Учебно-методическое пособие Нижний Новгород




НазваниеУчебно-методическое пособие Нижний Новгород
страница2/11
Дата публикации20.06.2013
Размер0.94 Mb.
ТипУчебно-методическое пособие
www.lit-yaz.ru > Право > Учебно-методическое пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

^ Задача В.10. Винтовой плунжерный насос для тарировки манометров работает на масле с коэффициентом объемного сжатия βр = 0,625·10-9 1/Па. Определить на сколько оборотов надо повернуть маховик винта, чтобы поднять давление внутри насоса на Δp = 0,1 МПа, если объем рабочей камеры пресса V = 628 см3, диаметр плунжера d = 20 мм, шаг винта h = 2 мм. Стенки рабочей камеры считать недеформируемыми.

Задача 1.11. Резервуар заполнен жидкостью, объем которой V = 8 м3. Определить коэффициент температурного расширения жидкости βt, если при увеличении температуры от t1 = 10 °С до t2 = 20 °С объем жидкости увеличился на 6 л.

Задача 1.12. В отопительный котел поступает объем воды V = 80 м3 при температуре t1 = 60 °С. Какой объем воды V1 будет выходить из котла при нагреве воды до температуры t2 = 90 °С.

Задача 1.13. Для периодического аккумулирования дополнительного объема воды, получающегося при изменении температуры, к системе водяного отопления в верхней ее точке присоединяют расширительные резервуары, сообщающиеся с атмосферой. Определить наименьший объем расширительного резервуара, чтобы он полностью не опоражнивался. Допустимое колебание температуры воды во время перерывов в топке Δt = 30 °C. Объем воды в системе V = 0,7 м3. Коэффициент температурного расширения воды при средней температуре t = 80 °С βt = 6·10-4 1/°С.

Задача 1.14. Определить среднюю толщину отложений в герметичном водоводе внутренним диаметром d = 0,5 м и длиной l = 3 км. При выпуске воды объемом ΔV = 0,08 м3 давление в водоводе падает на Δр = 1 МПа. Отложения по диаметру и длине водовода распределены равномерно. Коэффициент объемного сжатия воды сжатия βр = 5·10-10 1/Па.

Задача 1.15. Стальной водовод диаметром d = 0,4 м и длиной l = 1 км, проложенный открыто, находится под давлением р = 2 МПа при температуре воды t1 = 10 °С. Определить давление воды в водоводе при повышении температуры до t2 = 15 °С в результате наружного прогрева.

Задача 1.16. Определить изменение плотности воды при увеличении давления от p1 = 100 кПа до p2 = 10000 кПа. При изменении давления температура воды не изменяется, коэффициент объемного сжатия βр = 5·10-10 1/Па.

Задача 1.17. В отопительной системе дома содержится V = 0,4 м3 воды при температуре t1 = 15°C. Определить объем воды, который дополнительно войдет в расширительный бачок при повышении температуры до t2 = 90°С.

Задача 1.18. Определить изменение плотности воды при изменении температуры от t1 = 5 °С до t2 = 95 °С.

Задача 1.19. Вязкость нефти, определенная вискозиметром, составила 4 °Е, а ее плотность ρ =880 кг/м3. Определить кинематический и динамический коэффициенты вязкости нефти.

Задача 1.20. Определить ротационным вискозиметром вязкость жидкости плотностью ρ = 920 кг/м3. Вес груза G = 80 Н, диаметры цилиндра Dц = 225 мм, барабана Dб = 223 мм, шкива d = 200 мм. Глубина погружения барабана в жидкость lб = 250 мм. Время опускания груза tгр = 12 с, путь lгр = 300 мм.




Примечание: Схема ротационного вискозиметра: в цилиндре 1 установлен барабан 2, вращающийся под действием опускающегося груза 3. Цилиндр закреплен на основании 4.
Контрольные вопросы и задания
1. Охарактеризуйте строение жидкости, ее сходство и различие с твердым телом.

2. Перечислите свойства жидкости, важные для практики.

3.  Какую жидкость называют идеальной? В каких случаях в практических расчетах жидкость можно считать идеальной?

4. Чем объясняется малая сжимаемость жидкостей? Почему они не сохраняют свою форму?

5. В каких случаях необходимо учитывать свойство температурного расширения жидкостей?

6.Что называется вязкостью? Какими параметрами характеризуется вязкость жидкости?

7. Как зависит вязкость жидкости от температуры и давления?
Примерные темы докладов и рефератов
1. Приборы для измерения вязкости жидкости.

2. Неньютоновские жидкости, их применение в быту и технике.

3. Подбор объема расширительного бака для индивидуальных систем отопления.

2. Гидростатическое давление

Гидростатика – это раздел гидравлики, рассматривающий законы равновесия жидкости и их практическое применение.

На жидкость, находящуюся в состоянии равновесия действуют внешние силы, распределенные по ее массе (объемные) и по поверхности (поверхностные силы). К первым относятся вес, силы инерции, ко вторым - силы давления внутри жидкости и атмосферного давления на свободную поверхность, силы трения в движущейся жидкости. Под влиянием этих сил на каждую точку жидкости, находящейся в равновесии, действует гидростатическое давление. Оно представляет собой напряжение сжатия и определяется выражением



Гидростатическое давление обладает следующими свойствами.

10. В любой точке жидкости оно направлено перпендикулярно поверхности внутрь рассматриваемого объема жидкости.

20. Оно неизменно во всех направлениях.

30. Гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве.

Поверхность, во всех точках которой гидростатическое давление одинаково называется поверхностью равного давления.

Уравнение, позволяющее находить гидростатическое давление в любой точке покоящейся жидкости при условии действия на нее только силы тяжести, называется основным уравнением гидростатики.

p =p0 + ρgh, (2.1)

где р0 – давление на свободной поверхности жидкости, которое передается всем точкам этой жидкости и по всем направлениям без изменения (закон Паскаля); ρ – плотность жидкости; g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения; h – глубина погружения рассматриваемой точки.

Зная координаты свободной поверхности и произвольной точки, уравнение (1.1) можно записать в виде

,

где z и z0 - вертикальные координаты произвольной точки и свободной поверхности (геометрическая высота); - пьезометрическая высота; сумма - гидростатический напор.

Давление, отсчитанное от абсолютного нуля, называется абсолютным (pабс.), от атмосферного (ра.) - избыточным (манометрическим) (ризб.), т.е.

pабс.= ра.+ ризб.

Состояние, при котором давление в жидкости меньше атмосферного называют вакуум (разрежение):

pвак.= ра.- рабс.

Единица измерения давления – Паскаль (Па), но наиболее удобными для практического использования являются кратные единицы: 1 кПа = 103 Па, 1 МПа = 106 Па. Наряду с этими используют и другие единицы измерения: бар, техническая атмосфера (ат), физическая атмосфера (атм), единица жидкосного столба (мм рт.ст., мм вод.ст.). Связь между единицами давления представлена в приложении 2.
Примеры гидравлических расчетов
Пример 2.1. Определить давление в резервуаре p0 и высоту подъема уровня воды h1 в трубке 1, если показания ртутного манометра h2=0,15 м и h3=0,8 м.

Решение:

Запишем условие равновесия со стороны ртутного манометра

pа = p0 + g+ g

Откуда получаем

p0= pаg ( + ) =

=9,81·104 - 9,81(13600·0,15+1000·0,8)=7·104 Па

Таким образом, в резервуаре давление ниже атмосферного (вакуум).

С другой стороны, условие равновесия со стороны трубки 1

pа = p0 + g

откуда выразим высоту подъема воды в трубке


Пример 2.1. Определить силу преобразования F, развиваемую гидравлическим прессом, у которого диаметр большего плунжера D = 500 мм, меньшего d = 50 мм, высота Н = 1 м. Рабочая жидкость с плотностью ρ = 850 кг/м3. К рычагу приложено усилие R = 250 Н. Отношение плеч рычага равно а/в =12.

Решение:

Силу прессования определим по формуле:

,

где – давление в гидросистеме; – площадь большего плунжера.

Площадь большего плунжера равна:



Давление в гидросистеме определим по формуле:

,

где – усилие, приложенное к малому плунжеру; – площадь малого плунжера.

Площадь малого плунжера равна:

.

Усилие определим из условия равновесия сил, действующих на малый поршень

,

где – усилие на малом плунжере в результате действия силы ; – усилие на малом плунжере в результате действия столба жидкости Ж.

Усилие на малом плунжере определим по формуле:

.

Усилие на малом плунжере определим по формуле:



где – ускорение свободного падения.

Выразим давление в гидросистеме



и усилие на малый плунжер

.

Откуда получаем, подставив величину площади малого поршня



Окончательно, формула для определения давления в гидросистеме принимает вид:



Таким образом, сила прессования :

.

Вычислим величину силы прессования :

.
Методические рекомендации к проведению расчетов

При решении задач на определение давления в некоторой точке покоящейся жидкости следует:

1) выбрать поверхность равного давления – любая горизонтальная плоскость на произвольной глубине;

2) рассмотреть на этой плоскости любые две точки и записать выражение для определения абсолютного давления в этих точках, используя основное уравнение гидростатики. При этом, необходимо обратить внимание на знак перед вторым членом правой части уравнения: знак «+» ставится в случае увеличения глубины (давление возрастает), «-» – при подъеме (давление уменьшается);

3) записать уравнение равенства давлений в точках, приравняв правые части записанных выражений;

4) из полученного уравнения выразить неизвестную величину (см. пример 2.1).

При решении задач, в которых даны поршни или система поршней, следует:

1) составить уравнение сил, приложенных к поршню;

2) записать формулы для нахождения каждой из сил, действующих на тело. При этом, давление со стороны жидкости нужно определить, используя основное уравнение гидростатики;

3) подставить полученные зависимости в уравнение равновесия сил и выразить неизвестную величину (см. пример 2.2).
Задачи
Задача 2.1. Определить избыточное и абсолютное давления в точке, расположенной на дне открытого резервуара, если уровень жидкости в резервуаре h = 2 м, а плотность жидкости ρ = 1000 кг/м3. Атмосферное давление ра = 0,1 МПа.

Задача 2.2. Определить высоту наполнения резервуара жидкостью с относительной плотностью δ = 0,85, если в точке, расположенной на дне открытого резервуара, абсолютное давление рабс = 135 кПа. Атмосферное давление ра = 0,1 МПа (см. рис. к зад. 2.1).

Задача 2.3. Определить абсолютное и избыточное давление в точке А, расположенной на глубине h = 1,5 м, если плотность жидкости ρ = 800 кг/м3. Атмосферное давление ра = 750 мм рт.ст.

Задача 2.4. Определить абсолютное и избыточное давление в точке С под поршнем и в точке b на глубине h = 2 м, если диаметр поршня d = 0,2 м, а сила, действующая на поршень, Р = 3 кН. Плотность жидкости ρ = 850 кг/м3.

Задача 2.5. Определить абсолютное давление р0 в закрытом резервуаре, если в трубке, присоединенной к резервуару, ртуть поднялась на h = 0,2 м. Атмосферное давление ра = 0,1 МПа, плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Похожие:

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Нижний Новгород
Мордашов Ю. Ф., Димов Н. Н., Жустев И. В. / Учебно-методическое пособие. Н. Новгород: вгипу, 2010. – 62 с

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие для абитуриентов, выпускников, учителей...
В 75 Воробьёва М. С. Н. В. Гоголь. «Шинель», «Ревизор», «Мёртвые души». Учебно-методическое пособие для абитуриентов, выпускников,...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Нижний Новгород
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 190603. 65 Сервис транспортных машин и оборудования...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Нижний Новгород 2010 министерство образования...
Учебно-методическое пособие предназначено для курсового проектирования по специальности 061000 дисциплине «Основы транспортно-экспедиционного...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Нижний Новгород 2010 министерство образования...
Учебно-методическое пособие предназначено для курсового проектирования по специальности 061000 дисциплине «Основы транспортно-экспедиционного...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальностям...
Конфликтология: теория и практика управления конфликтами: Учебно-методическое пособие: Для студентов, обучающихся по специальностям...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие. Н. Новгород: нгпу, 2008. 55 с
Теоретические и прикладные проблемы номинации в курсе «Теория языка»: Учебно-методическое пособие. – Н. Новгород: нгпу, 2008. – 55...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие Н. Новгород
...

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconУчебно-методическое пособие специальность 050104 «Безопасность жизнедеятельности»
Учебно-методическое пособие / М. Б. Звонкова, А. В. Неделяева, Ю. В. Егорова, Е. Л. Агеева Н. Новгород: нгпу, 2008. 48 с

Учебно-методическое пособие Нижний Новгород iconПрактикум Нижний Новгород 2011 Министерство образования и науки РФ...
Учебно-методическое пособие предназначено для преподавателей, аспирантов, студентов, занимающихся изучением истории экономики



Образовательный материал



При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
www.lit-yaz.ru
главная страница