Hüdraulika Ülesanne 3 (variant 3) (0)

Ülesanne 3 (variant 3)
Vertikaalselt paiknev hüdrosilinder peab tõstma koormust massiga m kG. Milline peab olema koormust tõstva silindri minimaalne läbimõõt d mm, kui rõhk p süsteemis ei tohi ületada 200bar ja silindri mehaaniline kasutegur ɳm? Valida silindrite standardsete läbimõõtude reast lähim sobiva läbimõõduga silinder. Milline peaks olema valitud silindri käitamiseks kasutatava töövedeliku rõhk, bar? Hüdrosilindrite normaalläbimõõtude (mm) rida: 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50,63, 80, 100, 125, 160, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400.
Antud:
m = 320 kg
ɳ = 0,94
pmax=200bar
Leida:
d=?
pkäit=?
Teisendan ühikud valemi jaoks sobivaks .
1kg=10N
320kg= 320*10=3200N
1bar=105Pa
200bar=200*105Pa=200*105N/m2
Valemid:
F =mg
F=pa
A =r 2
d =2r=2
P –pinnale mõjuv vedeliku rõhk, N/m2;
F –mõjuv välisjõud, N;
A –jõudu ülekandva pinna pindala, m2.
Arvutuskäik:
F=320kgx9,81=3139,2N
A==0,000166979=166,979m
d=2=14,6mm
Arvutame töövedeliku rõhu 16mm läbimõõduga silindri puhul.
A=x=200,96
p==166, 2bar
Vastus:
320 kg massiga koormuse vertikaalsel tõstmisel töövedeliku rõhuga 200 bar on vajalik 14,6 mm läbimõõduga hüdrosilinder. Valisin 16mm läbimõõduga silindri, sest siis jääb rõhk koormuse tõstmisel alla 200bar-i.
Ülesanne 2. (variant 3)
Variant 3
Arvutada, milline on vedeliku poolt mahuti põhjale avaldatav hüdrostaatiline rõhk ( bar ), kui mahuti on täidetud vedelikuga, mille tihedus ρ = 500 kg/m3 ja vedeliku vabale pinnale mõjuv väline ülerõhk p0 = 0,045 bar. Vedeliku taseme kõrgus mahutis on h = 3,5 m.
Valemid.
p = hg
p = hüdrostaatiline rõhk vaadeldavas vedeliku punktis [ ]
N
h = vaadeldava punkti kaugus vedeliku pinnast vertikaalsuunas [m]
ρ = vedeliku tihedus [ kg/m3 ]
g = raskuskiirendus , 9,81 [ ]
Kui vedeliku pinnale mõjub mingi välisrõhk, siis on hüdrostaatiline rõhk vedeliku mingis punktis selle mõjuva välisrõhu võrra suurem:
p = p0 + hg
p0 = vedeliku pinnale mõjuv välisrõhk
Arvutuskäik:
=0,045bar= 0,045x= 4500
p= 4500+3,5x500x9,81 = 21667,5
p= = 0,22bar
Vastus:
Vedeliku poolt avaldatav hüdrostaatiline rõhk mahuti põhjale on 0,22bar
Ülesanne 11. (variant 3)
V1 = 1,8 m3 normaalrõhul olevat õhk, mille temperatuur on t1 = 18°C, surutakse kokku mahuni V2 =0,6m3 . Lugedes protsessi polütroopseks, arvutada, millised on gaasi rõhk p2 [bar] , temperatuur t2
[°C] ja tihedus ρ2 [kg/m3] peale kokkusurumist. Gaasi konstant R = 287 J/kg
Valemid:
Polütroobi astendajaks k võtame kaheaatomilise gaasi puhul 1,4.
n = k = 1,4
Gaasi rõhk peale surumist
=n
Gaasi temperatuur peale surumist
=n-1
Gaasi tihedus peale kokkusurumist
=
pV=mRT siit, m=
=
Arvutuskäik:
= 1,01325x= 4,65bar
= 291x= 451,7= 178,6 °C
== 3,58
Vastus:
Peale kokkusurumist mahult V1 = 1,4 m3 mahuni V2 = 0,6 m3 on hapniku rõhk p2 = 4,65bar ,
temperatuur t2 = 178,6°Cja tihedus ρ2 = 3,58
Ülesanne 5. (variant 3)
Hüdrosilinder, mille siseläbimõõt on 40mm, nihutab koormust kiirusega 240 mm/min. Arvutada silindrit toitva pumba minimaalselt vajalik tootlikkus q l/min. On teada, et süsteemi mahulised kaod moodustavad pumba tootlikkusest q 6%.
Vastus:
Vajatav pumba tootlikkus on võrdne 1 minuti jooksul täidetava silindri maht, millel on sama diameeter käigupikkusega 0,24 meetrit. Seega kui on teada et silindri põhjapindala on
S=
S=1256=0,001256
ning kõrgus 0,24m, siis silindri ruumala on
’V=Sh, seega
V=0,001256x0,24=0,000301=0,301l
... mis tähendab, et pumba tootlikkus peab olema 6% mahuliste süsteemi kadude korral
q==0,32l/min
Ülessane 7 (variant 3)
Torustikus mille siseläbimõõt on 10 mm, voolab vedelik kiirusega 2 m/s. vedeliku tihedus on 800
kg/m3. Arvutada, milline on rõhukadu meetrites ja barides, kui torustiku pikkus on l m. vedeliku kinemaatilise viskoossuse tegur on 25 mm2/s. kohalike takistuste tegurite summa on20 Ʃξ.
Leida:
∆h1-2= ? m
∆p1-2= ? bar
Teisendan ühikud sobivaks:
Arvutan Reynoldsi arvu:
v –vedeliku voolukiirus, m/s;
d –toru siseläbimõõt, m;
ν –vedeliku kinemaatilise viskoossuse tegur, m2/s
Re –Reynoldsi arv, dimonsioonita suurus.
Re