Гидравлика

Российский государственный геологоразведочный университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа 

по гидравлике 
 
 
 
 
 
 
 

Вариант №12 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: Спиридонов А. К.

РТМЭ-06  

                                                                                                          

Проверил:   Горбунов О. О. 
 
 
 
 
 

Москва,2009

Гидростатика. 

 

     Задание: Рассчитать усилие F, приложенное к рычагу 1, обеспечивающее открытие клапана 10 через гидравлическую систему дозатора. Рассчитать показание манометра и силы действующие на стенки гидрокомпенсатора в момент открытия клапана 10. Определить количество жидкости, поступающее в ёмкость 12 за цикл.

     Дозатор состоит из:

• рычага 1, обеспечивающего перемещение поршня 2;
• компенсатора 3 в форме правильной пирамиды со стороной основания L;
• гидроаккумулятора 4;
• гидропреобразователя 5;
• рычага 6, обеспечивающего передачу усилия рабочему цилиндру 7;
• подпитывающей ёмкости 8;
• обратного клапана 9;
• рабочего клапана 10, поджатого пружиной 11;
• рабочей ёмкости 12;
• контрольных манометров 13 и 14.

 

     При расчёте силы трения не учитывать, собственным весом поршней пренебречь. Длина рычага 1 (a₁+b₁)– 1 метр. Жидкость считать несжимаемой. При перемещении клапана 10 до момента его открытия утечки жидкости в системе считать нулевыми. Величину g принять равной 9,81 м/с².  
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Силу сжатия пружины может быть определим по зависимости:

, Н

     где с – жёсткость пружины, Н/мм;

           x – величина сжатия, мм.

     2. Необходимое давление в рабочем  цилиндре (7) для обеспечения перемещения          клапана (10) определим следующим образом:

      , Па

     3. Теперь определим усилие, действующее со стороны рычага (6) на поршень D₅:

           , Н

     4. Усилие, действующее со стороны  поршня D₄ на рычаг (6):

           , Н

     5. Усилие, действующее в гидрораспределителе на поршень D₃:

          , Н

     6. Показание манометра (13):

           , Па

     7. Силу, действующую на поршень D₂, определим из соотношения:

      ,Н

     8. Определяем давление в полости цилиндра D₂ (p₂):

      ,Па

     9. Давление под поршнем D₁ (p₁):

      Па

     10. Сила, действующая на поршень  D₁ (F₁):

      ,Н

     11.Сила  F, действующая на рычаг (1).

                                    

     12. Теперь определим силы, действующие на боковые стенки компенсатора (3) и его основание:

      -сила, действующая на боковую  стенку компенсатора.

     

     Далее определим силы, действующие на боковые стенки компенсатора (3) и его основание:

           - для любой из  стенок

          - для основания

     14. Подача жидкости за один цикл  определим путём последовательного нахождения подаваемых в полости цилиндров объёмов жидкости и перемещений соответствующих поршней:

       
 
 
 

Гидродинамика. 

 
 
 
 

     Задание: Определить полезную мощность и мощность на валу объёмного насоса 1, осуществляющего подачу жидкости в гидробак 2. Уровень жидкости в гидробаке должен поддерживаться постоянным. Определить, при какой высоте H₂ будет обеспечиваться требуемый расход жидкости во всех трёх трубопроводах. Коэффициенты сопротивления всех колен принять z = 0.5, вентиля 3 - z = 5. Учесть внезапное сужение на выходе из бака. Сопротивлением тройника пренебречь. Давление на выходе всех трёх трубопроводов атмосферное, геометрические высоты одинаковы. Все трубопроводы имеют круглую форму. Расчётная схема приведена ниже. 
 

             От насоса требуется обеспечение расхода Q=Q3+Q4+Q5, т.к. бак 2 – не имеет верхней крышки. 

Мощность  на валу:

      ,где h_н – общий КПД насоса.

Для её нахождения определим полезную мощность:

      , Вт

     где Q_н – необходимая подача насоса, м³/с;

           p_н – потребное давление насоса, Па.

Для её нахождения определим неизвестные:

Найдём  потребное давление насоса с учётом потерь:

     Жидкость  вязкая. Режим движения – ламинарный.

     Определим необходимую подачу насоса:

       

     Теперь  можем определить полезную мощность:

       

     Определим теперь мощность на валу:

     

 

     

 

     Найдём  Re для участков 2,3,4,5:

     

     Теперь  найдём коэффициент Дарси для  участков 2,3,4,5:

     

     Теперь  рассчитаем потери на участках 3,4,5:

     

 

     Выбираем  максимальное значение: