Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Гидравлика

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Российской Федерации
Петербургский государственный университет путей сообщения (ПГУПС-ЛИИЖТ)
Кафедра «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика»
Задания на контрольные работы №1 и №2
с методическими указаниями по дисциплине «Гидравлика» для студентов заочного обучения специальности ЛТ
и по дисциплине «Гидравлика и гидропривод» для студентов специальности В.
Санкт-Петербург
2010 год

Стоимость выполнения контрольных работ по гидравлике на заказ 1600 руб. (Итого за две контрольные)

Контрольная работа 1
Задача 1
На рис.1.1 представлено начальное положение гидравлической системы дистанционного управления (рабочая жидкость между поршнями не сжата). При перемещении ведущего поршня (его диаметр D) вправо жидкость постепенно сжимается и давление в ней повышается. Когда манометрическое давление p_м достигает определённой величины, сила давления на ведомый поршень (его диаметр d) становится больше силы сопротивления F, приложенной к штоку ведомого поршня. С этого момента приходит в движение вправо и ведомый поршень. Диаметр соединительной части δ, длина l.
Требуется определить: диаметр ведущего поршня D, необходимый для того, чтобы при заданной величине силы F ход обоих поршней был один и тот же.
Коэффициент объёмного сжатия рабочей жидкости принять β_W = 0,0005 1/МПа.

Задача 2
В вертикальном цилиндрическом резервуаре, имеющем диаметр D, хранится нефть, вес её G, плотность ρ = 850 кг/м³, коэффициент температурного расширения β_t = 0,00072 1/°С.
Расширение стенок резервуара не учитывается.
Требуется определить:
1. Объём нефти в резервуаре при температуре 0 °С.
2. Изменение уровня нефти в резервуаре, если температура повысится на Т, °С

Задача 3
Круглый горизонтальный резервуар (рис.3.1), имеющий диаметр D и длину L, заполнен жидкостью, плотность которой ρ. Манометр, установленный на уровне верхней образующей, показывает избыточное давление p.
Требуется определить:
1. Горизонтальную силу гидростатического давления P_x, действующую на круглый торец резервуара.
2. Расстояние e, на которое отстоит линия действия горизонтальной силы от оси резервуара.
3. Вертикальную силу P_z, действующую на верхнюю половину резервуара.

Задача 4
Вертикальный цилиндрический резервуар высотой H и диаметром D закрывается полусферической крышкой, сообщающейся с атмосферой через трубу внутренним диаметром d (рис.4.1). Резервуар заполнен мазутом, плотность которого ρ = 900 кг/м³.
Требуется определить:
1. Высоту поднятия мазута h в трубе при повышении температуры на t°С.
2. Усилие, отрывающее крышку резервуара при подъёме мазута на высоту h за счет его разогрева.
Коэффициент температурного расширения мазута принять равным β_t = 0,00072 1/°С.

Задача 5
К системе, состоящей из двух параллельно соединённых трубопроводов, имеющих длины соответственно l₁ и l₂ и диаметры d₁ и d₂ (коэффициент шероховатости n = 0,012), подводится к точке A вода, расход которой Q (рис.5.1).
Требуется определить потерю напора на участке AA₁ и величины расходов воды на каждом участке.

Задача 6
Поршень диаметром D имеет n отверстий диаметром d₀ каждое (рис.6.1). Отверстия рассматривать как внешние цилиндрические насадки с коэффициентом расхода μ = 0,82; плотность жидкости ρ = 900 кг/м³.
Требуется определить скорость v перемещения поршня вниз, если к его штоку приложена сила F.

Контрольная работа 2
Задача 7
Центробежный насос (рис.7.1) откачивает воду из сборного колодца в резервуар с постоянным уровнем H по трубопроводам размерами l₁, d₁ и l₂, d₂.
Эквивалентная шероховатость поверхности труб Δ, плотность воды ρ=1000 кг/м³, кинематический коэффициент вязкости ν = 0,01 см²/с, расстояние a = 1 м.
При расчетах принять суммарные коэффициенты местных сопротивлений на всасывающей линии ζ₁=10, на напорной линии ζ₂=6.
Требуется определить:
1. На какой глубине h установится уровень воды в колодце, если приток в него Q?
2. Вакуумметрическую высоту всасывания при входе в насос H_вак, выраженную в метрах водяного столба (м в. ст.).
3. Максимальную допустимую геометрическую высоту всасывания при заданном расходе.

Задача 8
Жидкость плотностью ρ = 900 кг/м³ поступает в левую полость цилиндра через дроссель с коэффициентом расхода μ = 0,62 и диаметром d под избыточным давлением p_н ; давление на сливе p_с (рис.8.1). Поршень гидроцилиндра диаметром D под действием разности давлений в левой и правой полостях цилиндра движется слева направо с некоторой скоростью v.
Требуется определить значение силы F, преодолеваемой штоком гидроцилиндра диаметром d_ш при движении его против нагрузки со скоростью v.

Задача 9
Гидравлическое реле времени, служащее для включения и выключения различных устройств через фиксированные интервалы времени, состоит из цилиндра, в котором помещен поршень диаметром D₁, со штоком-толкателем диаметром D₂ .
Цилиндр присоединён к ёмкости с постоянным уровнем жидкости H₀. Под действием давления, передающегося из ёмкости в правую полость цилиндра, поршень перемещается, вытесняя жидкость из левой полости в ту же ёмкость через трубку диаметром d (рис.9.1).
Требуется определить:
Вычислить время T срабатывания реле, определяемое перемещением поршня на расстояние S из начального положения до упора в торец цилиндра.
Движение поршня считать равномерным на всём пути, пренебрегая незначительным временем его разгона.
В трубке учитывать только местные потери напора. Коэффициент сопротивления колена ζ_к = 1,5 и дросселя на трубке ζ_д.
Утечками и трением в цилиндре, а также скоростными напорами жидкости в его полостях пренебречь.

Стоимость выполнения контрольных работ на заказ 1600 руб. (Итого за две контрольные)