Задания для контрольной работы

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

по дисциплине

"Гидравлические и пневматические системы в автомобилестроении"

Ростов-на-Дону, 2016

Составители: старший преподаватель Д.С. Апрышкин,

   старший преподаватель А.Д. Гришков

Гидравлические и пневматические системы в автомобилестроении: Метод. указания / Издательский центр ДГТУ, Ростов-на-Дону, 2016, 11 с.

Методические указания и контрольные задания составлены в соответствии с программой дисциплины «Гидравлические и пневматические системы в автомобилестроении» и предназначены для студентов направлений 23.03.01 «Технология транспортных процессов», 23.03.03 “ Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов ” заочной формы обучения. Методические указания содержат рекомендации по систематическому изучению дисциплины и самостоятельному выполнению контрольных заданий.

Печатается по решению методической комиссии факультета

«Транспорт, сервис и эксплуатация»

Рецензент – канд. техн. наук, доцент С.Г. Соловьев

ã Издательский центр ДГТУ, 2016

ТЕМАТИКА И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

«Гидравлические и пневматические системы в автомобилестроении»

Контрольная работа выполняется в тетради или на листах формата А4. Ответы па вопросы должны иллюстрироваться схемами и эскизами.

Задания для контрольной работы

Таблица выбора вариантов контрольной работы по предмету

«Гидравлические и пневматические системы в автомобилестроении»

Выбор номеров вопросов определяется буквами в фамилии, имени и отчеству студента, которые записываются в виде таблички, где буква в Ф.И.О. определяет строку вариантов, а порядковый номер буквы Ф.И.О. укажет номер вопроса в данной строке (номер столбца)

Таблица 1

Студент: Сидоров Андрей

1. Основные понятия и определения гидростатики. Физические свойства жидкостей. Приборы для измерения вязкости жидкостей. Выбор рабочих жидкостей.

5. Гидростатическое давление и его свойства . Основное уравнение гидростатики.

6. Гидростатическое давление на плоские стенки.

7. Гидростатическое давление на криволинейные поверхности.

8. Закон Архимеда

9. Жидкостные приборы для измерения давления. Принцип действия и области применения приборов.

10. Механические приборы для измерения давления. Принцип действия и области применения приборов.

11. Гидравлический пресс. Принцип действия и области применения гидростатических машин.

12. Гидравлический аккумулятор. Принцип действия и области применения гидростатических машин

13. Основные понятия и определения гидродинамики. Виды движения жидкостей.

14. Уравнение неразрывности потока.

15. Уравнение Бернулли.

16. Ламинарный режим движения жидкости.

17. Турбулентный режим движения жидкости.

18. Вязкость жидкости и законы внутреннего трения.

19. Потери напора при равномерном движении.

20. Неньютоновские жидкости.

21. Местные сопротивления. Причины возникновения местных сопротивлений.

22. Истечение жидкости из отверстий.

23. Истечение жидкости из насадков.

24. Назначение и классификация трубопроводов.

25. Основные задачи при расчёте и проектировании трубопроводов.

26. Кавитация. Причины возникновения и последствия.

27. Сифонные трубопроводы.

28. Причины возникновения гидравлического удара в трубах.

29. Чем опасен гидравлический удар в трубопроводах?

30. Классификация насосов.

31. Принцип действия динамических насосов. Основные параметры насосов.

32. Принцип действия центробежных насосов.

33. Области применения центробежных насосов.

34. Принцип действия объёмных насосов.

35. Принцип действия поршневых насосов однократного действия.

36. Принцип действия поршневых насосов двукратного действия.

37. Принцип действия поршневых компрессоров.

38. Принцип действия турбокомпрессоров.

39. Уравнение состояния идеального газа (Клапейрона - Менделеева).

40. Первый и второй законы термодинамики.

41. Тепловое расшире­ние и сжимаемость газа.

42. Цикл Карно.

43. Законы идеального газа (законы Гей - Люссака, Шарля и Бойля-Мариотта).

44. Термодинамический процесс.

45. Изохорический и изобарический процесс.

46. Адиабатный и политропный процесс.

47. Структурная схема преобразования энергии в пневматическом приводе.

48. Требования к гидроприводам, их классификация, достоинства и недостатки.

49. Принцип работы гидравлического привода. Области применения гидропри­водов.

50. Основные элементы объемных гидроприводов, их назначение.

51. Схема и принцип действия одностороннего гидроцилиндра.

52. Классификация пневмоприводов.

53. Назначение и область применения пневмоприводов.

54. Достоииства и недостатки пневмоприводов.

55. Принцип действия одностороннего гидроцилиндра.

56. Назначение гидрораспределителей.

57. Сущность объемного регулирования.

58. Сущность дроссельного регулирования.

59. Достоинства и недостатки схем объемного регулирования.

60. Достоинства и недостатки дроссельного регулирования.

61. Сосуд, в котором абсолютное давление воздуха ниже атмосферного, р= 60 кПа, соединён трубой с сосудом 2, в котором давление на поверхности воды равно атмосферному. Определить вакуум в сосуде 1 и высоту поднятия воды в трубе h_вак .

62. В цилиндрический бак диаметром D = 2м до уровня Н = 1,5м налиты вода и бензин. Уровень воды в пьезометре ниже бензина на h = 300мм. Определить вес находящегося в баке бензина, если r_б = 700 кг/м³ .

63. Чугунный трубопровод длиной l = 1 км и диаметром d = 200 мм имеет разность давлений в начале и в конце Δр = 98 кН/м² = 1 кгс/см² . Определить какой транзитный расход Q_тр возможен в трубопрводе при непрерывной раздаче, если удельный путевой расход q₀ = 0.01 л/с/м.

64. Из открытого резервуара через донное отверстие с острыми кромками вытекает вода при высоте ее над центром отверстия 3 м. Определить, каким должно быть избыточное давление в баке, чтобы расход воды через отверстие того же размера увеличить в два раза.

65. Найти расход и скорость истечения через круглое отверстие диаметром 20 мм в тонкой стенке, если глубина погружения центра отверстия под свободной поверхностью 2,6 м и площадь сосуда значительно больше площади отверстия. Коэффициент расхода принять равным 0,62.

66. Из бачка через отверстие с острыми краями вытекает вода при постоянном напоре 1,6 м. Диаметр отверстия 20 мм. Определить расход воды через отверстие.

67. В дне цилиндрического бака, имеющего площадь дна 2,4 м² , расположено круглое отверстие диаметром 6 см. Определить, за какое время из бака через отверстие вытечет половина объема воды, если в момент открытия отверстия глубина наполнения бака 2 м. Притока воды в баке нет.

68. Определить полную потерю напора в трубопроводе диаметром 100 мм, длиной 2,8 км при движении легкой нефти со средней скоростью 1,25 м/с. Плотность нефти ρ= 760 кг/м³ , кинематический коэффициент вязкости нефти ν = 0,22сСт. В трубопроводе имеются местные сопротивления: обратный клапан, открытая задвижка и поворот. Шероховатость труб принять к = 0,1 мм.

69. Определить расход воды , вытекающей через круглое отверстие диаметром d=10мм . Напор воды над центром отверстия H=3,4 м

70. Через круглое незатопленное отверстие в тонкой стенке диаметром d=25мм вытекает вода. Каким должен быть напор воды над центром отверстия , чтобы ее расход Q был равен 2,6 л/с .

71. Определить расход воды через квадратное затопление отверстие со стороны а=150мм , если глубина погружения центра отверстия под свободной поверхностью с напорной стороны H₁ =4,4м , а с низовой стороны H₂ =2,2м . Скоростью подхода воды пренебречь .

72. Цилиндрический резервуар диаметром D=4м и высотой H=6м имеет у дна отверстие диаметром d=100мм . Определить время полного опорожнения резервуар, если коэффициент расхода отверстия m=0,62 .

73. Определить КПД насосной установки. Насос подает 380 дм³ /мин мазута с плотностью 900 кг/м³ . Полный напор 30,8 м. Потребляемая двигателем мощность 2,5 кВт.

74. Определить высоту расположения оси центробежного насоса над свободной поверхностью воды в водоеме при следующих данных: диаметр всасывающей трубы 0,25 м.; расход воды 0,06 м³ /с; давление перед входом в насос 0,4×10⁵ Па; потери напора по длине и в местных сопротивлениях h_пот =0,8 м; плотность воды 1000 кг/м³ .

75. Насос перекачивает жидкость плотностью 960 кг/м³ из резервуара с атмосферным давлением в аппарат, давление в котором составляет 3,7 МПа. Высота подъема 16м. Общее сопротивление всасывающей и нагнетательной линий 65,6 м. Определить полный напор, развиваемый насосом.

76. Насос перекачивает жидкость плотностью 860 кг/м³ . Показание манометра на нагнетательном трубопроводе 0,18 МПа, показание вакуумметра на всасывающем трубопроводе перед насосом 29 кПа. Манометр присоединен на 0,5 м выше вакуумметра. Всасывающий и нагнетательный трубопроводы одинакового диаметра. Какой напор развивает насос?

77. Определить напор, развиваемый насосом, если вакуумметр на всасе показывает 0,01 МПа, а манометр на выкиде показывает 0,63 МПа. Расстояние по вертикали между точками присоединения вакуумметра и манометра 50 см.

78. Определить КПД поршневого насоса. Насос подает 200 л/мин мазута, плотность мазута 900 кг/м³ . Полный напор Н=20 м. Потребляемая двигателем мощность 1 кВт.

79. Определить объемный КПД поршневого насоса простого действия, если диаметр поршня d=200 мм; длина хода поршня S=480 мм; число оборотов в минуту n=55 об/мин. Производительность насоса равна 30 м³ /ч.

80. Определить коэффициент подачи первой ступени компрессора, техническая характеристика которого следующая: диаметр цилиндра D=300 мм, диаметр штока поршня d=60 мм, ход поршня S=160 мм, число оборотов n=600 об/мин, производительность компрессора, отнесенная к условиям всасывания равна Q=8 м³ /мин.

81. Определить производительность поршневого компрессора двойного действия, если диаметр поршня D=500 мм, диаметр штока поршня d=125 мм, длина хода поршня S=800 мм, число оборотов в минуту – 120, коэффициент подачи – 0,91.

82. Поршневой насос простого действия для воды с диаметром поршня D=150 мм, длина хода поршня S=200 мм, число ходов в минуту n=90, объемный КПД h_о =0,9. Определить подачу насоса.

83. Определить допустимую высоту всасывания поршневого насоса, если диаметр поршня D=250 мм, ход поршня S=150 мм, число двойных ходов в минуту n=60. Диаметр всасывающей трубы d=100 мм, ее длина l=6 м, вода с температурой 20⁰ С перекачивается из открытого резервуара.

84. Определить мощность поршневого насоса, подающего 32 т/ч нефти плотностью 836 кг/м³ , вязкостью n=0,6 10^-4 м² /с на высоту Н_Г =41 м. Длина напорного трубопровода l_н =620 м, его диаметр d_н =100 мм. Длина всасывающего трубопровода l_в =18 м, диаметр d_в =150 мм. Коэффициент полезного действия насоса 70%.

85. Определить мощность поршневого насоса, подающего 24,2 т/ч нефти плотностью 860 кг/м³ кинематической вязкостью 0,4 Ст на высоту 20 м по напорному трубопроводу диаметром 76 мм и длиной 600 м. Всасывающий трубопровод диаметром 150 мм имеет длину 12 м. Коэффициент полезного действия насоса 72%.

86. Рабочая жидкость с вязкостью n = 0,2 Ст и плотностью ρ= 900 кг/м³ подается в цилиндр пресса грузовым гидроаккумулятором по трубопроводу длиной l = 100 м и диаметром d = 30 мм. Вес груза аккумуляторат G = 380 кН; диаметр поршня D₁ =220 мм. Определить скорость движения плунжера, если усилие прессования F = 650 кН, а диаметр плунжера D₂ = 300 мм. Режим течения в трубе принять ламинарным. Весом плунжера пренебречь.

87. Определить давление, создаваемое насосом и его подачу, если преодолеваемая сила вдоль штока F - = 10 кН, а скорость перемещения поршня v _п = 0,1 м/с. Учесть потерю давления на трение в трубопроводе, общая длина которого l = 8 м; диаметр d = l 4 мм. Каждый канал распределителя по сопротивлению экви­валентен длине трубопровода I _э =100 d . Диаметр поршня D=100 мм, площадью штока пренебречь. Вязкость масла ν=l Ст; плотность р = 900 кг/м³ .

88. При испытании поршневого насоса двойного действия определено (по водомеру), что за 1 час им подано 15,1 м³ воды. Длина хода поршня S = 0,2 м, диаметр штока поршня d = 50 мм, диаметр поршня D = 150 мм, число двойных ходов в минуту n = 40. Определить объёмный КПД насоса.

89. Определить перепад давления в силовом гидроцилиндре Δр_ц , шток которого нагружен постоянной си­лой F =16 кН, если скорость подъема поршня равна v_п = 0,2 м/с. Диаметры: поршня D = 60 мм; штока d_ш = 20 мм. Трубопровод, по кото­рому жидкость движется из гидроцилиндра через распреде­литель К в бачок, имеет длину l = 6 м; диаметр d = 10 мм. Свойства жидкости: ν = 4 Ст; ρ = 850 кг/м³ . Со­противлением распределителя К пренебречь. Избыточное давление в баке считать равным нулю, нивелирные высоты не учитывать.

Указание. Следует записать уравнение равновесия поршня и из него выразить Δр_ц через давление p ₂ ,, которое является функцией скорости в трубопроводе.

90. Определить давление, создаваемое насосом, если длины трубопроводов до и после гидроцилиндра равны 1=5 м; их диаметры d _т = l 5 мм; диаметры: поршня D = = 60 мм; штока d_ш = 40 мм; сила на штоке F =1 кН; подача насоса Q = l,2 л/с; вязкость рабочей жидкости υ = 0,5 Ст; плотность ρ = 900 кг/м³ .