Условия заданий на курсовую работу по курсу МЖГ (Гидравлика) (ЗАДАНИЕ 3-3-1)

Посмотреть архив целиком

6









ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

по курсу МЖГ


ВАРИАНТ 3-3-1





ТЕМА

Гидравлический расчет гидросистемы стенда

для испытания центробежных насосов



























Описание объекта расчёта


Схема стенда для экспериментального исследования характеристик центробежного насоса (зависимости напора - Hн, потребляемой мощности - Nдв и КПД - н от подачи - Qн) приведена на рисунке. Гидросистема стенда состоит из испытываемого насоса, приводимого в действие балансирным электродвигателем, укомплектованным тахометром (балансирный электродвигатель позволяет измерить момент на его вале - Мдв, возникающий в результате работы приводимого им в действие насоса, а тахометр служит для измерения частоты вращения вала – nдв), резервуара с водой и всасывающего и нагнетательного трубопроводов. На входе во всасывающий трубопровод установлен фильтр (коэффициент сопротивления ζф) для очистки воды от механических примесей. Всасывающий трубопровод снабжен регулировочной задвижки, с помощью которой можно изменять давление на входе в насос. Величина этого давления контролируется манометром р1. Для изменения давления на выходе из насоса, измеряемого с помощью манометра р2, в напорном трубопроводе также установлена регулировочная задвижка. Оба манометра установлены на одном уровне, расположенном на высоте h относительно оси всасывающего трубопровода. Величина подачи насоса определяется с помощью расходомера, работающего на принципе измерения расхода по перепаду статических напоров, создаваемых нормальным соплом, выходной диаметр которого dс. Величина расхода определяется по перепаду статических напоров h на сопле, измеряемому с помощью дифференциального ртутного манометра (плотность ртути – ρрт) или по разности высот водяных столбов в двух пьезометрах ΔН.

Всасывающий трубопровод изготовлен из стали и имеет диаметр – dвс, длину – lвс, эквивалентную шероховатость стенок – Δвс. Нагнетательный трубопровод изготовлен также из стали и имеет характеристики: dн, lн и Δн.

Резервуар, заполняемый водой до отметки А (плотность воды – ρ, ее кинематический коэффициент вязкости - ), выполнен в виде цилиндра диаметром D. В воздушной подушке над водой создано давление р (допустимая величина этого давления ограничивается настройкой предохранительного клапана).


Задание


Выполнить поэтапно расчёт элементов гидросистемы и параметров их работы при ниже приведенных исходных данных.

Физические характеристики воды:

плотность воды = 103 кг/м3;

кинематический коэффициент вязкости (кинематическая вязкость)

ν = 10-2 Ст.





Характеристики трубопроводов:


lвс = 2,2 м, dвс = 95 мм, Δвс = 0,1 мм, С = 0,5 м;

lн = 3,2 м, dн = 85 мм, Δн = 0,1мм, В = 1,95 м.

Характеристика емкости:

D = 1,4 м,А = 2,3 м, р = 0,25 МПа.

Характеристики расходомера:

dc = 65 мм

Высота установки манометров р1 и р2 над осью всасывающего трубопровода h = 1,3 м.









Этап первый


Гидростатические расчёты


Срок выполнения: 7 неделя.

  1. Определить силу давления воздуха на верхнюю крышку резервуара;

  2. Определить нагрузки, действующие в горизонтальном направлении, на места крепления всасывающего и напорного трубопроводов, создаваемых давлением воды при неработающем насосе в двух случаях:

- при полностью закрытых регулировочных задвижках и отсутствии воды за ними (считать давление воздуха за ними равным атмосферному);

- при полностью открытых регулировочных задвижках.


Дополнительное задание:


1. Для углубления знаний теоретических аспектов механики жидкости и газа по разделу «Гидростатика» написать краткий реферат на тему: «Закон распределения давления в жидкости, находящейся в поле сил тяжести и движущейся вместе с сосудом, в который она налита, прямолинейно с постоянным ускорением или вращающейся вместе с этим сосудом с постоянной угловой скоростью».

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: II - 13; III - 3; IV - 8; IV – 18.


Этап второй


Расчёты кинематических и динамических параметров движения жидкости в системе


Срок выполнения: 13 неделя.

  1. Построить для напорного трубопровода графики полного (гидродинамического) напора на входе в трубопровод, показаний манометра р2 и потерь напора в трубопроводе от протекающего расхода жидкости.

Принять:

- коэффициент сопротивления колена ζк = 0,5;

- коэффициент сопротивления сопла расходомера на участке присоединения дифференциального манометра ζс = 0,08;

- коэффициент сопротивления задвижки ζз = 8.

  1. Построить для всасывающего трубопровода графики зависимости полного (гидродинамического) напора на выходе из трубопровода, показаний манометра р1 и потерь напора в трубопроводе от протекающего расхода жидкости.

Принять:

- коэффициент сопротивления фильтра ζф = 6;

- коэффициент сопротивления задвижки ζз = 2.

3. Построить графики зависимости показаний ртутного дифференциального манометра Δh и разности высот столбов воды в пьезометрических трубках расходомера ∆Н в функции от расхода жидкости в напорном трубопроводе.


Предусмотренные п.п. 1,2,3 расчеты провести в диапазоне изменения расхода жидкости от 0 до 40 л/с.


Дополнительное задание:


1. Для углубления знаний теоретических аспектов механики жидкости и газа по рассматриваемым в курсовой работе разделам «Гидродинамики» написать краткий реферат на тему: «Отличительные особенности ламинарного и турбулентного режимов течения жидкости. Критерий перехода ламинарного режима течения в турбулентный в трубах с круглым поперечным сечением».

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 – 30; IX - 41; X – 22.





Этап третий.


Расчет параметров работы насоса на гидросистему


Срок выполнения: 15 неделя.

По ниже приведенной характеристике центробежного насоса, полученной в результате его испытаний на стенде, выполненном на базе рассматриваемой схемы гидросистемы, определить подачу, напор и КПД насоса, при его работе при параметрах гидросистемы, определенных в результате расчетов предыдущего этапа задания.




Рекомендация: для расчета параметров работы насоса на гидросистему воспользоваться сведениями, приведенными во вводной части к XIV главе “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза.