Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Июля 2013 в 15:31, контрольная работа
Решение задач по "Гидравлике".
+++++
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное
государственное бюджетное
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
КАФЕДРА АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ
Контрольная работа
ПО ГИДРАВЛИКЕ
Выполнил:
Студент 2 курса
Факультет: ИАТ
Специальность: 190601
Шифр 1160081071
Баев В.А.
Санкт-Петербург
2012
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.
Параметры |
Варианты и исходные данные | ||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | ||
Последняя цифра студента | |||||||||||
Q*10-3, м3/с |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,2 |
0,35 |
0,25 |
0,3 |
0,4 |
0,25 |
0,3 | |
p, МПа |
0,2 |
0,3 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,4 |
0,3 |
0,4 |
0,3 |
0,4 | |
H, м |
0,16 |
0,18 |
0,2 |
0,18 |
0,14 |
0,16 |
0,2 |
0,18 |
0,16 |
0,14 | |
l, м |
0,32 |
0,35 |
0,4 |
0,36 |
0,28 |
0,32 |
0,4 |
0,36 |
0,32 |
0,28 | |
d*10-3, м |
10 |
14 |
13 |
10 |
12 |
15 |
10 |
14 |
14 |
12 | |
Предпоследняя цифра студента | |||||||||||
L |
4 |
6 |
5,5 |
4,5 |
4 |
6 |
5,5 |
4,5 |
4 |
6 | |
V, м/с |
6 |
7 |
8 |
6 |
7 |
6 |
8 |
9 |
8 |
7 | |
m*10-3, м |
4,5 |
5 |
6 |
4,5 |
6 |
4,5 |
5 |
6 |
5 |
5 | |
z |
7 |
8 |
8 |
7 |
8 |
10 |
8 |
12 |
10 |
8 | |
c*103, H/м |
6 |
5 |
4 |
5 |
6 |
5 |
8 |
5 |
5 |
6 | |
x0*10-a, м |
10 |
12 |
14 |
12 |
10 |
14 |
8 |
10 |
12 |
10 | |
v*10-6, м2/с |
5 |
6 |
7 |
8 |
5,5 |
7,5 |
6,5 |
8,5 |
9 |
6,5 | |
Методические указания к решению:
Расчётная подача насоса определяется по расходу с учётом объёмного КПД ;
Рабочее давление, развиваемое насосом:
где - вакуумное давление во всасывающей полости насоса, определяемое на основании уравнения Бернули. Уравнение Бернули составляется для контрольных сечений потока
. С учётом вентиляции картера давление масла в сечении равно атмосферному, а скорость жидкости в этом сечении равна нулю.
Из уравнения Бернули получаем:
где - коэффициент кинетической энергии;
– коэффициент сопротивления линии всасывания,
где - коэффициент гидравлического трения.
Коэффициент определяется по формулам:
где S - площадь поперечного сечения потока в трубопроводе - средняя скорость потока в трубопроводе,
Число Рейнольдса:
Мощность, затрачиваемая на привод масляного насоса, определяется по формуле:
При расчёте геометрических размеров шестерён насоса руководствуемся следующими зависимостями:
- диаметр начальной окружности
- диаметр внешней окружности
- высота зуба
частота вращения шестерен:
Из расчётной формулы производительности шестерёнчатого насоса определяется длина зуба :
Для определения диаметра проходного отверстия предохранительного клапана используем уравнение статического равновесия запорного элемента (без учёта сил трения):
– усилие пружины, передаваемое на клапан.
Из уравнения получаем:
При повышении давления на 10% клапан открывается на высоту x и 50% расхода масла, подаваемого насосом, сбрасывается в поддон. Высота поднятия клапана x определяется из формулы:
где . - коэффициент расхода предохранительного клапана.
Из уравнения получаем:
Задача №5.
Центробежный насос 3, установленный в закрытой системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания, засасывает воду из радиатора 1 через нижний патрубок 2 диаметром и нагнетает её в рубашку охлаждения блока и головки блока цилиндров 4. Из рубашки нагретая вода поступает через верхний патрубок 5 диаметром в радиатор, где поверхностное избыточное давление равно .
Коэффициенты гидравлического сопротивления проточного тракта: радиатора рубашки и патрубков 2 и 5 равны соответственно Характеристики насоса, выражающие зависимости развиваемого давления от подачи насоса , заданны в таблице. Определить расчетное значение подачи , развиваемого давления и мощности , потребляемую насосом.
Характеристики насоса выражающие зависимости развиваемого давления и КПД η от подачи насоса :
Подача |
0 |
0,2 |
0,8 |
1,2 |
1,6 |
2 |
Давление |
0,72 |
0,75 |
0,72 |
0,68 |
0,64 |
0,56 |
КПД |
0 |
0,32 |
0,5 |
0,61 |
0,7 |
0,76 |
Параметры |
Варианты и исходные данные | ||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | ||
Последняя цифра студента | |||||||||||
d*10-3, м |
32 |
30 |
34 |
28 |
34 |
32 |
30 |
32 |
28 |
34 | |
t1 |
15 |
18 |
20 |
22 |
16 |
20 |
22 |
19 |
18 |
15 | |
t2 |
3,2 |
4,1 |
3,8 |
3,6 |
4 |
3,6 |
3,8 |
3,2 |
3,1 |
3,6 | |
Предпоследняя цифра студента | |||||||||||
ta |
1,4 |
1,1 |
1 |
0,8 |
1,3 |
0,9 |
0,7 |
0,8 |
1,1 |
1,3 | |
po*105, п/м2 |
0,15 |
0,14 |
0,16 |
0,14 |
0,13 |
0,16 |
0,15 |
0,14 |
0,15 |
0,16 | |
Методические указания к решению:
Для решения задачи сначала строим характеристики насоса и . Затем, задаваясь значениями вычисляем величины давления (для построения гидравлической характеристики проточного тракта системы охлаждения)
Где:
:
площадь сечения потока
в нижнем соединительном патрубке:
– плотность воды
площадь сечения потока в верхнем соединительном патрубке;
Найдём при различных
Дальнейшие расчеты сводим в таблицу:
|
0 |
|
0,2 |
|
0,8 |
|
1,2 |
|
1,6 |
|
2 |
Далее строим гидравлическую характеристику системы на том же графике и в том же масштабе, что и характеристики и . Точка пересечения кривых и является рабочей точкой, абсцисса которой есть расчётное значение , а ордината – значение развиваемого насосом давления . Проектируя рабочую точку на кривую , находим значение КПД насоса .
Мощность, потребляемая насосом, определяется по формуле: