Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Другое / Другие методич. материалы / МУК по выполнению практических работ по дисциплине "Гидравлические и пневматические системы"

МУК по выполнению практических работ по дисциплине "Гидравлические и пневматические системы"

Идёт приём заявок на самые массовые международные олимпиады проекта "Инфоурок"

Для учителей мы подготовили самые привлекательные условия в русскоязычном интернете:

1. Бесплатные наградные документы с указанием данных образовательной Лицензии и Свидeтельства СМИ;
2. Призовой фонд 1.500.000 рублей для самых активных учителей;
3. До 100 рублей за одного ученика остаётся у учителя (при орг.взносе 150 рублей);
4. Бесплатные путёвки в Турцию (на двоих, всё включено) - розыгрыш среди активных учителей;
5. Бесплатная подписка на месяц на видеоуроки от "Инфоурок" - активным учителям;
6. Благодарность учителю будет выслана на адрес руководителя школы.

Подайте заявку на олимпиаду сейчас - https://infourok.ru/konkurs

  • Другое

Поделитесь материалом с коллегами:

hello_html_m56904481.png

Министерство образования и науки Самарской области

государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования

ТОЛЬЯТТИНСКИЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ







СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ


ДИСЦИПЛИНА «ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ»

Профессиональный цикл

основной профессиональной образовательной программы


Специальность 151031 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям)



ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ











Тольятти 2014г.






ОДОБРЕНО

Методической комиссией

специальности 151031Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям)

Протокол №_____от «_________»20 г.

Председатель

____________К.А. Агапов


УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора по НМР

__________________Луценко Т.Н.

«_______»__________________20 г.















Составитель: Панык В.В. _________ преподаватель ГБОУ СПО ТМК



Методические указания для выполнения практических работ являются частью основной профессиональной образовательной программы ГБОУ СПО Тольяттинского машиностроительного колледжа по специальностям СПО 151031 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям) в соответствии с требованиями ФГОС СПО третьего поколения.

Методические указания по выполнению практических работ адресованы студентам очной и заочной формы обучения.

Методические указания включают в себя: учебную цель, перечень образовательных результатов, заявленных во ФГОС СПО третьего поколения, обеспеченность занятия, краткие теоретические и учебно-методические материалы по темам, вопросы для закрепления теоретического материала, задания для практической или лабораторной работы студентов и инструкцию по ее выполнению, методику анализа полученных результатов, порядок и образец отчета о проделанной работе.





СОДЕРЖАНИЕ



Введение

4

1

Практическое занятие

Определение режима движения жидкости

5

2

Практическое занятие

Расчет простых трубопроводов

10

3

Практическое занятие

Определение основных параметров компрессора для заданных условий

16

4

Практическое занятие

Определение основных параметров объемных гидромашин

20

5

Практическое занятие

Определение подачи, производительности и мощности центробежного насоса в зависимости от числа оборотов двигателя

23

6

Практическое занятие

Расчет скорости хода штока гидроцилиндра. Расчет величины потерь давления в гидросистеме

29




Введение


УВАЖАЕМЫЙ СТУДЕНТ!


Методические указания по дисциплине ОП. 16 Гидравлические и пневматические системы для выполнения практических и лабораторных работ созданы Вам в помощь для работы на занятиях, подготовки к практическим и лабораторным работам, правильного составления отчетов.

Приступая к выполнению практической или лабораторной работы, Вы должны внимательно прочитать цель и задачи занятия, ознакомиться с требованиями к уровню Вашей подготовки в соответствии с федеральными государственными стандартами третьего поколения (ФГОС-3), краткими теоретическими и учебно-методическими материалами по теме практической или лабораторной работы, ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.

Все задания к практической или лабораторной работе Вы должны выполнять в соответствии с инструкцией, анализировать полученные в ходе занятия результаты по приведенной методике.

Отчет по практической или лабораторной работе Вы должны выполнить по приведенному алгоритму, опираясь на образец.

Наличие положительной оценки по практическим и лабораторным работам необходимо для получения зачета по дисциплине или допуска к экзамену, поэтому в случае отсутствия на уроке по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за практическую или лабораторную работу Вы должны найти время для ее выполнения или пересдачи.


Внимание! Если в процессе подготовки к практическим и лабораторным работам или при решении задач у Вас возникают вопросы, разрешить которые самостоятельно не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения разъяснений или указаний в дни проведения дополнительных занятий.

Время проведения дополнительных занятий можно узнать у преподавателя или посмотреть на двери его кабинета.



Желаем Вам успехов!!!



Раздел 1 Физические основы функционирования гидро – и пневмосистем

Тема 1.3 Основы гидродинамики

Практическое занятие 1 Определение режима движения жидкости

Учебная цель:

·  приобрести практические навыки по определению режимов движения реальных жидкостей;

·  приобрести умения анализировать произведенные расчеты параметров для заданных условий

Образовательные результаты:

Студент должен

уметь:

- пользоваться нормативными документами, справочной литературой и другими информационными источниками при выборе и расчёте основных видов гидравлического и пневматического оборудования;

- читать и составлять простые принципиальные схемы гидравлических и пневматических систем;

- производить расчёт основных параметров

знать:

- физические основы функционирования гидравлических и пневматических систем;

Задачи практической работы:

1. Изучить режимы движения жидкости

2. Ознакомиться с физическими основами функционирования гидравлических систем

3. Оформить отчёт по практической работе

Средства обучения:

1. Учебно-методическая литература:

- Брюханов О.Н. Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики. - М.: ИНФРА-М, 2007-254с. иллюстрации.

2. Технические средства обучения:

- компьютер с лицензионным программным обеспечением

3. Лист формата А4.

4. Калькулятор инженерный.

5. Ручка, карандаш простой, линейка.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы

Существуют два режима движения жидкостей: ламинарный и турбулентный.

При ламинарном режиме течения частицы жидкости перемещаются по траекториям, направленным вдоль потока без поперечного перемещения. Поток жидкости образуется как бы отдельными параллельными слоями; пульсации скорости потока и давления жидкости отсутствуют.

При турбулентном режиме течения частицы жидкости перемещаются по случайным хаотическим траекториям. Турбулентное течение сопровождается постоянным перемещением жидкости, характеризуется наличием пульсации скорости потока и давления жидкости.

Опытами было установлено, что наличие того или иного режима течения жидкости определяется: средней скоростью потока жидкости; характерным линейным размером сечения потока жидкости (для труб – диаметром) и кинематической вязкостью жидкости.

Исследования О. Рейнольдса показали, что режим движения жидкости в общем случае зависит от скорости движения, размеров потока, плотности и

вязкости жидкости. Комплекс указанных величин, характеризующий режим движения жидкости называют числом Рейнольдса:

Re = (р hello_html_m3c62c67f.gif hello_html_m3c62c67f.gifR)/µ, (1.1)

где R- гидравлический радиус потока; µ- динамическая вязкость; - скорость потока жидкости м/с; р- давление жидкости, мПа

Число Рейнольдса - величина безразмерная.

Так как кинематическая вязкость представляет собой отношение динамической жидкости к её плотности, т.е.

Re= (hello_html_m3c62c67f.gif R)/ν (1.2)

где ν- кинематическая вязкость, м2/с.

Эту формулу применяют при определении числа Рейнольдса для потока любого сечения.

Для круглых цилиндрических труб с внутренним диаметром d, мм:

Red=(hello_html_m3c62c67f.gifd)/ν (1.3)

Поскольку для таких труб гидравлический радиус R=4hello_html_m3c62c67f.gifd, то

Re=4hello_html_m3c62c67f.gifRed (1.4)

Число Рейнольдса можно выразить также через расход Q, м3 /с жидкости из условия Q=hello_html_m3c62c67f.gifS, следовательно

= Q/S=4Q/(hello_html_m390b2fac.gifd2 ) (1.5)

Re=(4hello_html_m3c62c67f.gifQhello_html_m3c62c67f.gifd)/(πhello_html_m3c62c67f.gifd2hello_html_m3c62c67f.gifν)=(1,27hello_html_m3c62c67f.gifQ)/(dhello_html_m3c62c67f.gifν) (1.6)

При Q - в л/мин, d- в мм, ν- в мм2

Re=1,27(1,67hello_html_m3c62c67f.gif10-5)/(10-3hello_html_m3c62c67f.gif10-6) hello_html_m3c62c67f.gifQ/(dhello_html_m3c62c67f.gifν)=21200hello_html_m3c62c67f.gifQ(dhello_html_m3c62c67f.gifν) (1.7)

Границы существования режимов движения жидкости определяются двумя критическими значениями Рейнольдса: нижнем Reкр и верхнем Re/кр. При Rе≤ Reкр наблюдается устойчивый ламинарный режим течения жидкости, при Rе ≥Re/кр- устойчивый турбулентный режим. В интервале число Рейнольдса Re/крRе ≥ Reкр режим течения жидкости неустойчив: ламинарный режим легко переходит в турбулентный.

В настоящее время принимают нижнее критическое число Рейнольдса равным Reкр=250…500; для цилиндрических труб Redкр=1000…2000. При проведении гидравлических расчётов очень часто принимают Re/кр =575 и Redкр =2300.

На практике часто наблюдается турбулентный режимов движения жидкости, например, при движении воды в трубах из-за её сравнительно малой вязкости и большой скорости течения. При движении вязких жидкостей (нефть, масло и др.), а также при движении жидкостей с малой вязкостью, но с небольшой скоростью, наблюдается ламинарный режим течения.

Скорость жидкости ,м/с определяется по формуле:

=Q/ S = Q •4 /( πhello_html_7426dc09.gifd2), (1.8)

где Q- расход жидкости, л/с;

d- диаметр трубы, м.

При протекании по трубопроводу жидкость испытывает сопротивление, зависящее от длины трубы, шероховатости её внутренних поверхностей, площади и формы её поперечного сечения. Что вызывает потери давления.

В общем случае потери давления (Па) в трубах круглого сечения определяются по формуле Дарси- Вейсбаха:

pл= λhello_html_m3c62c67f.gif(L/d) hello_html_m3c62c67f.gif(2/2)hello_html_m3c62c67f.gifp, (1.9)

где λ- коэффициент гидравлического трения;L- длина трубы, м; d- внутренний диаметр трубы, м.

Для ламинарного трения жидкости коэффициент гидравлического трения:

λhello_html_m6d4985da.gif=A/Re, (1.10)

где А можно иметь значение от 64 до 150 (например, в идеальном случае при изотермическом потоке А=64; при течении потока в реальных металлических трубах и гибких рукавах А=75…85; при небольшом изгибе рукавов А=108; если поток движения по трубам, изогнутым на 90°, то А=75; при изгибе труб более 90°А=80; если поток движения по смятой на 40…50% трубе, то А=150.

Для турбулентного течения коэффициент гидравлического трения

λT=0,3164/hello_html_m970cc3.gif (1.11)

Потери давления при ламинарном течении являются линейной функцией скорости (так как в выражении Re содержится скорость), а при турбулентном течении - скорости в степени 1…2.

Вопросы для закрепления теоретического материала к практической работе

1. Какое движение жидкости называют установившимся, равномерным, ламинарным, турбулентным?

2.Что представляет собой число Рейнольдса?

3. Что влияет на потери напора при движении жидкости по трубе?


Задания для практической работы

Задача 1

Определить режим движения нефти в трубопроводе диаметром d =…, мм при скорости движения hello_html_m3c253400.gif=…, м/с, если кинематическая вязкость нефти составляет hello_html_54a7cd93.gif



Таблица 1.1 – Исходные данные для задачи 1

0

1

2

Алфавит

d , мм

hello_html_m3c253400.gif, м/с

А, Б, В

10

0,5

Г, Д, Е

40

0,2

Ё, Ж, З

80

1,3

И, К, Л

50

1,1

М, Н, О

70

1,5

П, Р, С

90

3

Т, У, Ф

60

2,0

Х, Ц, Ч

10

0,8

Ш, Щ, Ы

70

0,3

Э, Ю, Я

80

0,5


1. Начальная буква фамилии - 1 2. Начальная буква имени – 2



Задача 2

Определить потери давления при движении жидкости вязкостью hello_html_2ba625b4.gif=…, ммhello_html_4fbf37b8.gif/с по трубе диаметром d =…, мм; длиной L=…, м при расходе жидкости Q =…, л/с.

Плотность жидкости hello_html_m368d7781.gif.

Таблица 1.2 – Исходные данные для задачи 2

0

1

2

3

4

Алфавит

d,мм

L

,мм2

Q,л/с

А, Б, В

100

50

50

5

Г, Д, Е

50

80

30

4

Ё, Ж, З

80

60

60

7

И, К, Л

40

20

50

3

М, Н, О

60

20

30

2

П, Р, С

80

160

40

10

Т, У, Ф

100

60

40

8

Х, Ц, Ч

55

90

50

5

Ш, Щ, Ы

45

50

45

4

Э, Ю, Я

120

120

55

9


1. Начальная буква фамилии- 1 2. Начальная буква имени- 2,4

3. Начальная буква отчества- 3

Задача 3

Определить режим течения жидкости вязкостью hello_html_2ba625b4.gif=…, ммhello_html_4fbf37b8.gif/с в круглой трубе с внутренним диаметром d=…, мм для двух случаев: при расходе жидкости Qhello_html_m34745add.gif=…, л/мин и при расходе Qhello_html_m4bcd60e4.gif=…, л/мин. Принять Reкр =2300.

Таблица 1.3 – Исходные данные для задачи 3

0

1

2

3

4

Алфавит

hello_html_2ba625b4.gif, ммhello_html_4fbf37b8.gif

d, мм.

Qhello_html_m34745add.gif, л/мин.

Qhello_html_m4bcd60e4.gif, л/мин

А, Б, В

35

98

22

270

Г, Д, Е

40

75

10

300

Ё, Ж, З

50

55

410

30

И, К, Л

45

67

50

160

М, Н, О

60

48

40

320

П, Р, С

35

85

30

220

Т, У, Ф

40

66

55

180

Х, Ц, Ч

50

82

45

250

Ш, Щ, Ы

45

54

65

160

Э, Ю, Я

60

65

28

190


1. Начальная буква фамилии- 1 2. Начальная буква имени- 2,4

3. Начальная буква отчества- 3


Порядок выполнения отчета по практической работе

1. Изучить индивидуальное задание

2. Ознакомьтесь с краткими теоретическими сведениями по теме работы

3. Определить режимы движения жидкости и потери давления в трубе

4. Оформить практическую работу в соответствии с заданными требованиями

5. Защитить работу, устно отвечая на вопросы закрепления

6. Пример оформления практической работы (Приложение А)

Раздел 1 Физические основы функционирования гидро – и пневмосистем

Тема 1.3 Основы гидродинамики

Практическое занятие 2 Расчет простых трубопроводов


Учебная цель:

- приобрести умения анализировать произведенные расчеты.

Образовательные результаты:

Студент должен

уметь:


- пользоваться нормативными документами, справочной литературой и другими информационными источниками при выборе и расчёте основных видов гидравлического и пневматического оборудования;

- читать и составлять простые принципиальные схемы гидравлических и пневматических систем;

- производить расчёт основных параметров

знать:


- физические основы функционирования гидравлических и пневматических систем;

- структуру систем автоматического управления на гидравлической и пневматической элементной базе;

- устройство и принцип действия гидравлических и пневматических устройств и аппаратов


Задачи практической работы:

1. Ознакомиться с особенностью расчёта простых трубопроводов.

2. Оформить отчёт по практической работе


Средства обучения:

1. Учебно-методическая литература:

- Брюханов О.Н. Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики. - М.: ИНФРА-М, 2007-254с. иллюстрации.

2. Технические средства обучения:

- компьютер с лицензионным программным обеспечением

3. Лист формата А4.

4. Калькулятор инженерный.

5. Ручка, карандаш простой, линейка.


Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы

Расчет простых трубопроводов. Простым называют трубопровод, не имеющий боковых отверстий. Целями расчета простого трубопровода являются выбор условного прохода, определение потерь давления и толщины стенок.

Под условным проходом понимают внутренний диаметр трубопровода округлённый до ближайшего значения из установленного ряда. Ряды условных проходов устанавливает ГОСТ 16516-80.

Условный проход Dy (м) определяют по формуле:

Dy = 4Q / π · = 1,13 Q /, (2.1)

где Q – расход жидкости, м2/ с; - средняя скорость потока жидкости, м/с.

Условный проход Dy (мм) при измерении расхода жидкости л/мин и скорости потока жидкости в м/с определяют по формуле:

Dy = 4,6 Q /. (2.2)

При выборе скорости потока жидкости в трубопроводах гидроприводов следует учитывать, что с увеличением скорости потока уменьшаются масса и стоимость трубопроводов и соединений, но возрастают потери давления из-за преодоления гидравлических сопротивлений, увёличивается опасность возникновения кавитации во всасывающей гидролинии насоса и гидравлических ударов.

Рекомендуется принимать следующие, максимальные значения скорости потоков жидкости в напорных трубопроводах гидроприводов в зависимости от номинального давления Р ном (СЭВ РС 3644—72):

р ном, МПа

2,5

6,3

16

32

63

100

, м /с

2

3,2

4

5

6,3

10

Для сливных трубопроводов обычно принимают = 2 м/с, а для всасывающих ≤ 1,6 м/с.

Потери давления в трубопроводах. Гидравлическими сопротивлениями называются силы трения, возникающие в жидкости при ее движении и вызывающие потери напора или давления. Различают два вида потерь: потери напора по длине hL и местные потери напора hm.


hello_html_22b67848.png

Рисунок 2.1- Схема для определения потерь напора (а) и давления (б) по длине трубопровода

Потери напора по длине (рис. 2.1, а) при равномерном движении жидкости в трубопроводе круглого сечения определяют по формуле Дарси—Вейсбаха:

hL= λ ∙(L/d) ∙ 2/(2g) , (2.3)

где λ - безразмерный коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси); L и d - длина и диаметр трубопровода, м; 2/(2g) - скоростной напор, м.

Потери давления (Па) по длине трубопровода (рис. 2.1, б) определяют по формуле:


рL = λ·ɣ · (L/d) ∙ 2/(2g), (2.4)

где ɣ - удельный вес жидкости, Н/м3.

Если в формулу (2.4) подставить выражения скорости через расход жидкости и площадь сечения трубопровода = 4· Q / (π· d2) = 1,27· Q / d2 и 2 = 1,6 · Q2 / d2, то она примет вид

рL= λ·ɣ · (L/d) ∙ 1,6 · Q2 / 2g d4 = 0,8 λ·ɣ(L·Q2/g d5 ), (2.5)

Коэффициент Дарси для ламинарного и турбулентного режимов течения рассчитывают по разным формулам. Поэтому перед вычислением потерь давления необходимо определить режим течения жидкости.

При ламинарном режиме коэффициент Дарси зависит от числа Рейнольдса и для гладких круглых трубопроводов рассчитывается по формуле Пуазейля:

λ = 64 / Re = 64 ν / (d) = 64 ν d2 / 1,27 d Q = 64 ν d / 1,27 Q . (2.6)

Эта формула справедлива для стабилизированного ламинарного режима течения

жидкости на большом расстоянии от входа в трубопровод. На практике при гидравлических расчетах гладких трубопроводов принимают λ = (75 ... 15О) / Re, (2,8)

где коэффициент 75 принимают для стальных труб, а 150 для гибких рукавов.

Если в формулу (2.8) подставить значение и значения известных постоянных для минеральных масел, то потери давления по длине ∆рL (МПа) при ламинарном режиме течения жидкости определяют по эмпирической формуле

рL = 0,64 ν L / Q / d4, (2.9)

где ν – кинематическая вязкость, мм2/с; L – длина трубопровода, м; Q – расход жидкости, л/мин; d - внутренний диаметр трубопровода, мм.

При турбулентном режиме течения жидкости коэффициент λ зависит в основном от материала трубопроводов и значений параметров их внутренних поверхностей. Для гладких стальных трубопроводов коэффициент определяют по формуле Блазиуса:

λ = 0,316/ 4 Re. (2.10)

При турбулентном режиме течения в диапазоне 2 ·103Re ˂ принимают λ = 0,04.

Если в формулу (1.79) подставить выражение для λ и известные значения постоянных, то потери давления по длине ∆рL (МПа) при турбулентном режиме течения жидкости можно определить по эмпирической формуле:

рL = 7,85 L Q2/ d2, (2.11)

где L - в м; — в л/мин; Q – расход жидкости л/мин; d — в мм.

Местные потери напора или давления возникают при движении потока жидкости через местные сопротивления.

Местные потери напора hm.определяют по формуле: hm = ζ ∙ hello_html_4fbf37b8.gif/(2g) , (2.12)

где ζ - безразмерный коэффициент местного сопротивления; hello_html_4fbf37b8.gif/(2g) - скоростной напор, м.

Обычно коэффициент местного сопротивления определяют экспериментальным путем и выражают в виде эмпирических формул, графиков или в табличной форме. Значения коэффициентов местных сопротивлений приводятся в справочниках.

Местные потери давления ∆рm (Па) при движении жидкости через определенное местное сопротивление определяют по формуле:

рm = hm ρ g = ζ hello_html_4fbf37b8.gifρ / 2 (2.13)

Если в формулу (2.13) подставить выражение hello_html_4fbf37b8.gif= (1,27 Q / d2 = 1,6 Q2 / d2, то

она примет вид: ∆рm = ζ ρ (1,6 Q2 / 2d4) = 0,8 ζ ρ (Q2 / d4) (2.14)

Если в формулу (2.14) подставить известные значения ρ и постоянных, то местные потери давления ∆рm (МПа) определяют по формуле

рm = 0,21 ζ Q2/ d2 (2.15)

Понятие об эквивалентной длине. Иногда при расчете систем трубопроводов с большим числом местных сопротивлений потери вычисляют по их эквивалентным длинам. Длиной, эквивалентной длине данного местного сопротивления считается такая длина прямой трубы (того же диаметра, что и номинальный диаметр рассчитываемого трубопровода), на протяжении которой гидравлические потери равны потерям в данном сопротивлении. В результате такой замены все местные сопротивления в системе мысленно устраняются, длины труб соответственно условно увеличиваются и далее рассчитывается отрезок прямолинейного трубопровода.

L’экв. =( ζ / λ ) · d (2.16)

Расчет труб. на прочность сводится к определению толщины стенок. Различают тонкостенные и толстостенные трубы. Тонкостенными являются трубы, для которых отношение наружного диаметра к толщине стенки удовлетворяет условию D / δ ≥ 16 или D /dв ˂1,7 (где dв - внутренний диаметр трубы). Толщина стенки тонкостенных труб

δ = рмак.( D + m) / 2 [σ] , (2.17)


где - рмак. максимальное давление жидкости, Па; D - наружный диаметр трубы, м; m - предельное отклонение наружного диаметра, м; [σ] - допустимое напряжение материала трубы, Па.

Значения m принимают по стандартам на сортаменты труб.

Допускаемое напряжение [σ] для материалов определяют по формуле: [σ] = σв / nв (2.18)

где σв - предел прочности материала трубы, Па; nв -- коэффициент запаса прочности

nв = 3 ... 6).

Толщину стенки толстостенных труб определяют по формуле Ляме.

Вопросы для закрепления теоретического материала к практической работе

1. Какой трубопровод называют простым?

2. Какое уравнение лежит в основе расчета простого трубопровода?

3. Сформулируйте определение эквивалентной длины.

Задания для практической работы

Задача 1

Определить необходимый внутренний диаметр напорного трубопровода при расходе рабочей жидкости Q =…, л/мин и допустимой скорости движения жидкости в трубе = …, м/с .

Таблица 2.1 – Исходные данные для задачи 1

0

1

2

Алфавит

Q, л/мин

, м/с

А, Б, В

80

2

Г, Д, Е

85

3,2

Ё, Ж, З

75

4

И, К, Л

70

5

М, Н, О

85

6,3

П, Р, С

90

10

Т, У, Ф

80

2

Х, Ц, Ч

83

3

Ш, Щ, Ы

95

10

Э, Ю, Я

80

5

1. Начальная буква фамилии- 1 2. Начальная буква имени- 2

Задача 2

Определить условный проход напорного трубопровода, если известен расход жидкости, протекающей через него, Q =…, л/мин и номинальное давление ромн = … МПа.

Таблица 2.2 – Исходные данные для задачи 2

0

1

2

Алфавит

Q, л/мин

ромн, МПа

А, Б, В

45

32

Г, Д, Е

50

63

Ё, Ж, З

40

16

И, К, Л

55

63

М, Н, О

60

100

П, Р, С

45

32

Т, У, Ф

50

63

Х, Ц, Ч

55

63

Ш, Щ, Ы

60

100

Э, Ю, Я

65

100

1. Начальная буква фамилии- 1 2. Начальная буква имени- 2

Задача 3

Гладкий круглый трубопровод с внутренним диаметром d = …мм имеет длину

L = … м. По трубопроводу перемещается рабочая жидкость - минеральное масло с кинематической вязкостью ν =… мм2/с. Определить, во сколько раз увеличатся потери давления по длине, если первоначальный расход жидкости Q1 = … л/мин увеличится в 3,2 раза.

Таблица 2.3 – Исходные данные для задачи 3

0

1

2

3

4

Алфавит

Q1, л/мин

L, м

ν, мм2/ с

d, мм

А, Б, В

12,5

2

20

10

Г, Д, Е

13

3

10

15

Ё, Ж, З

13,5

4

11

20

И, К, Л

14

5

12

25

М, Н, О

14,5

6

13

10

П, Р, С

15

7

14

15

Т, У, Ф

15,5

8

20

20

Х, Ц, Ч

16

9

15

10

Ш, Щ, Ы

16,5

10

25

15

Э, Ю, Я

17

15

30

25


1. Начальная буква фамилии- 1 2. Начальная буква имени- 2,4

3. Начальная буква отчества- 3

Задача 4

Рабочая жидкость - минеральное масло перемещается по трубопроводу диаметром

d =… мм через местное сопротивление; коэффициент ζ..., расход жидкости Q = … л/мин. Определить местные потери давления.

Таблица 2.4 – Исходные данные для задачи 4

0

1

2

3

Алфавит

Q, л/мин

ζ

d, мм

А, Б, В

40

1,5

10

Г, Д, Е

45

2

15

Ё, Ж, З

30

2,5

20

И, К, Л

35

1,5

25

М, Н, О

50

2

30

П, Р, С

55

1,5

35

Т, У, Ф

60

2

40

Х, Ц, Ч

65

2,5

45

Ш, Щ, Ы

70

1,5

50

Э, Ю, Я

75

2

55


1. Начальная буква фамилии- 1 2. Начальная буква имени- 2

3. Начальная буква отчества- 3

Задача 5

Определить толщину стенки трубы диаметром D =… мм из коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т. Максимальное давление рабочей жидкости рмах = …МПа. Временное сопротивление для стали σв = …МПа.


Таблица 2.5 – Исходные данные для задачи 5


0

1

2

3

Алфавит

σв , МПа.


рмах , МПа

D, мм

А, Б, В

549

32

10

Г, Д, Е

550

63

15

Ё, Ж, З

449

16

20

И, К, Л

450

63

25

М, Н, О

649

100

30

П, Р, С

549

32

35

Т, У, Ф

550

63

40

Х, Ц, Ч

555

63

45

Ш, Щ, Ы

650

100

50

Э, Ю, Я

650

100

55


1. Начальная буква фамилии- 1 2. Начальная буква имени- 2

3. Начальная буква отчества- 3


Порядок выполнения отчета по практической работе

1. Изучить индивидуальное задание

2. Ознакомьтесь с краткими теоретическими сведениями по теме работы

3. Определить внутренний диаметр напорного трубопровода

4. Определить условный проход напорного трубопровода

5. Определить потери давления в трубе

6. Определить толщину стенки трубы

7. Оформить практическую работу в соответствии с заданными требованиями

8. Защитить работу, устно отвечая на вопросы закрепления

9. Пример оформления практической работы (Приложение Б)

Тема 1.5 Основные газовые законы.


Раздел 1 Физические основы функционирования гидро – и пневмосистем

Практическое занятие 3

Определение основных параметров компрессора для заданных условий

Учебная цель:

- приобрести практические навыки по определению основных параметров компрессора для заданных условий

Образовательные результаты:

Студент должен

уметь:

- пользоваться нормативными документами, справочной литературой и другими информационными источниками при выборе и расчёте основных видов гидравлического и пневматического оборудования;

- читать и составлять простые принципиальные схемы гидравлических и пневматических систем;

- производить расчёт основных параметров

знать:

- физические основы функционирования гидравлических и пневматических систем;

- структуру систем автоматического управления на гидравлической и пневматической элементной базе;

- устройство и принцип действия гидравлических и пневматических устройств и аппаратов


Задачи практической работы:

1. Научиться рассчитывать работу сжатия в компрессоре.

2. Научиться определять производительность, мощность и КПД компрессора

3. Оформить отчёт по практической работе

Средства обучения:

1. Учебно-методическая литература:

- Брюханов О.Н. Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики. - М.: ИНФРА-М, 2007-254с. иллюстрации.

2. Технические средства обучения:

- компьютер с лицензионным программным обеспечением

3. Раздаточный материал: справочные таблицы, номограмма

4. Лист формата А4.

5. Калькулятор инженерный.

6. Ручка, карандаш простой, линейка.


Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы

Компрессоры предназначены для сжатия и перемещения различных газов. Они подразделяются на поршневые, ротационные центробежные и осевые.

Поршневые компрессоры.

Теоретический рабочий процесс одноступенчатого поршневого компрессора изображается в виде индикаторной диаграммы, построенной в координатах р, V(рис. 3.1).

hello_html_4f18384e.png

а) б)

Рисунок 3.1 Индикаторной диаграммы, построенной в координатах p, V


Отношение объема всасывания Vвс к рабочему объему цилиндра Vh называют объемным КПД. ступени компрессора: ɳ о = Vвс / Vh = 1 – σ (λ1/ m - 1) (3.1)

где σ = V0 /Vh - относительный объем вредного пространства; V0 и Vh - соответственно вредный и рабочий объемы цилиндра; λ - степень повышения давления; m - показатель политропы расширения газа, остающегося во вредном объеме.

Под степенью повышения давления понимают отношение давления на выходе из ступени

к давлению на входе в ступень λ = p2 / p1 (3.2)

Действительный рабочий процесс одноступенчатого поршневого компрессора изображен на индикаторной диаграммой (рис. 3.1а) и отличается от теоретического главным образом наличием потерь давления во впускном и нагнетательном клапанах.

Отношение действительной подачи компрессора V к теоретической подаче Vт называют коэффициентом подачи компрессора: ɳv = V / Vт (3/3)

Теоретическая подача компрессора (м3/с) определяется по формуле

Vт =(πD2/ 4)Sn , (3.4)

где D - диаметр цилиндра, м; S - ход поршня, м; n - частота вращения вала, об/с.

Коэффициент подачи компрессора может быть найден по формуле

ɳv = ɳ об • ɳ р • ɳ т • ɳ ут, (3.5)

где ɳ р - коэффициент, учитывающий уменьшение давления газа при всасывании вследствие сопротивления системы всасывания;

ɳ т - коэффициент, учитывающий увеличение температуры газа от нагревания его при контакте со стенками цилиндра; ɳ ут - коэффициент, учитывающий утечки газа через неплотности во всасывающих клапанах.

сжатия и нагнетания, кг/с.

Массовая подача компрессора (кг/с) определяется по формуле

M =p1/ V • (R T1), (3.6)

где p1 - давление всасывания, Па; V - действительная подача компрессора при давлении всасывания, м3/с; R - газовая постоянная, Дж/(кг К); T1- абсолютная температура газа на всасывании, К.

Теоретическая мощность ‚(кВт) привода компрессора при изотермическом сжатия

Nиз. = p1V ln λ / 103 = p1V ln • (p2/ p1) / 103 (3.7)

Теоретическая мощность (кВт) привода компрессора при адиабатном сжатия

Nад = k / (k – 1) • ( p1V / 103) • k-1/k - 1), (3.8)

где k - показатель адиабаты. k – 1,4

Теоретическая мощность (кВт) привода компрессора при политропном сжатия

Nпол = m / (m – 1) • ( p1V/ 103)• (λm-1/m – 1), (3.9)

где m - показатель политропы.




Вопросы для закрепления теоретического материала к практической работе


1. Назначение компрессора.

2. В чем отличие действительного рабочего процесса одноступенчатого поршневого компрессора от теоретического?


Задания для практической работы

Задача 1

Одноцилиндровый одноступенчатый поршневой компрессор сжимает воздух от давления p1 =… Па до p2 = … Па. Определить действительную подачу компрессора, если диаметр цилиндра D = … м, ход поршня S = … м, частота вращения вала n = … об/с, относительный объём вредного пространства σ =…, показатель политропы расширения остающегося во вредном объёме m =…, и коэффициент учитывающий уменьшение давления газа при всасывании, ηр =….

Таблица 3.1 – Исходные данные для задачи 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Алфавит


p1 , Па

p2, Па

D, м

S, м

n, об/с

σ

m

ηр

А, Б, В

1×105

3,5×105

0,2

0,15

14

0,05


1,3

0,93

Г, Д, Е

1,04×105

4,0×105

0,3

0,16

15

0,05


1,3

0,95

Ё, Ж, З

1×105

4,2×105

0,5

0,14

16

0,05


1,3

0,94

И, К, Л

1,05×105

4,5×105

0,4

0,15

14

0,05


1,3

0,92

М, Н, О

1,02×105

5,0×105

0,2

0,13

15

0,05



1,3

0,93

П, Р, С

1,01×105

5,5×105

0,3

0,14

16

0,05


1,3

0,95

Т, У, Ф

1,01×105

6,0×105

0,4

0,16

14

0,05


1,3

0,94

Х, Ц, Ч

1,02×105

7,0×105

0,5

0,15

15

0,05


1,3

0,94

Ш, Щ, Ы

1,01×105

6,5×105

0,2

0,14

16

0,05


1,3

0,92

Э, Ю, Я

1,05×105

8,0×105

0,3

0,12

14

0,05


1,3

0,93

1. Начальная буква фамилии- 1,3 2. Начальная буква имени- 2,4

3. Начальная буква отчества- 5,8

Задача 2

Одноступенчатый поршневой компрессор всасывает воздух при давлении p1=… Па и температуре t1= …ºC и сжимает его до давления p2= … Па. Определить теоретическую мощность привода компрессора при изотермическом, адиабатном и политропном сжатии, если массовая подача компрессора M= … кг/с и показатель политропы m =….


Таблица 3.2 – Исходные данные для задачи 2


0

1

2

3

4

5

Алфавит


p1 , Па

p2, Па

t, 0C

M, кг

m

А, Б, В

1×105

7,5 ×105

17

0,12

1,33

Г, Д, Е

1,04×105

7.0×105

18

0,13

1,33

Ё, Ж, З

1×105

7,5 ×105

19

0,14

1,33

И, К, Л

1,05×105

7.0×105

20

0,15

1,33

М, Н, О

1,02×105

7,5 ×105

16

0,12

1,33

П, Р, С

1,01×105

7.0×105

17

0,13

1,33

Т, У, Ф

1,01×105

7,5 ×105

18

0,14

1,33

Х, Ц, Ч

1,02×105

7.0×105

19

0,15

1,33

Ш, Щ, Ы

1,01×105

7,5 ×105

20

0,12

1,33

Э, Ю, Я

1,05×105

7.0×105

16

0,14

1,33


1. Начальная буква фамилии- 1,3 2. Начальная буква имени- 2

3. Начальная буква отчества- 4

Порядок выполнения отчета по практической работе

1. Изучить индивидуальное задание

2. Ознакомьтесь с краткими теоретическими сведениями по теме работы

3. Определить действительную подачу компрессора.

4. Определить теоретическую мощность привода компрессора при изотермическом, адиабатном и политропном сжатии

5. Оформить практическую работу в соответствии с заданными требованиями

6. Защитить работу, устно отвечая на вопросы закрепления

7. Пример оформления практической работы (Приложение В)


Раздел 2. Гидро – и пневмоприводы

Тема 2.2. Энергообеспечивающая подсистема

Практическое занятие 4

Определение основных параметров объемных гидромашин

Учебная цель:

- приобрести умения анализировать произведенные расчеты параметров для заданных условий.

Образовательные результаты:

Студент должен

уметь:

- пользоваться нормативными документами, справочной литературой и другими информационными источниками при выборе и расчёте основных видов гидравлического и пневматического оборудования;

- читать и составлять простые принципиальные схемы гидравлических и пневматических систем;

- производить расчёт основных параметров

знать:

- физические основы функционирования гидравлических и пневматических систем;

- структуру систем автоматического управления на гидравлической и пневматической элементной базе;

- устройство и принцип действия гидравлических и пневматических устройств и аппаратов.

Задачи практической работы:

1. Изучить теоретический материал по теме

2. Научиться определять основные параметры насоса

3. Оформить отчёт по практической работе

Средства обучения:

1. Учебно-методическая литература:

- Брюханов О.Н. Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики. - М.: ИНФРА-М, 2007-254с. иллюстрации.

2. Технические средства обучения:

- компьютер с лицензионным программным обеспечением

3. Лист формата А4.

4. Калькулятор инженерный.

5. Ручка, карандаш простой, линейка

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы

Основными параметрами насосов является: рабочий объём (V), подача (Q), давление нагнетания (р), крутящий момент (М), мощность (N), а также объёмный (hello_html_m428def4d.gifо), механический

м), гидравлический (ηг) КПД.

Под рабочим объёмом V насоса понимается разность наибольшего и наименьшего значений замкнутого объёма за оборот или двойной ход рабочего органа насоса, т.е. объём жидкости, вытесняемой в гидросистему за один оборот вала:

V = Q / n3) (4.1)

Объёмной подачей насоса Q3 / с) называется отношение объёма подаваемой рабочей жидкости во времени: Q = Vn или Q=V/t (4.2)

где nчастота вращения вала насоса (величина равная числу полных оборотов за единицу времени; в системе СИ её размерность с-1 допускается об/с или об/ мин).

Мощность насоса Nэл (Вт) характеризуется как мощность, потребляемая насосом от приводного двигателя Nэл = N/ ηэл (4.3)

Полезная мощность насоса Nп (Вт) определяется мощностью, сообщаемой насосом подаваемой жидкости Nп = рQ , (4.4)

где р – давление на выходе из насоса, МПа

∆р = рвых - рв (4.5)

Крутящийся момент на валу М = ∆рQ / 2 π n(Н·м) (4.6)

КПД насоса η – отношение полезной мощности насоса к потребляемой

η = Nп /N (4.7)

Полный КПД насоса η равен произведению трёх частных КПД

η = ηм ηг ηо (4.8)

Вопросы для закрепления теоретического материала к практической работе

1. Как определить мощность, необходимую для привода насоса?

2. Чему равен полный КПД насоса?

3. Как определяется подача насоса по его параметрам?

Задания для практической работы

Задача 1.

Определить потребляемую мощность N электродвигателем, полезную мощность N насоса, полный КПД , крутящий момент М на валу при расчётной подаче Q = ..., л/мин, если давление на выходе насоса рвых.=..., МПа и на входе pвх=..., МПа; объёмный КПД hello_html_2443a5e9.gif= и механический КПД hello_html_3bad4a2c.gif = 0,92; частота вращения n =..., минhello_html_m55d35225.gif.

Таблица 4.1 – Исходные данные для задачи 1

0

1

2

3

4

Алфавит

Q, л/мин

Рвых., МПа

Рвх,, МПа

n, минhello_html_m55d35225.gif

А, Б, В

60

15

0,5

1500

Г, Д, Е

30

7

0,8

1400

Ё, Ж, З

40

10

0,5

950

И, К, Л

25

5

0,2

780

М, Н, О

15

12

0,2

500

П, Р, С

48

14

0,4

1000

Т, У, Ф

36

18

0,45

1400

Х, Ц, Ч

55

10

0,5

950

Ш, Щ, Ы

65

15

0,6

1400

Э, Ю, Я

24

5

0,5

1000


1. Начальная буква фамилии- 1 2. Начальная буква имени- 2,4

3. Начальная буква отчества- 3



Задача 2.

Насосная установка за часа t …= работы поднимает из скважины Q = … м3 воды. Полый напор, развиваемый насосом: Н =… м. Определить полезную мощность Nп = …и его КПД η = .., если мощность приводящего электродвигателя Nэл = …

Таблица 4.2 – Исходные данные для задачи 2

0

1

2

3

4

Алфавит

t, ч

Q, м3


H, м

Nэл., кВт

А, Б, В

4

19

3000

55

Г, Д, Е

5

18

4000

65

Ё, Ж, З

6

20

5000

65

И, К, Л

7

16

4000

55

М, Н, О

8

17

4000

65

П, Р, С

9

15

3000

55

Т, У, Ф

7

25

6000

70

Х, Ц, Ч

8

27

6000

75

Ш, Щ, Ы

9

29

7000

70

Э, Ю, Я

10

30

7000

75



1. Начальная буква фамилии- 1,2 2. Начальная буква имени- 3

3. Начальная буква отчества- 4

Порядок выполнения отчета по практической работе

1. Изучить индивидуальное задание

2. Рассчитать основные параметры насоса

3. Оформить практическую работу в соответствии с заданными требованиями

4. Защитить работу, устно отвечая на вопросы закрепления

5. Пример оформления практической работы (Приложение Г)


Раздел 2 Гидро - и пневмоприводы

Тема 2.2. Энергообеспечивающая подсистема

Практическое занятие 5

Определение подачи, производительности и мощности центробежного насоса в зависимости от числа оборотов двигателя

Учебная цель:

·  приобрести практические навыки по определению режимов движения реальных жидкостей;

·  приобрести умения анализировать произведенные расчеты параметров для заданных условий

Образовательные результаты:

Студент должен

уметь:

- пользоваться нормативными документами, справочной литературой и другими информационными источниками при выборе и расчёте основных видов гидравлического и пневматического оборудования;

- производить расчёт основных параметров

знать:

- физические основы функционирования гидравлических и пневматических систем;

- структуру систем автоматического управления на гидравлической и пневматической элементной базе;

- устройство и принцип действия гидравлических и пневматических устройств и аппаратов

Задачи практической работы:

1. Ознакомиться с расчетной схемой гидроцилиндра

2. Научиться определять основные параметры центробежного насоса

3. Оформить отчёт по практической работе в соответствии с заданными требованиями

Средства обучения:

1.Учебно-методическая литература:

- Брюханов О.Н. Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики. - М.: ИНФРА-М, 2007-254с. иллюстрации.

2.Технические средства обучения:

-компьютер с лицензионным программным обеспечением

3.Лист формата А4.

4.Раздаточные материалы: индивидуальные задания

5.Калькулятор инженерный.

6.Ручка, карандаш простой, линейка

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы

Центробежным насосом называют лопастной насос, в котором жидкость перемещается через рабочее колесо от центра к периферии.

Основными параметрами центробежных насосов являются объемная подача Q, напор Н, мощность Nп, КПД и частота вращения n рабочего колеса.

Эти параметры взаимосвязаны и изменение одного из них неизбежно влечет за собой изменение других. Например, если при постоянной частоте вращения ротора увеличить подачу насоса, то создаваемый им напор уменьшится.

а) Подача. Объем перекачиваемой в единицу времени жидкости называется подачей и выражается в м3/ч или л/с.

Высота, на которую жидкость может быть поднята центробежным насосом, называется напором и ее измеряют в метрах. Эта высота не зависит от свойств жидкости (ее удельного веса), если вязкость жидкости не превышает вязкости воды.

Q = V/ n, м3/ч (5.1)

б) Полный напор. Для горизонтального насоса полный напор определяют по формуле

H = HdHs + ʋd2 / 2•g - ʋs2 / 2•g (5.2)

где Hd - гидростатическое давление на выходе из насоса, измеряемое у выходного патрубка и отнесенное к оси вала насоса, м;

Hs - гидростатическое давление на входе, измеряемое у входного патрубка и отнесенное также к оси вала, м.

Если давление на входе является отрицательной величиной, то перед членом Нs уравнении (5.2) будет знак плюс.

Последние два члена уравнения (5.2) представляют собой разницу кинетических энергий (скоростных напоров) у выходного и входного патрубков.

Уравнение (5.2) дает полный напор или энергию, сообщенную жидкости рабочим колесом между точками на входе и выходе, где измеряются давления (рис. 5.1).


hello_html_48df4e8b.png

Рисунок 5.1- Полный напор насосов с горизонтальным валом


Для вертикальных насосов с погруженными под воду рабочими органами полный напор определяют с помощью равенства

H = Hd+ Hs + ʋd2 / 2•g, (5.3)

где Hd- гидростатическое давление на выходе, отнесенное к оси напорного колена;

Hs - геометрическая высота всасывания (расстояние от уровня жидкости до центра рабочего колеса).

hello_html_m3e14e098.png

Рисунок 5.2- Полный напор насосов с вертикальным валом


Величину Hs можно определить из уравнения Бернулли при условии: ʋ2 = 0, α1=0 (приемный резервуар достаточно больших размеров), р2 = ра и z2-z1 = Hs:

hello_html_7b47cd1.png(5.4)

Величину Нвак = ра – р1/ɣ — называют вакууметрической высотой всасывания насоса; Ʃ∆hw- сумма потерь напора во всасывающем трубопроводе.

в) Коэффициент полезного действия. Степень гидравлического и механического совершенства насоса определяется значением его КПД, который равен отношению полезной мощности насоса к мощности N, подведенной к валу насоса.

Мощность на валу насоса является в то же время полезной мощностью привода.

Полный КПД насоса

hello_html_m17104a45.png(5.5)

где Q – подача насоса в м3/ч, H – напор в м вод. ст., ρ – плотность воды кг/м3, N- мощность кВт.

Если подачу Q измеряют в л/с, а мощность N - в лошадиных силах, то

hello_html_21dcfbcc.png(5.6)

Если насос предназначен для работы не на холодной воде, на которой проводились испытания, а на другой жидкости, то для получения полезной мощности вычисленную при испытаниях величину следует умножить на плотность подаваемой жидкости.

Полный КПД применяют для сравнения экономичности работы центробежных насосов. Кроме полного КПД, имеется ряд частных к. п. д., применяемых конструкторами и исследователями: гидравлический, механический, объемный. Они относятся только к какой-нибудь одной стороне работы насоса и не представляют интереса для тех, кто эксплуатирует насосы, но важны для изучения работы насоса.

г) Коэффициент быстроходности. Для описания гидравлических типов водяных турбин Камерер (1915) ввел характеристику, названную коэффициентом быстроходности, которая позднее была применена к центробежным насосам.

Коэффициент быстроходности

hello_html_75d0b5fe.png(5.7)

где n - число оборотов в минуту;

Q - подача, м3/с;

Н - напор, м вод. ст.


В паспорте насоса обычно указывают параметры насоса, соответствующие условиям, при которых КПД наибольший. Чтобы определить параметры насоса в различных условиях его работы, при заводских испытаниях строят характеристики насосов, устанавливающие в графической форме связи между Q и Н; Q и η;Q и N при постоянной частоте вращения колеса п =const.

Характеристикой гидромашины называют функциональную зависимость между ее определенными параметрами при неизмененных других параметрах. Характеристики гидромашин приводятся аналитически, в таблицах или в диаграммах.

По указанным характеристикам можно установить высоту всасывания насоса. На кривой Н (Q) показана рабочая часть характеристики насоса (волнистой чертой), в пределах которого рекомендуется его применение. Для определения подачи, при которой насос создает требуемый напор Н – 35 м, откладывают на характеристике насоса значение этого напора. Из полученной точки проводят горизонтальную линию до пересечения с кривой Н (Q) в точке А. Из точки А проводят вертикальную линию до оси абсцисс и определяют искомую подачу насоса Q. При перекачке воды напор Н насоса равен 35 м при объемной подаче Q 41 л/с. По точкам пересечения штриховой вертикальной линии с кривыми Н (Q), η (Q) и Hвс (Q) определяют мощность N

(26 кВт), КПД насоса (78%) и допустимую высоту всасывания Hвс (6 м). Характеристики насосов, построены для частоты вращения n = 24с.

hello_html_m272acb20.png

Рисунок 5.3- Рабочие характеристики насоса




Вопросы для закрепления теоретического материала к практической работе

1. Назовите основные технические характеристики центробежного насоса.

2. Как определить мощность на валу центробежного насоса?

3. Как влияет частота вращения рабочего колеса на подачу центробежного насоса?


Задания для практической работы:


Задача 1

Определить геометрическую высоту всасывания центробежного насоса, если его подача Q = … л/с, диаметр всасывающего трубопровода d = …мм, сумма потерь напора во всасывающем трубопроводе Ʃhω = … м, а допустимая вакуумметрическая высота всасывания насоса Hвак м.


Таблица 5.1 – Исходные данные для задачи 1

0

1

2

3

4

Алфавит

Q,л / с

d , мм

Hвак

Ʃhω, м

А, Б, В

40

200

4,8

1,2

Г, Д, Е

45

250

5,5

1,3

Ё, Ж, З

50

300

5,8

1,4

И, К, Л

55

350

6,5

1,5

М, Н, О

60

400

6,8

1,6

П, Р, С

65

450

7,5

1,7

Т, У, Ф

70

500

7,8

1,8

Х, Ц, Ч

75

550

8,5

1,9

Ш, Щ, Ы

80

600

9,5

2,0

Э, Ю, Я

85

650

9,8

2,2


1. Начальная буква фамилии- 1,2 2. Начальная буква имени- 3,

3. Начальная буква отчества- 4



Задача 2

Определить напор насоса, если его подача Q = … м3/с; диаметр всасывающего трубопровода d1 = … мм; диаметр нагнетательного трубопровода d2 = … мм, показания

манометра соответствуют напору Hd … м, показания вакуумметра Hsм; расстояние по вертикали между центрами вакуумметра и манометра ∆ h = … м.


Таблица 5.2 – Исходные данные для задачи 2

0

1

2

3

4

5

6

Алфавит

Q,м3 / с

d1 , мм

d2 , мм

Hd, м

Hs , м

h. м

А, Б, В

0,015

200

250

48

-5

0,2

Г, Д, Е

0,045

250

300

55

-6

0,3

Ё, Ж, З

0,050

300

350

58

-7

0,4

И, К, Л

0,055

350

400

65

-8

0,5

М, Н, О

0,060

400

450

68

-9

0,6

П, Р, С

0,065

450

500

75

-10

0,7

Т, У, Ф

0,070

500

550

78

-11

0,8

Х, Ц, Ч

0,075

550

600

85

-12

0,9

Ш, Щ, Ы

0,080

600

650

95

-13

0,10

Э, Ю, Я

0,085

650

700

98

-14

0,11

1. Начальная буква фамилии - 1,2 2. Начальная буква имени- 3,4

3. Начальная буква отчества - 5,6

Задача 3

Объемная подача центробежного насоса Q1 =… м3 / с при напоре Н1 = … м вод, ст. и частоте вращения n = 960… мин-1, КПД насосной установки с учетом всех потерь ɳ =… Определить, какой мощности N и частоты вращения n необходимо установить электрический двигатель для того, чтобы повысить объемную подачу насоса до Q2 = …м3/с. Определить также, как при этом изменится напор H насоса.


Таблица 5.3 – Исходные данные для задачи 3

0

1

2

3

4

Алфавит

Q1,м3 / с

Q2,м3 / с

ɳ

H1, м вод,ст,

А, Б, В

0,1

0, 1445

0,65

48

Г, Д, Е

0,4

0, 1445

0,65

55

Ё, Ж, З

0,5

0, 1445

0,65

58

И, К, Л

0,55

0, 1445

0,65

65

М, Н, О

0,60

0, 1445

0,65

68

П, Р, С

0,65

0, 1445

0,65

75

Т, У, Ф

0,70

0, 1445

0,65

78

Х, Ц, Ч

0,75

0, 1445

0,65

85

Ш, Щ, Ы

0,80

0, 1445

0,65

95

Э, Ю, Я

0,85

0, 1445

0,65

98

1. Начальная буква фамилии - 1, 2. Начальная буква имени- 3,4

3. Начальная буква отчества - 2


Порядок выполнения отчета по практической работе

1. Определить геометрическую высоту всасывания центробежного насоса;

2. Определить скорость жидкости во всасывающем трубопроводе;

3. Определить напор насоса;

4. Определить скорость во всасывающем и нагнетательном трубопроводе;

5. Определить мощность насоса.

6. Пример оформления практической работы (Приложение Д)

Раздел 2 Гидро - и пневмоприводы

Тема 2.3 Исполнительная подсистема

Практическое занятие 6 Расчет скорости хода штока гидроцилиндра. Расчет величины потерь давления в гидросистеме.

Учебная цель:

- приобрести умения анализировать произведенные расчеты

Образовательные результаты:

Студент должен

уметь:

- пользоваться нормативными документами, справочной литературой и другими информационными источниками при выборе и расчёте основных видов гидравлического и пневматического оборудования;

- читать и составлять простые принципиальные схемы гидравлических и пневматических систем;

- производить расчёт основных параметров

знать:

- физические основы функционирования гидравлических и пневматических систем;

- структуру систем автоматического управления на гидравлической и пневматической элементной базе;

- устройство и принцип действия гидравлических и пневматических устройств и аппаратов.


Задачи практической работы:

1. Ознакомиться с расчетной схемой гидроцилиндра

2. Научиться определять основные параметры гидроцилиндра

3. Оформить отчёт по практической работе в соответствии с заданными требованиями

Средства обучения:

1.Учебно-методическая литература:

- Брюханов О.Н. Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики. - М.: ИНФРА-М, 2007-254с. иллюстрации.

2.Технические средства обучения:

-компьютер с лицензионным программным обеспечением

3.Лист формата А4.

4.Раздаточные материалы: индивидуальные задания

5.Калькулятор инженерный.

6.Ручка, карандаш простой, линейка

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы

Объёмные гидродвигатели преобразовывают энергию потока рабочей жидкости в энергию движения выходного звена.

Гидроцилиндры применяют наиболее часто в качестве гидродвигателей. Рабочим звеном гидроцилиндра могут быть поршень, плунжер, мембрана, сильфон, соединенные со штоком и размещённые в корпусе. Поршневые и плунжерные гидроцилиндры применяют обычно в силовых приводах, сильфонные и мембранные - во вспомогательных устройствах и системах управления.

Принцип работы гидроцилиндров заключается в следующем (рисунок 6.1). При подаче жидкости под давлением в рабочую полость А цилиндра поршень 2 со штоком 3 перемещается (на рисунке вправо). При этом рабочая жидкость вытесняется из противоположной полости Б цилиндра.

При подводе рабочей жидкости в полость Б поршень со штоком перемещается влево.

hello_html_m49f83a67.png

Рисунок 6.1 - Поршневой гидроцилиндр одноштоковый двухстороннего действия

Усилие F, кН на штоке при выдвижении (давление возрастает в полости Б):

hello_html_m2824cf56.gif, (6.1)

где phello_html_7f20819c.gif – номинальное давление в гидросистеме, Пa;

S – площадь сечения поршня, мм.

S=0,785 hello_html_m3c62c67f.gifDhello_html_m186bf6db.gif (6.2)

Усилие F, кН на штоке при втягивании (давление возрастает в полости Б):

hello_html_42217eee.gif, (6.3)

где Shello_html_38cb6d70.gif – площадь сечения штока, мм

Shello_html_38cb6d70.gif=0,785hello_html_m3c62c67f.gif dhello_html_4fbf37b8.gif (6.4)

Если подача жидкости в гидроцилиндр Q = const, то теоретическая скорость поршня, ʋ м/мин. ʋ = Q/S (6.5)


Основными параметрами цилиндров являются номинальное давление P, МПа; диаметр штока d, мм; диаметр поршня D, мм; ход штока L, мм.

Выпускаемые поршневые гидроцилиндры типа ЦРГ, предназначены для линейных перемещений механизмов.

Гидроцилиндры выпускают на номинальное давление 6,3 МПа с диаметрами: 32,40,50, 63,80, 100 и 125.

Вопросы для закрепления теоретического материала к практической работе

1. В чём назначение исполнительного механизма?

2. Объяснить принцип работы гидроцилиндра?

3. Перечислить основные параметры гидроцилиндра?

Задания для практической работы:

Задача 1

Определить развиваемые усилия на штоке гидроцилиндра и скорость его движения при работе от шестерёнчатого насоса. Исходные данные: объём шестеренчатого насоса V =..., см; номинальное давление в гидросистеме Р =..., МПа; частота вращения вала гидронасоса n =..., минhello_html_m55d35225.gif; объёмный КПД hello_html_m428def4d.gif= . Силой трения пренебречь. Диаметр цилиндра D = ..., мм; диаметр штока d=..., мм.

Таблица 5.1 – Исходные данные для задачи 1

0

1

2

3

4

5

6

Алфавит

V, см3

D, мм

d, мм

n, об/мин-1

η

Р , МПа

А, Б, В

63

160

80

1700

0,94

10

Г, Д, Е

50

100

40

1500

0,95

8

Ё, Ж, З

45

500

160

1000

0,94

5

И, К, Л

40

125

32

980

0,95

4

М, Н, О

40

63

16

1250

0,94

3

П, Р, С

60

320

100

1500

0,95

15

Т, У, Ф

70

140

56

1000

0,94

10

Х, Ц, Ч

56

56

25

950

0,95

8

Ш, Щ, Ы

80

70

36

1200

0,94

10

Э, Ю, Я

45

110

70

1200

0,95

6


1. Начальная буква фамилии- 1,2 2. Начальная буква имени- 3,4

3. Начальная буква отчества- 5,6

Задача 2

Определить потери напора в новом стальном трубопроводе диаметром d =..., мм и длиной L=..., км, если расход транспортируемой по нему воды Q=..., л/с. На трубопроводе установлены две задвижки, закрытые на 1/4, и угольник (90').

Таблица 6.2– Исходные данные для задачи 2

0

1

2

3

4

Алфавит

Q, л/с

L, км

d, мм

ν, м2

А, Б, В

263

7

40

10-6

Г, Д, Е

100

12

30

10-6

Ё, Ж, З

300

10

60

10-6

И, К, Л

340

6

45

10-6

М, Н, О

440

3

30

10-6

П, Р, С

360

5

60

10-6

Т, У, Ф

270

10

80

10-6

Х, Ц, Ч

256

8

70

10-6

Ш, Щ, Ы

280

4

50

10-6

Э, Ю, Я

245

2

20

10-6

1. Начальная буква фамилии- 1, 2. Начальная буква имени- 3,4

3. Начальная буква отчества- 2


Порядок выполнения отчета по практической работе

1. Определить подачу насоса;

2. Определить площадь поршня и штока гидроцилиндра;

3. Определить усилие на штоке при выдвижении и при втягивании;

4. Определить скорость выдвижения и втягивания штока.

5. Определить потери напора по длине трубопровода и на преодоление местных сопротивлений.

6. Пример оформления практической работы (Приложение Е)


31


Самые низкие цены на курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации!

Предлагаем учителям воспользоваться 50% скидкой при обучении по программам профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок".

Начало обучения ближайших групп: 18 января и 25 января. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (20% в начале обучения и 80% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru/kursy

Автор
Дата добавления 14.10.2015
Раздел Другое
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров605
Номер материала ДВ-061528
Получить свидетельство о публикации

УЖЕ ЧЕРЕЗ 10 МИНУТ ВЫ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ ДИПЛОМ

от проекта "Инфоурок" с указанием данных образовательной лицензии, что важно при прохождении аттестации.

Если Вы учитель или воспитатель, то можете прямо сейчас получить документ, подтверждающий Ваши профессиональные компетенции. Выдаваемые дипломы и сертификаты помогут Вам наполнить собственное портфолио и успешно пройти аттестацию.

Список всех тестов можно посмотреть тут - https://infourok.ru/tests

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх