Bài tập nhóm môn thủy lực

Chia sẻ: Nguyễn Lâm | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

1.390
lượt xem 461
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo về Bài tập nhóm môn thủy lực gồm đề bài và hướng dẫn giải hay và bổ ích. Mời các bạn cùng tham khảo học tập.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập nhóm môn thủy lực

Bài Tập Nhóm Môn: Thủy Lực Bài 6-3 Bơm Động cơ thủy lực N1 N2 P1 P2 L,D 1 1 2 2 0 0 Cho N1 = 300 kw λ = 0.03 L = 1500 m Q = 0.2 m3/s D = 400 m = 0.4 m 1. Tính: NW 2. Tính: P1, P2 Giải 1.Phương trình Becnuli cho mặt cắt 1-1 và 2-2 ( mặt chuẩn 0-0 ) P1 V12 P2 V 22 Z1 + + α1 = Z2 + + α2 + htb1− 2 (1) γ 2g γ 2g Trong đó : Z1 = Z2 = 0 V1 = V2 = 0 α1 = α 2 = 1 2 p l v Từ (1) Suy ra: λ = . . γ D 2g Với λ = 0,03 , l=1500 m, D= 0,4 m, Q= 0,2 m3/s 2 8. Q → htb1− = d = . l . 2 h λ D Π.D 4 . g 2 2 8. 0, 2 = 0,03. 1500 . = ,54( m) 14 0,4 Π0,4 4.9,81 2 . ∗ Tổn thất công suất trong đường ống γ Ta có: Nw = .Q. ( + P V2 +Z ) γ 2g Nhóm:9 Trang: 1
Bài Tập Nhóm Môn: Thủy Lực Với: γ = 9810N/m3, D = 0.4m P Q = 0.2 m3/s , γ = 14.54m Z=0 P V 2  P 8Q 2  Vậy : Nw = γ . Q .  + γ +Z  = γ .Q. + 2 4 + Z  γ π D g   2g     8.0,2 2  14.54 + Nw = 9810 . 0,2    3,14 .0,4 .9,81  2 4  →Nw =28781(W) = 28,781(Kw) 2. Tính áp suất P1 do bơm tạo ra tại đầu đường ống và áp suất P2 trước động cơ thủy lực ở cuối đường ống. Ta có công suất của động cơ thủy lực: N2 = N1 – Nw = 300 – 28,781 = 271,219(Kw) Công suất của bơm: P V2  N1 =γ.Q 1 + γ +Z    2g  N 8.Q 2  ⇒ 1 =γ. 1 − 2 4 P γ.Q   Với Z= 0  πD g   3.10 5 8.0,2 2  =9810. 9810.0,2 − 3,14 2.0,4 4.9,81  =1,5.10 ( N / m )  6 2   • Công suất của động cơ thủy lực: P V2  N 2 =γ.Q 1 + γ +Z   (với z=0)  2g  N 8.Q 2  P γ ⇒ 2 = . 2 − 2 4   γ.Q πD g   271219 8.0,2 2  =9810. 9810.0,2 − = ,35.10 6 ( N / m 2 ) 1  3,14 .0,4 .9,81  2 4  Nhóm:9 Trang: 2
Bài Tập Nhóm Môn: Thủy Lực BÀI 6.6 3 L=20m ; D = 150mm h 3 ξ = 2 ; λ = 0,03 B? l = 12m ; d = 150mm 1 z 1 ξ r = 6 ; ξ c = 0,2 , λ = 0,030 0 2 2 0 Q= ? ; Pck = 6mH2O Z =? Giải: Bài Giải Phương trình Becnuli cho mặt cắt 1 -1 và 2 – 2 2 2 z1 + P + α1 V g = z 2 + p + α 2 V g + htb1−2 γ 1 2 1 γ 2 2 (1) 2 z1 = z ; z2 = 0 ; V1 = 0 ; V2 = 0 P = P2 = Pa 1 α1 = α 2 = 1 ξ1 + ξ 2 = 1 + 2 = 3 2 2 L 150 h tb1− 2 = (ξ + λ D ) Vg = (ξ 1 + ξ 2 + λ D ) Π82Q 4g = 2 7 .8 .Q L L λ. = 0,03 =4 2 D Π 2 . D 4 .g D 0,15 Thay vào (1) ta được 7. 8. Q 2 Z = h tb1− 2 = Π 2 D 4 .g (2) Phương trình Becnuli cho mặt cắt 2-2 và 3-3 (mặt chuẩn 0-0) 2 2 Z2 + P2 γ + α 2 V2g = z 3 + 2 p3 γ + α 3 V3g + htb 2− 3 (3) 2 z2=0 ; z3= h+z = 2+z ; p2= pa ; v2=0 V3 = V = Πd 2 4Q α2 = α3 =1 h tb 2−3 = (ξr +ξc + λ d ) Π2Q 4 g = 8,6. Π2Q 4 g 2 2 l 8 8 d d Thay vào (3) ta được: 2 P2 γ = h+ z+ P3 γ + α 3 V3g + htb 2−3 2 Pa − P3 8Q 2 2 ⇒ γ = 2+ Z + Π 2d 4 g + 8,6 Π82Q 4 g d 8Q 2 ⇒ 6= 2+ Z + Π 2d 4 g (1 + 8,6) 8Q 2 4 =Z +9,6 Π d 4g 2 ( 4) Giải (2) và (4) với d=D=0,15(m) ta được : Q=0,0384( m3/s) = 38,4 (l/s) Z=1,7 m Nhóm:9 Trang: 3
Bài Tập Nhóm Môn: Thủy Lực Bài 6.7: 2 Pa 2 h 0 1 1 0 Đề cho: Q = 60 ( v ph ) = 1( l s ) + t = 20 C : υ = 2 St = 2.10 ( m s ) 0 0 −4 2 δ = 0,92 ⇒ γ 1 = 0,92.9810 = 9025, 2 ( N m3 ) + Đường ống: L = 5m ; d = 35mm + ∆= 0,1mm; hc =10 0 0 hd ; h =1m Tính: + P tại mặt cắt vào của bơm. + Với t = 800 C;υ = 1St = 10− 4 ; δ = 0,85 thì P=? Bài giải: 1. Phương trình becnuli cho mặt cắt 1-1 và 2-2: P1 v12 P2 2 v2 Z1 + + α 1 = Z2 + + α 2 + htb1− 2 (1) γ 2g γ 2g Với: 4Q Z1 = h; Z 2 = 0; v1 = 0; v2 = πd2 Ta có: v.D 4.Q 4.10−3 Re1 = = = = 182 < 2320 υ π .d .υ π .0, 035.2.10−4 ⇒ là dòng chảy tầng →α1 = α2 = 2. 2 2  l  v  l  8Q htb1− 2 = hc + hd =  ξ + λ . . =  ξ + λ. . 2 4  d  2g  d  π .d .g Nhóm:9 Trang: 4
Bài Tập Nhóm Môn: Thủy Lực 64 Với: λ = Re = 0, 35 1 Thay vào (1) ta được: P P2 8Q 2 h + = + α 2 2 4 + htb1− 2 1 γ1 γ1 π .d .g Pa − P2 Pck 2.8.(10−3 ) 2 5 8.(10−3 ) 2 ⇒ = = + 0,35. . −1 γ1 γ 1 π 2 .(0, 035) 4 .9,81 0, 035 π 2 .(0, 035)4 .9,81 = 2,1 (m cột dầu) 9025, 2 ⇒ Pck = 2,1. = 0,19(at ) 98000 2. Khi t = 800C ; υ = 1St ; δ = 0, 85 v.d 4Q 4.10− 3 Re = = = = 3640 > 2320 υ π dυ π .0, 035.10−4 → là chảy rối α1 = α2 = 1. Do Re nhỏ nên trạng thái dòng chảy là chảy rối thành trơn thủy lực. 0, 3164 0, 3164 ⇒ λ = 0,25 = = 0, 04 Re 34600,25 Như vậy: P2 − Pa  8Q 2 l 8Q 2  = h − α2 . 2 4 + λ. . 2 4  γ  π d g d π d g 8Q 2  λ  l =h − α + .  πd g  2 4 2 d  8(10−3 ) 2  5  =1− 2 1 + 0, 04. π .(0, 035) 4 .9, 81   0, 035   Pdu =0, 62 (m cột dầu) γ Với γ 2 = 0, 85.9810 = 8338, 5( N m3 ) 0, 62.8338, 5 ⇒ Pdu = = 0, 05(at ) 0, 98.105 Nhóm:9 Trang: 5
Bài Tập Nhóm Môn: Thủy Lực BÀI:6-8. 1 2 0 0 D 1 2 - Viết phương trình Becnuli cho các mặt cắt 1-1, 2-2 (mặt chuẩn O-O). p1 v12 p2 2 v2 z1 + + α1 = z2 + +α2 + htb1−2 γd 2g γd 2g Trong đó: z1 = z2 = 0 Q 50.10 −3 = = 2,83 v1 = v2 = v = S 150 −3 2 (m/s). π .( .10 ) 2 Vì đường ống có chiều dài lớn nên ta có thể bỏ qua tổn thất cục bộ. l v2 htb1−2 = hd = λ. . D 2g * Khi t = 100C tra biểu đồ hình 6-8 trang 171(BT thủy lực và máy thủy lực) ta có: cm 2 m2 υ1 = 3( ) = 3.10 −4 ( ) N s s ⇒ γ 1 = 0,9.9810 = 8829( ) m3 δ 1 = 0,9 v.D 2,83.150.10 −3 Suy ra: Re1 = = = 1415 < 2320 υ 3.10 −4 → Là dòng chảy tầng: α 1 = α 2 = α = 2 64 64 ⇒λ = = = 0,045 Re1 1415 p1 − p 2 l v2 5.10 3 2,83 2 Như vậy: = htb1− 2 = hd = λ. . = 0,045. . = 612,3 m cột dầu γd D 2g 150.10 −3 2.9,81 ⇒ ∆p = p1 − p 2 =612,3 . 8829 = 5,4.106 (N/m2) Nhóm:9 Trang: 6
Bài Tập Nhóm Môn: Thủy Lực * Khi t = 200C tra biểu đồ ta có: cm 2 m2 υ 2 = 1,25( ) = 1,25.10 − 4 ( ) s s δ 2 = 0,894 N ⇒ γ 2 = 0,894.9810 = 8770( ) m3 v.D 2,83.150.10 −3 Suy ra: Re 2 = = = 3396 > 2320 υ 1,25.10 − 4 → Là dòng chảy rối: α 1 = α 2 = α = 1 - Do Re2 nhỏ nên trạng thái dòng chảy là chảy rối thành trơn thủy lực. 0,3164 0,3164 ⇒λ = 0 , 25 = = 0,041 Re 2 (3396) 0, 25 p1 − p 2 l v2 5.10 3 2,83 2 Như vậy: = htb1− 2 = hd = λ. . = 0,041. . = 557,87 m cột γd D 2g 150.10 −3 2.9,81 dầu. ⇒ ∆p = p1 − p 2 = 557,87 . 8770 = 4,9 . 106 (N/m2) * Khi t = 300C tra biểu đồ ta có: cm 2 m2 υ 3 = 0,5( ) = 0,5.10 −4 ( ) s s δ 3 = 0,889 N ⇒ γ 3 = 0,889.9810 = 8721( ) m3 v.D 2,83.150.10 −3 Suy ra: Re 3 = = = 8490 > 2320 υ 0,5.10 −4 → Là dòng chảy rối: α 1 = α 2 = α = 1 - Do Re3 nhỏ nên trạng thái dòng chảy là chảy rối thành trơn thủy lực. 0,3164 0,3164 ⇒λ = 0 , 25 = = 0,033 Re 2 (8490) 0, 25 p1 − p 2 l v2 5.10 3 2,83 2 Như vậy: = htb1− 2 = hd = λ. . = 0,033. . = 449 m cột dầu. γd D 2g 150.10 −3 2.9,81 Nhóm:9 Trang: 7
Bài Tập Nhóm Môn: Thủy Lực ⇒ ∆p = p1 − p 2 = 449 . 8721 = 3,9 . 106 (N/m2) Bài 4-15: 1 D 1 h Cho: P =760mmHg =9,8.104(N/m2) to = 200C → T = 273 0K D = 0,2m , µ = 0,95 Giải 1.Tính lưu lượng không khí khi cột áp của rượi dùng trong chân không kế h=0,25(m) γ r =800 N / m 2 ∗ Chọn mặt cắt 1-1, 2-2 như hình vẽ chọn măt phẳng đi qua trục quạt, làm mặt chuẩn. Ta có phương trình Becnuli tại 2 mặt cắt đó là: P1 V12 P2 V22 Z1 + + α 1 = Z2 + +α2 + hw1− 2 (1) γ 2g γ 2g Ta có: Z1 = Z2 =0 α1 = α 2 = 1 V1= 0 Hw1-2 = 0 đoạn dòng chảy ngắn không có chướng ngại vật. Pa P2 V22 (1) ⇔ = + ∗ γ γ 2g Pa − P2 hck = γ P2 Pa ⇒ = − hck (2) γ γ P2 Pa V22 Thế (2) vào ( ∗ ) ta được: = − hck + γ γ 2g Nhóm:9 Trang: 8
Bài Tập Nhóm Môn: Thủy Lực V22 ⇒ hck = (3) 2g Ta có áp suất chân không tại cột nước phải bằng áp suất không khí. Pck = Pkk ⇔ hck .γ r = hkk γ kk Với: γ kk = Pa = 760.9,8.10 4 RT 750.29,27.293 ( = 11,82 N / m 3 ) h .γ 8000 ⇒ h kk = ck r = 0,25. = 169,2( m ) γ kk 11,4 Thế vào (3) ta được: v 2 = 2.g.h kk = 2.9,81.175 = 57,62(m / s) Π.d 2 3,14.0,2 2.57,62,5 ⇒ Q kk −tt = .v 2 = = 1,8(m 3 / s) 4 4 ( Với µ = 0,95 ⇒ Qkk − đ = 1,8.0,95 = 1,71 m 3 / s ) 2, Với Qkk-tt = 1,8 (m /s), T= 273 – 20 = 2530k 3 Và hkk = 169,2 (m) không khí Pkk = 405(mmHg) = 0,54.105 (N/m2) Với γ kk = g.ρ = g.P 9,81.0,54.10 5 RT = 253.287 ( = 7,3 N / m 3 ) Cột áp của rượu là: γ kk 7,3 hck-r = hck-kk. = 169,2. = 0,154( m ) = 154( mm ) γr 8000 Nhóm:9 Trang: 9