Компетенция ПК-26

1. Гидростатический расчет элементов оборудования

1. Задача 1.16

    Цилиндрический сосуд диаметром D=0.2 м  и высотой a=0,4 м, заполненный водой, опирается на плунжер диаметром d=0,1 м.

 Определить показание манометра   и нагрузки на болтовые группы А и B, если масса верхней крышки сосуда m1 =300 кг, цилиндрической части сосуда m2 =150 кг и нижней крышки сосуда m3 =120 кг.[pic 1]

Каким может быть принят минимальный диаметр плунжера, если наибольшее допускаемое избыточное давление под верхней крышкой = 3 Мпа.[pic 2]

Указание. Одним из возможных способов расчета давление  является рассмотрение условия равновесия сосуда под действием его собственного веса и приложенных к его внутренней поверхности сил избыточного давления жидкости, которые зависят от давления М. [pic 3]

    [pic 4]

Решение:

[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27][pic 28][pic 29][pic 30][pic 31][pic 32][pic 33][pic 34][pic 35][pic 36][pic 37][pic 38][pic 39]

1. Условия равновесия сосуда под действием его собственного веса и приложенных к его внутренней поверхности сил избыточного давления жидкости, которые зависят от давлений  и :[pic 40][pic 41]

;[pic 42]

;[pic 43]

; где ;[pic 44][pic 45]

Сила давления на нижнюю крышку:

;[pic 46]

;[pic 47]

 – вес всей конструкции;[pic 48]

[pic 49]

2) Нагрузка на болтовые соединения группы А:

= [pic 50][pic 51]

3) Нагрузка на болтовые соединения группы B:

[pic 52]

4) Если наибольшее допускаемое избыточное давление под верхней крышкой =3 МПа, то минимальный диаметр плунжера:[pic 53]

[pic 54]

Ответ: [pic 55]

1. Задача 2.10

Квадратное отверстие размером ВxВ = 1x1 м в вертикальной стенке резервуара закрыто плоским поворотным щитом, который прижимается к стенке под действием груза массой m расположенным на плече r= 1,5 м.

 1)  Найти    минимальную   массу груза m , достаточную для удержания воды в резервуаре на уровне H=2 м, если расстояние от верхней кромки  отверстия до оси вращения щита h = 0,3 м. Определить при этом реакцию R цапф А щита.

2)  Определить, какой наименьший вакуум  над водой в резервуаре будет удерживать щит без груза?[pic 56]

Решение:

[pic 57]

        Сила гидростатического давления на квадратное отверстие:

 ,[pic 58]

Где [pic 59]м – расстояние от оси свободной поверхности до центра тяжести квадратного отверстия площадью S=1м²

[pic 60] = 1000 кг/м³ - плотность воды

.8=14700 кг[pic 61]

Момент инерции квадратного отверстия:

[pic 62];

Смещение центра давления:

        м [pic 63]

Из уравнения равновесия относительно оси А отделим минимальную массу груза:

 ;[pic 64]

 ; [pic 65]

[pic 66]

Реакция щита:[pic 67][pic 68][pic 69][pic 70]

[pic 71]

[pic 72][pic 73]

[pic 74]

Наименьший вакуум под водой для удержания щита без груза определяем из уравнения равновесия:

[pic 75]

[pic 76]

Ответ: m=856 кг; R=16,9 кН; =15,7 кПа[pic 77]

2. Гидравлический расчет разветвленного трубопровода

Выполнить гидравлический расчет разветвленного трубопровода, схема которого прилагается.

1. Определить Pвх и d3, d4 из условия, что Q3=Q4
2. Определить расходы по всем ветвям, если отключить трубопровод №4

2) Как изменится расходы при изменении вязкости в 2,5 раза?

[pic 78]

        Pвх        Pвых[pic 79]

[pic 80][pic 81][pic 82][pic 83][pic 84][pic 85][pic 86]

[pic 87][pic 88][pic 89][pic 90][pic 91]

[pic 92][pic 93][pic 94][pic 95][pic 96][pic 97][pic 98][pic 99][pic 100][pic 101][pic 102][pic 103][pic 104][pic 105][pic 106][pic 107][pic 108][pic 109][pic 110][pic 111]

[pic 112][pic 113][pic 114][pic 115][pic 116][pic 117][pic 118][pic 119][pic 120]