 |
Расчеты кинематических и динамических параметров движения жидкости в гидросистеме
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ
На курсовую работу
По курсу МЖГ
ВАРИАНТ 4-1-1
ТЕМА
Гидравлический расчет гидросистемы комплекса средств обеспечения мобильной доставки
Питьевой воды населению
Описание объекта расчета
Питьевая вода доставляется потребителям автомобильным транспортом в цистерне, размеры которой: Dц (диаметр цистерны), L (длина цилиндрической части цистерны), W (объем боковой крышки цистерны, выполненной в виде шарового сегмента), h г (высота заливной горловины цистерны), d г (диаметр отверстия заливной горловины цистерны).
Наполнение цистерны производится из водохранилища с помощью насосной установки. Уровень свободной поверхности воды в водохранилище находится на отметке 
В. Насосная установка состоит из трубопровода и центробежного насоса. Трубопровод включает в себя:
- всасывающую стальную трубу длиной lвс, диметром dвс и эквивалентной шероховатостью стенок Δвс;
- приемный клапан с сеткой, установленный на входе во всасывающую трубу и предназначенный для грубой очистки от механических примесей забираемой из водоема воды и предотвращения обратного слива в водоем хлорированной воды. Коэффициент сопротивления клапана - ζк;
- нагнетательную стальную трубу длиной lн, диметром dн с эквивалентной шероховатостью стенок Δн;
- вентиль, установленный на входе в напорный трубопровод и имеющий в полностью открытом состоянии коэффициент сопротивления ζн.
При работе насосной установки вода дезинфицируется раствором хлора, который самотеком по резиновому рукаву (lхл, dхл) с имеющимся на его выходе вентилем с коэффициентом сопротивления в полностью открытом состоянии ζхл поступает во всасывающую трубу насоса из вакуумного хлоратора. Хлоратор представляет собой герметичный сосуд, в котором создается вакуум (pв.хл), необходимый для пополнения хлоратора раствором хлора из питателя и для получения разности напоров в хлораторе и на входе в насос, обеспечивающей поступление нужного расхода q раствора во всасывающую трубу насоса.
|
|
|
Убыль раствора в хлораторе пополняется из питателя по трубке из ПВХ (lп, dп).
Схема гидросистемы, включающей систему хлорирования воды и насосную установку, обеспечивающую перекачивание жидкости из водохранилища в автоцистерну, представлена на рисунке. 
Схема гидросистемы
Задание
Выполнить расчеты элементов гидросистемы и параметров их работы при следующих данных.
Отметки уровней расположения свободных поверхностей и элементов системы:
В=0 м, П=1,5 м, Хл=2 м, Н=0,5 м, Т=3 м, Lп = 2,1 м;
Размеры цистерны:
Dц=1,5 м, L=3,5 м, W=0,2 м3, d г =0,4 м, h г =0,45 м;
Размеры труб:
lвс=2 м, dвс= 30 мм, ∆вс=0,1 мм;
lн=9 м, dн= 25 мм, ∆н=0,1 мм;
lп=3 м;
lхл=3 м, dхл=5 мм;
коэффициенты сопротивления вентилей - ζн = ζхл = 3;
коэффициент сопротивления приемного клапана с сеткой ζк = 5;
плотность воды ρ=103 кг/м3;
кинематический коэффициент вязкости воды (кинематическая вязкость воды) ν = 1 сСт.
Плотность и кинематический коэффициент вязкости (кинематическую вязкость) хлорного раствора принять приближенно такими же как для воды.
Этап первый.
Гидростатические расчеты
Срок выполнения: 7 неделя.
1. Определить, до какого максимального уровня воды в горловине hв можно заполнять цистерну с тем, чтобы при передвижении автомобиля с ускорением а = 0,1g вода из горловины не выливалась.
2. Определить величины и линии действия сил, действующих на криволинейные торцевые стенки цистерны при движении автомобиля с максимальным ускорением и после его остановки.
|
|
|
Дополнительное задание:
Для углубления знаний теоретических аспектов механики жидкости и газа по разделу «Гидростатика» написать краткий реферат на тему: «Напряженное состояние жидкости. Гидростатическое давление в жидкости».
2. Для освоения методики расчета элементов гидроприводов, основанной на применении законов гидростатики, решить задачи из “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза : I - 18; III - 16; IV - 15.
Этап второй.
Расчеты кинематических и динамических параметров движения жидкости в гидросистеме
Срок выполнения: 13 неделя.
1. Определить графическим методом расход Q воды во всасывающей трубе (lвс, dвс, ∆вс) насоса, если вакуум на входе в насос pв=30кПа.
Примечание: считать, что резиновый рукав хлоратора присоединяется к всасывающему трубопроводу непосредственно у входа в насос.
2. Вычислить величину вакуума pвхл в хлораторе, необходимого для самотечного движения раствора хлора из хлоратора на вход в насос в количестве q=0,005 л/с.
3. Подобрать диаметр dп трубки из ПВХ по которой раствор хлора поступает из питателя в хлоратор, необходимый для поддержания значения вакуума pвхл в хлораторе неизменным.
Примечание: учитывать только потери на трение по длине.
Коэффициент потерь на трение l для резиновых рукавов и трубок из ПВХ определить:
- при ламинарном режиме движения жидкости по имперической формуле, учитывающей искажение геометрии поперечного сечения по длине рукава или трубки, а также некоторое охлаждение слоев жидкости, прилегающих к их внутренней поверхности:
l = 108 / Re,
- при турбулентном по формуле:
l = 0,316/ Re 0,25
Критическое число Рейнольдса для резиновых рукавов и трубок из ПВХ ориентировочно принять равным - Reкр = 1600.
Дополнительное задание:
Для углубления знаний теоретических аспектов механики жидкости и газа по рассматриваемым в курсовой работе разделам «Гидродинамики» написать краткий реферат на тему: «Вывод уравнения Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости».
2. Для освоения методики расчета элементов гидроприводов, основанной на применении законов гидродинамики, решить задачи из “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза : VII – 6; IX - 14; X – 8.
|
|
|
Этап третий.
|
|
|
