Кафедра «Авиа- и ракетостроения»Курсовая работаВыполнение расчетов по курсу «Гидропривод ЛА»за II семестр 2005 учебного годаОмск 2005Задача №1Вентиляционная труба диаметром имеет длину . Определить давление , которое должен развивать вентилятор, если расход воздуха, подаваемый по трубе, . Давление на выходе из трубы равно атмосферному. Местных сопротивлений по пути не имеется. Кинематическая вязкость воздуха при , плотность , шероховатость внутренней поверхности трубы .Исходные данные: .Найти: .Решение:- давление на входе в вентиляционную трубу.- суммарные потери давления. - местных сопротивлений по пути не имеется.- скорость течения.- потери давления на создание скорости.- число Рейнольдса. При - турбулентный режим течения.При ; - коэффициент трения.- потери давления на трение..Задача №2Расход воды в горизонтальной трубе кольцевого сечения, состоящей из двух концентрических труб. Внутренняя труба имеет наружный диаметр , а наружная труба имеет внутренний диаметр . Найти потери напора на трение на длине трубы . Кинематическая вязкость воды при , шероховатость труб , плотность .Исходные данные: .Найти: .Решение:- потери напора на трение.- площадь проходного сечения..- эквивалентный диаметр,где - смачиваемый периметр.. При - турбулентный режим течения.При ..- потери давления на трение..Задача №3Определить потери давления на трение в трубах круглого , квадратного и треугольного (равносторонний треугольник) сечения при равных длине, площади «живого» сечения труб и скоростях движения воды. Длина труб , площадь «живого» сечения , средняя скорость движения воды . кинематическая вязкость воды при , плотность , шероховатость труб .Исходные данные: .Найти: , , .Решение:Определим потери давления на трение в трубах круглого сечения.Площадь круглого сечения .. При - турбулентный режим течения.При ..Определим потери давления на трение в трубах квадратного сечения.Площадь квадратного сечения ,где - сторона квадрата..где .. При - турбулентный режим течения.При .Определим потери давления на трение в трубах треугольного (равносторонний треугольник)сечения.Площадь треугольного сечения ,где - сторона треугольника..где .. При - турбулентный режим течения.При .Задача №4Как изменится расход мазута при подаче его по круглой трубе диаметром , длиной , если потери давления в трубе составляют , а температура мазута составляет от до ? Кинематическая вязкость мазута при , при , плотность и изменяется незначительно, шероховатость трубы .Исходные данные: .Найти: .Решение:При решении данной задачи не будем брать во внимание потери давления на создание скорости и считаем, что местных сопротивлений по пути не имеется: и .Формула расхода имеет вид: 1) Температура мазута составляет .Примем: .. При - ламинарный режим течения..2) Температура мазута составляет .Примем: .. При - турбулентный режим течения.При ;.; .- при повышении температуры расход мазута увеличился.Задача №5Определить потери давления и в магистралях гидропередачи (рис. 1), если расходы жидкости: и , диаметры трубопроводов: и , длины магистралей: и , плотность рабочей жидкости , кинематическая вязкость жидкости при .Исходные данные:.Найти: ; .Решение:- суммарные потери давления.1) Определим .- скорость течения.- потери давления на создание скорости.. При - ламинарный режим течения..- потери давления на трение.,где - для угла поворота, равного ..2) Определим ..- потери давления на создание скорости.. При - ламинарный режим течения..- потери давления на трение...Задача №7Определить потери давления при внезапном расширении трубопровода с до , если скорость воды в подводящем трубопроводе , кинематическая вязкость при , плотность .Исходные данные: .Найти: .Решение:,где ; ; .Подставляя данные равенства в формулу для , получим:.Задача №8Для ограничения расхода воды в водопроводной линии установлена диафрагма. Избыточное давление в трубе до и после диафрагмы постоянны и равны соответственно и , диаметр трубы . Определить необходимый диаметр отверстия диафрагмы с таким расчётом, чтобы расход в линии был равен , если плотность воды при .Исходные данные:.Найти: .Решение:Формула расхода жидкости через диафрагму:,где - коэффициент расхода: ;- площадь проходного сечения: ;- перепад давлений.Преобразовав, получим:Задача №6Определить расходы воды в трубе прямоугольного поперечного сечения с отношением сторон и в круглой трубе при той же площади поперечного сечения , если потери давления в этих трубопроводах одинаковы и равны , а длина каждой трубы . Кинематическая вязкость воды при , плотность .Исходные данные: .Найти: , .Решение:Формула расхода имеет вид: .Определим стороны прямоугольной трубы: - эквивалентный диаметр,где .Определим диаметр круглой трубы:.Предположим, что режим течения ламинарный. Тогда, где и .Откуда для прямоугольной трубы получаем:.. При - ламинарный режим течения. Предположение верно..Для круглой трубы получаем:.. При - ламинарный режим течения. Предположение верно..Задача №9Определить теоретическую , полезную и приводную мощности насоса и крутящий момент на его валу при расчётной подаче и числе оборотов , если давления на выходе насоса и на входе ; объёмный КПД и механический КПД .Решение:....Задача №10Определить эффективную мощность и эффективный крутящий момент на валу гидромашины с указанными в задаче №10 параметрами при работе её в режиме гидромотора.Решение:..Задача №11Рассчитать усилие на штоке гидроцилиндра и скорость его перемещения при дроссельном регулировании. Сечение регулирующего дросселя ; давление в напорной магистрали (объёмные и механические потери и давление в сливной магистрали не учитывать); рабочая площадь поршня ; коэффициент расхода дросселя ; плотность жидкости .Исходные данные: .Найти: , .Решение:Полагаем, что давление слива мало:.Задача №12Рассчитать мощность , подводимую к гидроцилиндру потоком жидкости с параметрами: нагрузка на штоке , скорость поршня , рабочая площадь поршня , сила трения в подвижных сочленениях , коэффициент перетечек через уплотнение поршня .Решение:;;Запишем условие равновесия поршня:.Отсюда ;;;;.Задача №22Определить давление на входе в силовой цилиндр. Нагрузка на штоке , скорость поршня , диаметры поршня , штока , трубопровода , длина трубопровода . Плотность жидкости , вязкость .Решение:- давление на выходе силового цилиндра.-атмосферное давление.,где ;. При - ламинарный режим течения..Отсюда .Запишем условие равновесия поршня:.Отсюда .Задача №23Определить нагрузку на штоке и скорость поршня силового гидроцилиндра при перемещении его вверх, если диаметры поршня , штока , трубопровода , длина трубопровода . Давление на входе в гидроцилиндр , производительность насоса . Плотность рабочей жидкости , вязкость .Решение:... При - ламинарный режим течения....Запишем условие равновесия поршня:.ОтсюдаЗадача №24Определить давление, создаваемое насосом , и скорость поршня , если длина трубопроводов до и после гидроцилиндра равна , их диаметры , диаметры поршня , штока , нагрузка на штоке , подача насоса , плотность рабочей жидкости , вязкость .Решение:;Давление в гидроцилиндре:.Уравнение расходов:.Потери давления в трубопроводах:;. При - ламинарный режим течения......Задача №25Определить скорость поршня и минимально допустимый диаметр дроссельной шайбы в напорной линии гидропривода, обеспечивающий перемещение поршня гидроцилиндра без кавитации. Растягивающая нагрузка на штоке , давление насоса , слива , насыщенных паров жидкости , диаметры дроссельной шайбы на сливе , поршня , штока , плотность рабочей жидкости , коэффициент расхода дроссельных шайб .Решение:Условие работы без кавитации:;;;;..Расход через второй дроссель равен:.....Задача №26Пренебрегая гидравлическими потерями в трубопроводах, определить давление за насосом и скорость перемещения поршня . Нагрузка на штоке , диаметр поршня , плотность рабочей жидкости , коэффициент расхода дроссельной шайбы , площадь проходного сечения дросселя , подача насоса .Решение:Уравнение давлений:...Уравнение расходов:...Скорость поршня:..Задача №27Определить давление за насосом и диаметр дросселя для перемещения поршня со скоростью . Нагрузка на штоке , диаметры поршня , штока , трубопроводов , длины трубопроводов до и после гидроцилиндра и , плотность рабочей жидкости , вязкость , коэффициент расхода дроссельной шайбы , подача насоса .Решение:;;Уравнение расходов:..Из условий равенства расходов найдём: и ;;. При - ламинарный режим течения.....Находим давление насоса:.....Задача №28Определить давление на входе в гидроцилиндр для перемещения поршня вправо со скоростью . Нагрузка на штоке , диаметры поршня , штока , дросселя , плотность рабочей жидкости , коэффициент местного сопротивления дроссельной шайбы . Другими местными сопротивлениями и потерей давления на трение по длине трубопроводов пренебречь.Решение:Уравнение давлений:;;Из условия равенства расходов имеем:;Тогда:;Давление, создаваемое насосом:.Задача №29Определить коэффициент местного сопротивления дроссельной шайбы , пренебрегая другими местными сопротивлениями, для перемещения поршня вправо со скоростью . Нагрузка на штоке , диаметры поршня , штока , дросселя , трубопроводов , длины трубопроводов до и после гидроцилиндра и , плотность рабочей жидкости , вязкость , давление на входе в гидроцилиндр .Решение:Уравнения давлений:;..Из условий равенства расходов найдём: и ;;.. При - ламинарный режим течения........