Контрольная работа по "Гидравлике"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ

РАБОТА

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

ГИДРАВЛИКА

 

ВАРИАНТ 4

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

ЗАДАЧА 1.1

 

Условие.

Определить величину и направление силы F, приложенной к штоку поршня для удержания его на месте (рис. 1). Справа от поршня находится воздух, слева от поршня и в резервуаре, куда опущен открытый конец трубы, - жидкость с плотностью ρ_ж = 910 кг/м³. Абсолютное давление в штоковой полости цилиндра р = 0,08 МПа. Н = 8 м. D = 0,12 м. d = 0,06 м.

Рис. 1. Расчетная схема.

 

Решение.

1. Изобразим на рис. 2 все силы, действующие на поршень.

Рис. 2. Схема сил, действующих  на поршень.

 

Сила давления жидкости F_ж действует со стороны бесштоковой полости цилиндра и пытается сдвинуть поршень вправо.

Сила давления воздуха F_в действует со стороны штоковой полости цилиндра и пытается сдвинуть поршень влево.

Силу F пока будем считать  действующей в одном направлении  с силой F_в; она также пытается сдвинуть поршень влево.

Под действием трех вышеуказанных  сил поршень, согласно условию задачи, должен стоять на месте. Соответственно, должно выполняться равенство:

F_ж = F_в + F.

Из этого равенства можно вычислить искомую силу F:

F = F_ж - F_в.

Если F окажется положительной, значит, мы на рис. 2 правильно выбрали ее направление, если отрицательной, то ее направление должно быть обратным.

2. Силу давления жидкости F_ж определяем по формуле:

1954 Н,

где Р_ж = Р_атм + ρ_жgH – абсолютное давление жидкости;

Р_атм = 101325 Па – нормальное атмосферное давление;

- площадь поршня цилиндра, на которую действует давление жидкости.

3. Силу давления воздуха F_в определяем по формуле:

679 Н,

где - площадь штоковой полости цилиндра, на которую действует давление воздуха.

4. Вычисляем искомую силу F

F = 1954 – 679 = 1275 Н.

Результат оказался положительным, следовательно, направление силы F на рис. 2 выбрано правильно.

 

Ответ: сила F равна 1275 Н и действует справа налево.

n 

ЗАДАЧА 1.2

 

Условие.

Паровой прямодействующий насос подает жидкость плотностью ρ_ж = 1000 кг/м³ на высоту Н = 40 м (рис. 3). Каково рабочее давление пара, если диаметр парового цилиндра D = 0,3 м, а насосного d = 0,15 м? Потерями на трение в обоих цилиндрах и сальниках пренебречь.

Рис. 3. Расчетная схема.

 

Решение.

1. Изобразим на рис. 4 все силы, действующие в заданной системе.

Рис. 4. Схема сил, действующих в системе.

 

На малый поршень  с правой стороны действует сила давления жидкости F_ж, которая пытается сдвинуть малый поршень и жестко связанный с ним большой поршень влево.

На большой поршень  с левой стороны сила давления пара F_п, которая пытается сдвинуть большой поршень и жестко связанный с ним малый поршень вправо.

Отсюда следует, что  для подачи воды на заданную высоту Н сила F_п должна быть равна силе F_ж:

F_п = F_ж.

Из этого равенства  можно вычислить искомое давление пара.

2. Сила давления пара F_п определяется по формуле:

где Р_п – искомое давление пара;

- площадь большого поршня.

3. Сила давления жидкости F_ж определяется по формуле:

где Р_ж – давление жидкости;

- площадь малого поршня.

4. Подставим и вычислим  давление пара Р_п:

 

Ответ: 98100 Па.

n

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Вакина В.В. и др. Машиностроительная гидравлика. Примеры расчетов. К.: Вища школа, 1986.

n

________________________________________________________________________________________ 

________________________________________________________________________________________ 

________________________________________________________________________________________