735

21. Задача. Вычислить: рабочий объем qн, производительность Qн, мощность на выходе Pнвх и входе Рпн пластинчатого насоса двукратного действия.

Дано: ηн = 0,88; ηно = 0,95; nн = 25 об/с; рном = 20 МПа.

Остальные исходные параметры:

22.Задача. Через сопротивление (дроссель) течет поток масла с расходом Q =

=0,003 м3/с. Плотность масла ρж = 900 кг/м3, теплоёмкость масла сж = 2000 Дж/(кг С),

приращение температуры масла за сопротивлением ∆Т = Твых – Твх = 4 С. Объём масла в гидросистеме машины V = 0,6 м3.

Вычислить:

– потерю давления р на дросселе;

–величину механической мощности Рп, потерянной потоком на сопротивлении;

–время tн, за которое температура масла в баке повысится на 30 С. Теплообменом с окружающим воздухом пренебречь.

Указания к решению. При условии отсутствия теплообмена с окружающим воздухом теряемую механическую мощность потока Рп = ∆рQ можно приравнять мощности теплового потока, идущей на нагревание масла Рж = сжρжQ∆T. Это позволит решить первые две задачи. Для решения третьей задачи необходимо сначала определить продолжительность одного перекачивания всего МГ гидросистемы через дроссель, а затем – время, за которое температура МГ повысится на 30 С.

23. Задача. Вычислить давление настройки дросселя ∆рдр (рис. 16.3), если необходимо нагреть МГ в баке от температуры Тнач = Тв = –10 С до температуры Ткон = +10 С за время t = 600 с. Охладитель во время нагревания отключен термостатом ТС.

Производительность насоса Qн и объём масла в баке VБ приведены ниже.

162

AБ – площадь наружной поверхности бака; ε ≈ 2 – коэффициент, учитывающий тепло-

отдающие поверхности других элементов (кроме охладителя).

2. Средняя за цикл теряемая механическая мощность в гидропередачах машины:

где ti – продолжительность работы i-й гидропередачи в цикле.

3. Площадь бака кубической формы AБ = 6VБ2/3 , где VБ – объём бака, принимае-

мый из условия успокоения и отстоя МГ равным объёму МГ, перекачиваемому всеми насосами за 120 с. Сумму производительностей насосов ΣQн можно определить из условия реализации каждым насосом необходимой мощности Pнвх при заданном номи-

нальном давлении рн:

После определения величин Рп и AБ вычислить необходимую площадь Ат охлади-

теля, используя соотношение (16.5).

4. Мощность теплового потока, рассеиваемая баком и другими элементами кроме охладителя:

5. Понижение температуры масла в охладителе ∆Т = Tжвх Tжвых определить из ус-

ловия рассеивания приходящейся на его долю теряемой мощности:

6. Производительность вентилятора Qв определить из условия отвода воздухом мощности теплового потока, приходящейся на долю охладителя:

где св = 1010 Дж/(кг · оС) и ρв = 1,2 кг/м3 – удельная теплоёмкость и плотность воздуха. В уравнении (16.10) кроме Qв неизвестна температура воздуха на выходе Tввых .

Величины Tввых и Qв взаимосвязаны. Чем меньше Tввых , тем больше требуемый расход

Qв. В то же время расход Qв влияет на скорость воздуха vв в зазорах между трубками и рёбрами охладителя, коэффициент теплопередачи kт и температуру Tввых . Про величину Tввых знаем: Тв < Tввых < Ту. В первом приближении примем Tввых = 0,5(Тв + Ту).

25. Задача. Дана характеристика p = f(Q) гидродинамического насоса при частоте вращения колеса n = 25 об/с (рис. 16.4). Точка С25 соответствует номинальному режиму работы насоса, в котором: КПД максимален и равен 0,76; производительность Q = = 0,089 м3/с; давление p = 0,5 МПа; необходимая мощность привода насоса Рпн = 60 кВт.

Необходимо: рассчитать и изобразить характеристики p = f(Q) и вычислить необходимые мощности привода этого насоса при частотах вращения колеса n1 = n + 3 + + 0,2N и n2 = n – 3 – 0,2N, где N – номер варианта. Мощность привода определить только для номинальных режимов работы.

Указания к решению. Известны соотношения между одноименными характеристиками подобных насосов:

производительности:

164

давления:

мощности привода:

26. Задача. Вычислить параметры p, Q, Рпн, T и ηmax в номинальном режиме работы насоса, подобного заданному. Диаметр колеса заданного насоса D1 = 0,405 м, диаметр колеса ему подобного насоса D2 = D1 – 0,01 м.

Указания к решению. Кроме соотношений (16.11)–(16.13) при решении задачи по-

27. Задача. Из насосов, параметры которых приведены в табл. 11.3, выбрать тот, который пригоден для сети со следующими характеристиками: необходимый расход воды у потребителя Q = 0,085 м3/с; необходимое давление у потребителя рпотр = 0,4 МПа; высота подъема воды Н = 15 м; сумма линейных и местных потерь давления на пути от насоса до потребителя p = 0,13 МПа.

165

Указания к решению. Насос подобран к сети правильно, если он, работая в номинальном режиме (при р = рном), подаёт в сеть необходимый расход Q и создаёт в начале сети необходимое давление рс (см. формулу 13.14).

28. Задача. По рис. 2.14–2.17 выполнить описание устройства и работы радиаль- но-поршневого однотактного гидромотора: название элементов гидромотора; очерёдность подачи масла в цилиндры; формула для вычисления рабочего объёма.

29. Задача. Вычислить: qм – рабочий объём радиально-поршневого гидромотора; nм – частоту вращения вала; Тм – вращающий момент на валу; Pмвых – мощность на валу.

Дано: z = 5 – число цилиндров; pмвых = 0,5 МПа – давление в сливной линии;

м = 0,85 – КПД гидромотора; мо = 0,92 – объёмный КПД гидромотора. Остальные па-

раметры:

Указания к решению.

1.Рабочий объём вычислить через диаметр dп, ход Хп = 2е и число поршней z.

2.Частоту вращения вала вычислить через расход МГ в напорной линии, рабочий объём и объёмный КПД мотора.

3.Вращающий момент вычислить через рабочий объём мотора, разность давлений в напорной и сливной линиях и гидромеханический КПД мотора.

4.Мощность на валу мотора вычислить двумя способами: а) через Тм и nм; б) че-

рез Qмвх , pмвых , pмвх , м .

30. Задача. Подобрать к электродвигателю (ЭД) гидродинамическую муфту (ГМ) из заданного ряда подобных муфт и, при необходимости, определить передаточное отношение uсп согласующей передачи (СП) между ЭД и ГМ.

Дано: механическая характеристика ωд = f(Тд) асинхронного короткозамкнутого электродвигателя (рис. 16.5) и безразмерные характеристики η = f(i) и λ= f(i) ряда подобных муфт, наружные диаметры насосного колеса которых D = 0,12; 0,16; 0,20; 0,24;

166

После этого проверить соблюдение условия б:

31. Задача. Рассчитать нагрузочные характеристики ГМ, выбранной при решении предыдущей задачи, приняв сначала р , затем 0 , наложить эти характери-

стики на механическую характеристику двигателя ωд = f (Тд), убедиться в правильности выбора муфты.

Если применена согласующая передача, нагрузочные характеристики рассчитать по зависимости:

uсп

32.Задача. К дизелю подобрать гидродинамический трансформатор (ГТ) и, при

необходимости, определить передаточное отношение uСП согласующей передачи (СП) между дизелем и трансформатором.

Механическая характеристика дизеля ωд = f (Тд) изображена на рис.16.7. Отно-

шение максимального момента Тдм к номинальному моменту Тдн равно 1,15. Заданы

безразмерные характеристики подобных трансформаторов (рис. 16.8). Диаметры D на-

сосного колеса трансформаторов равны 0,16; 0,20; 0,24; 0,28; 0,32; 0,36; 0,4; 0,44; 0,48; 0,52; 0,56 м.

Номинальная мощность дизеля:

Указания к решению. Трансформатор и согласующая передача подобраны к дизелю правильно, если:

а) при работе ГТ в номинальном режиме (η = ηmax в режиме трансформатора; λ = λр; k = kр) он нагружает дизель вращающим моментом примерно равным его номинальному моменту Тдн;

168

потребителями при давлении рм, м3/с: Qр1 = 0,01; Qр2 = 0,02;Qр3 = 0,03; Qр4 = 0,04; Qр5 = = 0,05. Остальные исходные параметры:

170