм (цена 100р)
Задача 5-22 D = 70мм, Н = 1,0м, Dш = 30мм (цена 100р)
5-23-24. Определить скорость перемещения гидротормоза диаметром D, нагруженного силой F, если перетекание жидкости (относительная плотность 0,90) из нижней полости цилиндра в верхнюю происходит через два отверстия диаметром d. Коэффициент расхода принять как для отверстия в тонкой стенке. Давление жидкости над поршнем не учитывать.
Задача 5-23 D = 200мм, d = 10мм, F = 120кН (цена 100р)
Задача 5-24 D = 100мм, d = 6мм, F = 40кН (цена 100р)
5-25-26. Определить скорость поршня гидроцилиндра при движении против нагрузки F. Давление на входе в дроссель ДР pн, на сливе pс = 0,30МПа. Диаметры: поршня D, штока Dш, отверстия дросселя d. Коэффициент расхода дросселя принять 0,62. Рабочая жидкость – масло (р = 900 кг/м3).
Задача 5-25 D = 70мм, d = 1,2мм, Рм= 20МПа, F = 55кН, Dш = 30мм (цена 100р)
Задача 5-26 D = 80мм, d = 1,0мм, Рм= 16МПа, F = 70кН, Dш = 40мм (цена 100р)
5-27-28. Определить площадь проходного сечения дросселя ΔР, установленного на сливе гидроцилиндра, при условии движения штока цилиндра под действием внешней нагрузки F со скоростью vп=100 мм/с. Диаметры: поршня D, штока Dш . Избыточное давление на сливе pм . Коэффициент расхода дросселя принять 0,65. Рабочая жидкость – масло (б = 850 кг/м3)
.Задача 5-27 D = 80мм, Рм= 0,3МПа, F = 60кН, Dш = 40мм (цена 100р)
Задача 5-28 D = 70мм, Рм= 0,2МПа, F = 50кН, Dш = 30мм (цена 100р)
5-29-30. Определить скорость движения поршня диаметром D под действием силы F на штоке диаметром Dш. Проходное сечение дросселя ΔР S0 = 2,0 мм, его коэффициент расхода 0,75, избыточное давление слива Рс = Рм. Давление в штоковой части цилиндра принять равным нулю, потерями давления от гидроцилиндра до дросселя пренебречь. Рабочая жидкость –масло (p = 900 кг/м3).
Задача 5-29 D = 80мм, Рм= 0 МПа, F = 10кН, Dш = 30мм (цена 100р)
Задача 5-30 D = 140мм, Рм= 0,1 МПа, F = 20кН, Dш = 60мм (цена 100р)
5-31-32. Рабочая жидкость (р = 850 кг/м3) подается от насоса в гидроцилиндр, а затем через два отверстия диаметром d в поршне и гидродроссель ΔР на слив. Определить площадь проходного сечения дросселя для случаев: - поршень находится в неподвижном равновесии под действием силы F; - поршень перемещается со скоростью vп =10 мм/с влево против нагрузки F. Диаметры: поршня D, штока Dш. Давление насоса pн , давление на сливе pс =0. Коэффициент расхода принять для отверстия в поршне μ0 =0,80, а дросселя ξдр =0,65.
Задача 5-31 D = 100мм, d = 2мм, Рм= 1,2 МПа, F = 3кН, Dш = 80мм (цена 100р)
Задача 5-32 D = 80мм, d = 1,6мм, Рм= 0,8 МПа, F = 2,6кН, Dш = 40мм (цена 100р)
5-33-34. Правая и левая полости цилиндра гидротормоза сообщаются между собой посредством рабочей жидкости (р = 900 кг/м3) через дроссель ΔР с проходным отверстием диаметра d и коэффициентом расхода 0,65. Определить скорость перемещения поршня размерами D и Dш под действием силы F, учитывая потери давления в гидролинии только на дросселе.
Задача 5-33 D = 140мм, d = 5мм, F = 15кН, Dш = 60мм (цена 100р)
Задача 5-34 D = 100мм, d = 4,6мм, F = 10кН, Dш = 60мм (цена 100р)
5-35-36. Жидкость плотностью р = 850 кг/м3 подается от насоса через дроссель ДР в гидроцилиндр, а затем через четыре отверстия диаметром d на слив. Определить площадь проходного сечения дросселя, если поршень движется против нагрузки F со скоростью vп =4,0 см/с. Диаметры: поршня D, штока Dш . Давление насоса pн , давление на сливе pс =0. Коэффициенты расхода принять для отверстия в поршне S0 =0,82, а для дросселя ξдр=0,60.
Задача 5-35 D = 100мм, d = 1,5мм, Рм= 1,0 МПа, F = 3,2кН, Dш = 80мм (цена 100р)
Задача 5-36 D = 100мм, d = 2мм, Рм= 1,4 МПа, F = 3кН, Dш = 50мм (цена 100р)
5-37-38. Рабочая жидкость (p = 850 кг/м3) подводится в поршневую полость гидроцилиндра под давлением pн . На линии слива установлен дроссель ДР с проходным отверстием диаметром d и коэффициентом расхода 0,65. Давление на сливе pс =0,10 МПа, усилие на штоке F. Диаметры: поршня D, штока Dш . Определить скорость перемещения поршня. Каким должен быть диаметр сечения дросселя (при б=0,65), чтобы скорость поршня стала равной vп =5,0 см/с?
Задача 5-37 D = 140мм, d = 2мм, Рм= 8 МПа, F = 90кН, Dш = 70мм (цена 100р)
Задача 5-38 D = 125мм, d = 1,8мм, Рм= 6 МПа, F = 70кН, Dш = 60мм (цена 100р)
5-39-40. На рисунке показана упрощенная схема самолетного гидропневмоамортизатора. Процесс амортизации при посадке самолета происходит за счет проталкивания рабочей жидкости (р = 900 кг/м3) через отверстие диаметром d (коэффициент расхода μ=0,75) и за счет сжатия воздуха. Диаметр поршня D. Определить скорость движения цилиндра относительно поршня в начальный момент амортизации, когда давление воздуха в верхней части амортизатора pм , расчетное усилие F.
Задача 5-39 D = 100мм, d = 8мм, Рм= 0,2 МПа, F = 50кН (цена 100р)
Задача 5-40 D = 80мм, d = 8мм, Рм= 0,18 МПа, F = 40кН (цена 100р)