Задача №3.
По стальному трубопроводу 2 из пневмогидравлического аккумулятора 1 подаётся рабочая жидкость плотностью , с расходом В конце трубопровода установлен быстродействующий запорный клапан 3, время срабатывания которого равно Давление за клапаном атмосферное. Длинна трубопровода l, внутренний диаметр , толщина стенки . Коэффициент сопротивления клапана в открытом положении . Определить давление в аккумуляторе в момент срабатывания запорного клапана. Высота уровня жидкости в аккумуляторе z.
Решая задачу, используем при установившемся движении уравнение Бернули, а при гидравлическом ударе – уравнение Жуковского.
Методические указания к решению:
Давление в аккумуляторе в момент срабатывания запорного клапана:
,
где - избыточное статическое давление в аккумуляторе при установившемся течении в трубопроводе с расходом жидкости ;
– ударное давление, вызванное быстрым торможением потока при срабатывании запорного клапана. Статическое давление определяется на основании уравнения Бернули, составленного для контрольных сечений потока а – а, b – b.
где 𝓋 – средняя скорость в сечении трубопровода при установившемся движении;
- коэффициент кинетической энергии ⟹ - при ламинарном режиме.
- при турбулентном режиме.
- коэффициент сопротивления трубопровода;
где - = 0,5- коэффициент сопротивления на входе в трубопровод,
– коэффициент гидравлического трения,
Коэффициент определяется по формулам:
соответствующий закону гладкой стенки
где - площадь поперечного сечения потока в трубопроводе
Число Рейнольдса:
Для определения ударного давления сначала вычисляем скорость распространения ударной волны.
где - объёмный модуль упругости жидкости;
- модуль упругости стали.
Находим время фазы гидравлического удара:
Из сопоставления и t устанавливаем характер гидравлического удара
- при полном гидравлическом ударе
- при не полном гидравлическом ударе
Далее находим искомую величину
Контрольная работа №2. Задача №4.
Масляный насос 4 системы смазки карбюраторного двигателя всасывает автомобильное масло плотностью из поддона картера 1 по трубке маслоприёмника 2, снабжённой фильтрующей сеткой 3. Из насоса масло по трубке 6 поступает в полнопоточный фильтр 7 и затем по главной масляной магистрали 9 – к подшипникам коленчатого вала и другим механизмам двигателя.
Рабочее давление в системе равно Для защиты системы от перегрузки давлением предусмотрен предохранительный клапан 5 диаметром . Перепускной клапан 8 поддерживает циркуляцию масла в системе в случае выхода из строя полнопоточного фильтра. Циркуляционный расход масла с учётом стабилизации давления в системе определён на основании теплового расчета двигателя и равен . Высота всасывания от уровня масла в поддоне до оси насоса – . Длина трубки маслоприёмника – 1, внутренний диаметр – . Коэффициент гидравлического сопротивления фильтрующей сетки - . Заданы также окружная скорость на внешнем диаметре шестерни насоса , модуль зацепления , число зубьев шестерни жёсткость и начальный натяг пружины предохранительного клапана 5. Объёмный КПД насоса , механический КПД . Вязкость жидкости . Определить производительность насоса , его рабочее давление и мощность, затрачиваемую на привод насоса , диаметры начальной , внешней окружности шестерён, высоту , и длину зуба , частоту вращения шестерён , а также диаметр , проходного отверстия предохранительного клапана и высоту открытия , при повышении давления на 10% и пропуске 50% расхода масла.