Hüdraulika - Koduse tööde lahendus (0)

TALLINNA TEHNIKAKÕRGKOOL

TALLINN COLLEGE OF ENGINEERING

KODUSED TÖÖD
Õppeaines: HÜDRAULIKA, PNEUMAATIKA
Variant: nr. 30
Mehaanikateaduskond
Üliõpilane: Dmitri Himotshka
Õpperühm: KMI-31
Õppejõud: Rein Soots
Tallinn 2011
Ülesanne 1
Antud:
ρ = 13600kg/m3
h = 8400 mm = 8,4 m
g = 9,81 m/s²
Leida:
p1 = ? Pa
p2 = ? Ba
p3 = ? MPa
Lahendus:
8400 mmHg = 8400 Tr = 133,3 * 84000 = 1119720 Pa
p = ρhg
p1 = 8,4 m * 13600kg/m3 * 9,81 m/s² = 1120694 Pa
p2 = 1120694 Pa / 105 = 112,07 bar
p3 = 1120694 Pa / 106 = 11,207 MPa
Vastus:
p1 = 1120694 Pa
p2 = 112,07 Ba
p3 = 11,207 MPa
Ülesanne 3
Antud:
p = 200 bar = 2 · 107 Pa
m = 10000 kg
ŋ = 0,8
Leida:
dmin = ?
Lahendus:

Leian silindri ristlõike pindala.
kus: p – pinnale mõjuv rõhk, [Pa]
A – vedelikuga koormatud seina osa pindala, [m2]
F = mg - pinnale mõjuv rõhu jõud, [N – m/s2; m – mass (kg); g – raskuskiir., (~9,8m/s2)],
η – seadme mehaaniline kasutegur
2) Leian silindri minimaalse läbimõõdu.
kus: A - vedelikuga koormatud seina osa pindala, [m2]
d – ringi diameeter , [m2]
π – Archimedese konstant, [~3,14]
Vastus: Silindri minimaalne läbimõõt peaks olema 88,3 mm.
Ülesanne 4
Antud:
q = 100 l/min = 0,1 m3/min = 0,00167 m3/s
v = 3 m/s
Leida:
Ds = ?
Lahendus:

Leian toru ristlõike pindala.
kus: q – mahuline vooluhulk, [l/m]
A – voolu ristlõike pindala, [m2]
v – vedeliku voolukiirus , [m/s]
2) Leian toru diameetri:
kus: A - vedelikuga koormatud seina osa pindala, [m2]
d – ringi diameeter, [m2]
π – Archimedese konstant, [~3,14]
3) Arvutan välja maksimaalse rõhu, kui tõmbepinge .[Rm ] = 400 N /mm2
kus: [σ] – toru materjali lubatud tõmbepinge, [Pa]
p – maksimaalne rõhk, [Pa]
Ds – toru siseläbimõõt, [m]
t – toru seina paksus, [m]
Vastus: torustike minimaalne siseläbimõõt peab olema 23 mm, mis tagaks lubatud voolukiiruse. Standartite järgi valin toru, mille siseläbimõõt on 24 mm ja seina paksus on 2mm. Lubatud maksimaalne rõhk on antud torus on 333 bar-i.
Ülesanne 5
Antud:
Hüdrosilindri siseläbimõõt: d =200mm = 0,2m
Koormuse nihutamise kiirus: v =600mm/min = 0,01 m/s
Süsteemi mahulised kaod pumba tootlikkusest: q= 2%
Leida:
silindrit toitva pumba minimaalselt vajalik tootlikkus q l/min - ?
Lahendus:
Arvestades et hüdrosilindri siseläbimõõt on võrdne kolvi pindalaga, leiame hüdrosilindri kolvi pindala A:
A=Π*r2
r – hüdrosilindri kolvi raadius m
r =0,5*d
r =0,5*0,2 =0,1 m
A =3, 1416 *0,12 =0,0314m2
Et leida silindrit toitva pumba minimaalselt vajalik tootlikkus q l/min, kasutame valemit
mahulist vooluhulka.
qv =v*A m3/s
qv – mahuline vooluhulk m3/s
qv =0,01*0,0314 = 0,000314m3/s
Võttes arvesse, et süsteemi mahulised kaod moodustavad pumba tootlikkusest 2 %, leiame silindrit toitva pumba minimaalselt vajaliku tootlikkuse q l/min järgnevalt:
qv =q-0,02q
qv =0,98 q
q =
q = =0,00032 m3/s =19,2 l/min
Vastus: Silindrit toitva pumba minimaalselt vajalik tootlikkus on 19,2 l/min.
Ülesanne 7
Antud:
Torustiku siseläbimõõt: d= 24mm =0,024m
Vedeliku voolamise kiirus: v= 1m/s
Vedeliku tihedus: ρ = 860kg/m3
Torustiku pikkus: L =25 m
Vedeliku kinemaatilise viskoossuse tegur: υ = 20 mm2/s = 20*10-6 m2/s
Kohalike takistuste tegurite summa: Σξ =20
Leida:
Milline on rõhukadu meetrites ja baarides-?
Lahendus:
Leiame kogu rõhukao vedeliku voolamisel kahe vooluristlõike vahel. See on arvutatav
hõõrdekadude ja kohalike kadude summana:
m
- hõõrdetakistustest põhjustatud rõhukadu ristlõigete 1 ja 2 vahel
- kohalikest takistustest põhjustatud rõhukadu ristlõigete 1 ja 2 vahel
m
λ – hõõrdetakistuse tegur g – raskuskiirendus , ≈9,81 m/s2
Teeme kindlaks, kas tegemist on laminaarse või turbulentse voolamisega:
Re =
Re = =1200
1200