Истечение жидкости через отверстия, насадки, дроссели и клапаны

Задача 3.1. Определить расход жидкости (р = 800 кг/м³), вытекающей из бака через отверстие площадью S₀=1 см². Показание ртутного прибора, измеряющего давление воз­духа, h = 268 мм, высота H = 2 м, коэффициент расхода от­верстия μ = 0, 60.

Задача 3.2. Определить скорость перемещения поршня вниз, если к его штоку приложена сила F=10 кН. Поршень диаметром D = 50 мм имеет пять отверстий диаметром d₀ = 2 мм каждое. Отверстия рассматривать как внешние ци­линдрические насадки с коэффициентом расхода μ = 0, 82; р = 900 кг/м³.

Задача 3.3. Определить направление истечения жидкости (р = р_вод) через отверстие d₀ = 5 мм и расход, если разность уровней Н = 2 м, показание вакуумметра р_вак соответствует 147 мм рт. ст., показание манометра р_м = 0, 25 МПа, коэффи­циент расхода μ = 0, 62.

Задача 3.4 Определить коэффициент сопротивления мно­гоступенчатого дросселя, отнесенный к скорости в трубке диаметром d = 1, 0 мм, если дроссель состоит из пяти ступеней.

Каждая ступень представляет собой отверстие диаметром d₀=2 мм в стенке толщиной δ =1, 0 мм. Принять коэффици­ент расхода такого отверстия равным μ = 0, 62 и считать, что взаимное влияние ступеней дросселя отсутствует (скорость в промежутках между стенками гасится до нуля), а полная потеря напора распределяется между ступенями поровну. Определить полную потерю давления в дросселе при скорости течения в трубке ν = 1 м/с, если плотность жидкости р = 850 кг/м³.

Задача 3.5 Из резервуара, установленного на полу и за­полненного жидкостью до высоты Н, происходит истечение жидкости через отверстие в стенке. На какой высоте у до­лжно быть отверстие, чтобы расстояние х до места падения струи на пол было максимальным? Определить это расстоя­ние. Жидкость считать идеальной.

Задача 3.6. Жидкость вытекает через сопло диамет­ром d_o, устроенное в горизонтальном дне сосуда. Найти связь между диаметром струи d и высотой z, если напор ра­вен H. Сопротивлениями пренебречь.

Задача 3.7. При исследовании истечения через круглое отверстие диаметром d_o=10 мм получено: диаметр струи d_c =8 мм; напор H = 2 м; время наполнения объема V = 10 л; t = 32, 8 с. Определить коэффициенты сжатия ε, ско­рости φ, расхода μ и сопротивления ξ. Распределение скоро­стей по сечению струи принять равномерным.

Задача 3.8. При истечении жидкости через отверстие диаметром d_o=10 мм измерены: расстояние х = 5, 5 м (см. рис.), высота у = 4 м, напор Н = 2 м и расход жидкости Q = 0, 305 л/с. Подсчитать коэффициенты сжа­тия ε, скорости φ, расхода μ и сопротивления ξ. Распреде­ление скоростей по сечению струи считать равномерным. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Задача 3.9. На рисунке показана схема устройства для исследования истечения через отверстия и насадки. Резерву­ар с жидкостью укреплен на двух опорах А и имеет воз­можность покачиваться в плоскости чертежа. При истечении из отверстия или насадка сила реакции струи выводит ре­зервуар из положения равновесия, однако груз весом G воз­вращает его в это положение. Подсчитать коэффициенты сжатия струи ε, скорости φ, расхода μ и сопротивления ξ при истечении воды, если известны размеры а = 1 м, b = 1 м, диаметр отверстия d₀ = 10 мм. При опыте измерены: напор Н = 2 м, расход Q = 0, 305 л/с и вес груза G = 1, 895 Н. Рас­пределение скоростей в сечении струи принять равномерным.

Задача 3.10. На рисунке изображена схема устройства, известного под названием «Геронов фонтан». Тру­бы А и Б заполнены водой, а труба В — воздухом. Объяс­нить принцип действия и определить скорость истечения воды из насадка (сопла) этого фонтана, если размеры H₁ = 24 м, H₂ = 4 м, Hз = 0, 4 м. Потерями напора в системе и весом воздуха в трубе В пренебречь.

Задача 3.11. «Сосуд Мариотта» представляет собой плот­но закрытый сосуд, в крышке которого укреплена трубка, сообщающая сосуд с атмосферой. Трубка может быть укреп­лена на различной высоте. В стенке сосуда имеется отверстие диаметром d₀ =10 мм, через которое происходит истечение в атмосферу. Какое давление установится в сосуде на уровне нижнего обреза трубки при истечении? Определить скорость истечения и время опорожнения «сосуда Мариотта» от верха до нижнего обреза трубки. Объемом жидкости в трубке и сопротивлением при истечении пренебречь (ε =1). Форма сосуда цилиндрическая, D = 100 мм; Н = 2 м, h₁ = 0, 2 м, h₂ = 1 м.

Задача 3.12 Как изменится расход воды Q (%) через внешний цилиндрический насадок (μ = 0, 82) диаметром d₀ = 20 мм, если к нему привинтить цилиндрическую трубку диаметром d = 30 мм и получить истечение с заполнением выходного сечения трубки? Потерей на трение по длине пренебречь. Подсчитать максимальный расход, при котором возможно такое истечение. Принять коэффициент сжатия струи внутри насадка ε = 0, 64; h_a = 750 мм рт. ст.; h_н.п. = 40 мм рт. ст.

Задача 3.13 Для сопла-заслонки, изображенной на схеме, определить силу, с которой жидкость воздействует на заслонку в следующих случаях: 1) когда заслонка плотно прижата к торцу сопла (χ = 0) и истечения жидкости не происходит и 2) когда расстояние χ достаточно велико и истечение происходит так, как показано на схеме. Давление в широкой части сопла (сечение 0 – 0) р₀ = 3 МПа, скорость υ ₀ = 0 в обоих случаях. Диаметр выходного канала сопла d = 2 мм; а коэффициент расхода μ = φ = 0, 85.

Чему было бы равно соотношение сил F₂/F₁ в двух случаях при отсутствии потерь напора в сопле?

Задача 3.14. Через жиклер, представляющий собой отвер­стие диаметром d₀ = 2 мм в стенке толщиной δ = 5 мм, про­исходит истечение жидкости в полость, заполненную той же жидкостью при избыточном давлении р₂ = 1 МПа. Опреде­лить давление по другую сторону стенки р_о, при котором внутри жиклера возникает кавитация. Давление насыщенных паров жидкости соответствует h_н.п. = 60 мм рт. ст., р = 850 кг/м³. Коэффициент сжатия струи внутри жиклера принять равным ε = 0, 64; коэффициент расхода, равный ко­эффициенту скорости, μ =φ = 0, 82.

Какой будет расход Q при начале кавитации?

Указание. Следует записать уравнение Бернулли для сече­ний 1—1 и 2—2, при этом учесть потерю напора на внезапное расши­рение по теореме Борда и использовать уравнение расхода.

Задача 3.15. Вода под избыточным давлением p₁= 0, 3 МПа подается по трубе с площадью поперечного сече­ния S₁=5 см² к баллону Б, заполненному водой. На трубе перед баллоном установлен кран К с коэффициентом местно­го сопротивления ξ = 5. Из баллона Б вода вытекает в атмос­феру через отверстие площадью S₀=l см²; коэффициент расхода отверстия равен μ = 0, 63. Определить расход во­ды Q.

Указание. Записать уравнение Бернулли для сечений 1 — 1 и 2—2 и основную формулу для расхода при истечении.

Задача 3.16. Дан диффузорный насадок с плавно за­кругленным входом в виде сопла (ξ _с = 0, 06) и диффузора с оптимальным углом конусности (α = 5°30') и с соотношени­ем диаметров D₂/D₁=3, для которого можно принять ко­эффициент сопротивления ξ = 0, 125. Коэффициенты сопро­тивления отнесены к узкому сечению. Определить для данно­го насадка коэффициент расхода μ, отнесенный к площади выходного отверстия (D₂), и коэффициент расхода μ ', отне­сенный к площади узкого сечения (D₁).

Задача 3.17. Для выпуска воды из бака в его стенке устроено отверстие и введена труба, как показано на рисунке. Однако пропускная способность полученного насадка (внут­реннего цилиндрического) оказалась недостаточной. Во сколько раз можно увеличить пропускную способность ука­занной трубы, не меняя ее диаметра и напора, если приста­вить к ней сопло (внутри бака) и диффузор снаружи? Трени­ем внутри трубки пренебречь. Значения коэффициентов со­противления сопла и диффузора, а также степень расширения диффузора взять из предыдущей задачи. Режим истечения в обоих случаях считать безотрывным и бескавитационным.

Задача 3.18. Вода по трубе Т подается в резервуар А, откуда через сопло диаметром d₁=8 мм перетекает в ре­зервуар Б. Далее через внешний цилиндрический насадок d₂ = 10 мм вода попадает в резервуар В и, наконец, вытекает в атмосферу через внешний цилиндрический насадок d₃ = 6 мм. При этом H =1, 1 м; b = 25 мм. Определить расход воды через систему и перепады уровней h₁ и h₂. Коэффици­енты истечения принять: μ ₁= 0, 97, μ ₂ = μ ₃ = 0, 82.

Задача 3.19. При испытании модели гидротурбинного сопла диаметром d_o = 65 мм были произведены следующие измерения: давление воды в широкой части сопла (диаметром D = 160 мм) р₁ = 0, 9 МПа; расход Q = 96 л/с; диаметр струи d_c = 55 мм. При помощи динамометра измерена сила воз­действия струи на преграду F = 3, 88 кН (диск установлен нормально к струе). Определить коэффициенты расхода μ и сопротивления ξ двумя различными способами.

Задача 3.20. На рисунке показана упрощенная схема самолетного гидропневмоамортизатора. Процесс амортиза­ции при посадке самолета происходит за счет проталкивания рабочей жидкости через отверстие d = 8 мм и за счет сжатия воздуха. Диаметр поршня D=100 мм. Опре­делить скорость движения цилиндра относи­тельно поршня в начальный момент аморти­зации, если первоначальное давление возду­ха в верхней части амортизатора p₁ = 0, 2 МПа расчетное усилие вдоль штока G = 50 кН, коэффициент расхода отверстия μ = 0, 75, плотность рабочей жидкости р = 900 кг/м³.

Задача 3.21. На рисунке изображена схема регулируемого игольчатого дросселя. Опреде­лить, на какое расстояние l необходимо вдвинуть иглу в дросселирующее отверстие для обеспечения перепада давления Δ р = p₁—p₂ = 3 МПа, если угол иглы α = 30°, диаметр дросселирующего отверстия D = 6 мм, его коэффициент расхода μ = 0, 8, расход жидкости Q = 1, 2 л/с, плотность рабочей жидкости р = 900 кг/м³.

Задача 3.22. Воздух под избыточным давлением р_о пода­ется к пневмодатчику детали А. Проходя через пневмодроссель Д с проходным сечением (диаметром d=l мм), затем через зазор, образуемый срезом сопла С и поверхностью детали А, воздух поступает в атмосферу. Определить, при каком зазоре х показание манометра М будет равно 0, 5р_о, если диаметр среза сопла d₂ = 1, 5 мм. Коэффициенты расхо­да через дроссель Д и зазор одинаковы. Считать воздух несжимаемым, его скорость в камерах В и К равна нулю.

Задача 3.23. Определить ширину проходного отвер­стия b и жесткость пружины с переливного клапана, который начинает перекрывать проходное отверстие при падении дав­ления на входе р_вх до 10 МПа и полностью перекрывает его при р_вх = 9 МПа. Перепад давления на агрегате Δ р = р_вх — p_сист при полностью открытом золотнике и расходе Q = 1, 5 л/с должен быть 0, 3 МПа. Проходное отверстие вы­полнено в виде кольцевой щели, диаметр золотника D = 12 мм, коэффициент расхода окна золотника μ = 0, 62; р = 850 кг/м³.

Задача 3.24. Определить значение силы F, преодолевае­мой штоком гидроцилиндра при движении его против на­грузки со скоростью υ = 20 мм/с. Давление на входе в дрос­сель р_н = 20 МПа; давление на сливе р_с = 0, 3 МПа; коэффи­циент расхода дросселя μ = 0, 62; диаметр отверстия дросселя d=l, 2 мм; D = 70 мм; d_ш = 30 мм; р = 900 кг/м³.

Задача 3.25. Определить диаметр отверстия дросселя, установленного на сливе из гидроцилиндра, при условии движения штока цилиндра под действием внешней нагрузки F = 60 кН со скоростью υ = 200 мм/с. Диаметры: штока d_ш = 40 мм, цилиндра D = 80 мм, коэффициент расхода дроссе­ля μ = 0, 65, плотность жидкости р = 850 кг/м³, давление на сливе р_с = 0, 3 МПа.

Задача 3.26. Определить время полного хода поршня гидроцилиндра при движении против нагрузки, если давление на входе в дроссель р_н=16 МПа, давление на сливе р_с = 0, 3 МПа. Нагрузка вдоль штока F = 35 кН, коэффициент расхода дросселя μ = 0, 62, диаметр отверстия в дросселе d_др =l мм, плотность масла р = 900 кг/м³, диаметры: цилиндра D = 60 мм, штока d = 30 мм; ход штока L = 200 мм.

Задача 3.27. Жидкость с плотностью р = 850 кг/м³ пода­ется от насоса в гидроцилиндр, а затем через отверстие в поршне площадью S₀ = 5 мм² и гидродроссель Д в бак (р_о = 0).

1)Определить, при какой площади проходного сечения дросселя Д поршень будет находиться в неподвижном равно­весии под действием силы F = 3000 Н, если диаметр поршня D=100 мм, диаметр штока d_ш = 80 мм, коэффициент расхо­да отверстия в поршне μ _о = 0, 8, коэффициент расхода дросселя μ _др = 0, 65, давление насоса р_н=1 МПа. 2) Определить площадь проходного сечения дросселя Д, при которой по­ршень будет перемещаться со скоростью υ _п=l см/с вправо.

Задача 3.28. Правая и левая полости цилиндра гидро­тормоза, имеющего диаметр поршня D=140 мм и диаметр штока d_ш = 60 мм, сообщаются между собой через дроссель с площадью проходного сечения S_др = 20 мм² и коэффици­ентом расхода μ = 0, 65. Определить время, за которое по­ршень переместится на величину хода l = 350 мм под дей­ствием силы F=15 кН, плотность жидкости р = 900 кг/м³.

Задача 3.29. Изображенный на рисунке переливной кла­пан плунжерного типа предназначен для того, чтобы под­держивать заданное давление жидкости на входе р₁ путем непрерывного ее слива. Однако точность поддержания давле­ния зависит от размера клапана и характеристики пружины. Найти связь между расходом через клапан Q и давлением p₁, если известны следующие величины: диаметр клапана d; постоянное давление на выходе из кла­пана р₂; сила пружины F_np.o при y = 0; жесткость пружины с; коэффициент рас­хода щелевого отверстия μ, не зави­сящий от высоты подъема у. Можно считать, что давление p₁ равномерно распределено по площади клапана π d²/4. Задачу решить в общем виде.

Задача 3.30. Обратный клапан диаметром d = 20 мм слу­жит для пропуска жидкости (р = 900 кг/м³) только в одном направлении. Определить перепад давления Δ p = p₁—р₂ на клапане, если р₁ = 1, 6 МПа. Жесткость пружины с = 13 Н/мм, ее предварительное поджатие y_о = 8 мм, макси­мальный ход клапана l = 3 мм, коэффициент расхода μ = 0, 8, объемный расход Q = 1 л/с.

Задача 3.32. Считая жидкость несжимаемой, определить скорость движения поршня под действием силы F = 10 кН на штоке, диаметр поршня D = 80 мм, диаметр штока d = 30 мм, проходное сечение дросселя S_др = 2 мм², его коэффициент расхода μ = 0, 75, из­быточное давление слива р_c = 0, плот­ность рабочей жидкости р = 900 кг/м³.

Задача 3.33. Определить перепад давления Δ p = p₁ —р₂

в системе гидро­привода за дросселирующим распредели­телем при перемещении его золотника на х=2 мм, если подача насоса равна расходу на сливе: Q_н=Q_с=1 л/с;

давление насоса р_н = 5 МПа; давление слива р_с = 0, 2 МПа; коэффициенты расхода дросселирующих щелей μ = 0, 75; диаметр золотника распределителя d=12 мм, плотность рабочей жидкости р = 900 кг/м³.

Задача 3.34. На рисунке представлена конструктивная схема регулятора расхода (клапан, обеспечивающий посто­янство расхода). Он состоит из корпуса 1 с дросселирующи­ми отверстиями 4, подвижного плунжера 3 с дросселирую­щим отверстием 2 и пружины 5. Определить, при каком значении силы пружины F_пp регулятор будет обеспечивать расход Q = 5 л/мин, если диаметры D = 20 мм, d = 3 мм; коэффициенты расхода дросселирующих отверстий μ = 0, 8; плотность рабочей жидкости р = 900 кг/м³. Считать, что в пределах рабочего хода плунжера сила пружины остается постоянной.

Задача 3.35. На рисунке показан гидроаппарат, назначе­ние которого заключается в том, что в случае разрушения трубопровода 1 клапан 3 перекрывает отверстие 2 и тем самым препятствует выбросу рабочей жидкости из гидроси­стемы. При нормальной работе перепад давления в по­лостях а и b, обусловленный сопротивлением отверстий 4, недостаточен для сжатия пружины 5 и клапан 2 под действи­ем силы предварительного поджатия пружины F_o = 200 Н на­ходится в крайнем правом положении. Определить минималь­ное значение расхода Q, при котором клапан 3 начнет перемещаться влево, если известно: D = 20 мм; суммарная площадь отверстий 4 S₀ = 0, 5 см²; коэффициент расхода отверстий μ = 0, 62; плотность жидкости ρ = 900 кг/м³. Выразить в общем виде силу, с которой клапан 3 будет прижиматься к седлу в случае разрушения трубопровода 1, приняв: максимальный ход клапана х; жесткость пружины с; диаметр отверстия 2d; давление на входе в гидроаппарат р_н.

Задача 3.36. Определить расход бензина через жик­лер Ж карбюратора диаметром d=l, 2 мм, если коэффици­ент расхода жиклера μ = 0, 8. Сопротивлением бензотрубки пренебречь. Давление в поплавковой камере атмосферное. Дано разрежение (вакуум) в горловине диффузора р_вак = 18 кПа, р_б = 750 кг/м³.

Задача 3.37. На рисунке показан простейший карбюратор двигателя внутреннего сгорания. Поток воздуха, засасывае­мого в двигатель, сужается в том месте, где установлен распылитель бензина (обрез трубки). Скорость воздуха в этом сечении возрастает, а давление падает. Благодаря этому бензин подсасывается из поплавковой камеры и вы­текает через распылитель, смешиваясь с потоком воздуха. Найти соотношение между массовыми расходами воздуха и бензина Q_воз/Q_б, если известны: размеры D = 30 мм; d_ж = 1, 8 мм; коэффициент сопротивления воздушного канала до сечения 2—2 ξ _в = 0, 05; коэффициент расхода жиклера μ = 0, 8. Сопротивлением бензотрубки пренебречь. Плотности: воздуха р_воз=1, 25 кг/м³; бензина р_б = 750 кг/м³.

Задача 3.38. К поршню ускорительного насоса карбюра­тора диаметром D=16 мм приложена сила F=5 Н. Вслед­ствие этого бензин движется по каналу диаметром d = 2 мм через клапан К, а затем через жиклер диаметром d_ж = 0, 8 мм вытекает в воздушный поток. Определить расход бензина, приняв следующие коэффициенты: сопротивления клапана ξ _к= 10 (отнесено к d); расхода жиклера μ _ж =0, 8 (отнесено к d_ж). Давления воздуха над поршнем и в воздушном потоке одинаковы. Сопротивлением канала (диаметром d) прене­бречь, плотность бензина р = 750 кг/м³.

Задача 3.39. Даны разрежение в горловине диффузора карбюратора р_вак= 10 кПа и диаметры жиклеров: экономиче­ского d_ж1 = 1 мм и главного d_ж2 = 0, 8 мм. Определить расход бензина через главную дозирующую систему, считая коэффи­циенты расхода жиклеров одинаковыми: μ = 0, 8; ρ _б= 700 кг/м³; Δ h = 0.

Задача 3.40. На рисунке изображена схема автомобиль­ного карбюратора, которая обеспечивает обеднение смеси при большом разрежении в диффузоре 1 за счет того, что в рас­пылитель 2 кроме топлива через основной дозирующий жик­лер 4 будет поступать воздух через трубку 3. Определить максимальный расход топлива Q без подсоса воздуха в рас­пылитель, если высота жидкости в поплавковой камере h = 20 мм; диаметр жиклера 4 d_ж = 3 мм; коэффициент расхода μ = 0, 8.

Задача 3.41. На рисунке изображена система карбюрато­ра двигателя внутреннего сгорания с ускорительным насосом для мгновенного обогащения топливной смеси. При резком открытии дроссельной заслонки 1 поршень 2 ускорительного насоса движется вниз. Под действием давления, возникшего под поршнем, открывается клапан 3 (клапан 4 закрыт) и топливо подается в диффузор карбюратора дополнительно, помимо основной дозирующей системы, состоящей из жикле­ра 5 и распылителя 6. Определить, во сколько раз увеличит­ся подача топлива в диффузор, если в его горловине давление р_вак = 0, 02 МПа; расход топлива через основную дозирую­щую систему Q = 8 см³/с; диаметр трубопровода ускоритель­ного насоса d = 2 мм; коэффициент расхода клапана μ _к = 0, 78; проходное сечение клапана S_к = 0, 4 мм²; скорость движения поршня ускорительного насоса υ = 0, 1 м/с; диа­метр поршня D=10 мм; высота h= 20 мм; радиальный за­зор между поршнем и цилиндром δ = 0, 1 мм; вязкость топли­ва ν = 0, 01 Ст, его плотность р = 800 кг/м³. Потерями напора в трубопроводах пренебречь. Учесть утечки через щелевой зазор между поршнем и цилиндром, считая их соосными.

Задача 3.42. Воздух плотностью р_в=1, 28 кг/м³ всасыва­ется двигателем через фильтр 1 с коэффициентом сопротивления ξ _ф = 3 (отнесен к d₁), затем по трубе диамет­ром d₁ = 50 мм попадает в диффузор 2 карбюратора, сопло которого имеет коэффициент сопротивления ξ _с = 0, 1 (отнесен к d₂). В узком сечении диффузора диаметром d₂ = 30 мм расположено выходное отверстие распылителя 3. Благодаря разрежению, возникающему в горловине диффузора, бензин с плотностью р_б = 790 кг/м³ подсасывается из поплавковой камеры 4 и через жиклер 5 с коэффициентом расхода μ = 0, 6 и распылитель попадает в воздушный поток. Свободная поверхность бензина в поплавковой камере находится ниже выходного отверстия распылителя на высоту h = 10 мм. Оп­ределить диаметр отверстия жиклера d для обеспечения коэффициента избытка воздуха α = 1, если ,

Q_в – массовый расход воздуха;

Q_б = 15, 0 кг/ч – массовый расход бензина. Гидравлическими потерями трубки распылителя пренебречь.

Задача 3.43. Определить время полного опорожнения цилиндрического бака, заполненного жидкостью. Площадь основания бака S=l м² и высота H=1 м. Истечение про­исходит в атмосферу через отверстие в дне бака с закруглен­ными кромками (сопло) диаметром d₁=10 мм.

Задачу решить, если:

1) бак открыт и давление воздуха на поверхности жидко­сти атмосферное;

2)бак закрыт, но в крышке имеется отверстие диаметром d₂ = 3 мм.

Воздух при опорожнении бака всасывается через это отверстие внутрь и над поверхностью жидкости создается разрежение.

Коэффициент расхода отверстий принять μ =1.

Задача 3.44. Сравнить времена опорожнения одинаковых конических сосудов с углом конуса L и высотой h_o, один из которых расположен вершиной вверх (а), а другой — верши­ной вниз (б). В обоих случаях истечение происходит через отверстие диаметром d_o с коэффициентом расхода μ. Давле­ние на свободной поверхности жидкости считать атмосфер­ным, а течение — установившимся. Принять, что h_o d_o.

Задача 3.45. Определить время опорожнения бака прямо­угольного сечения через внешний цилиндрический насадок, устроенный в дне:

1) при постоянном значении коэффициента расхода μ ₀ = 0, 81, что соответствует числам Рейнольдса, большим предельного, т. е. Re Re_пр, где Re , а Re_{пр =} 10⁵;

2) с учетом зависимости коэффициента расхода от числа Рейнольдса при Re Re_пр, имеющей вид μ = АRe^m, где m = 0, 1 и А = 0, 256. Длиной насадка пренебречь.

Размеры бака 0, 5 х 1, 2 м; диаметр отверстия насадка d = 50 мм; начальный напор (максимальный) Н₀ = 0, 5 м; кинематическая вязкость жидкости ν = 0, 01 см²/с.

Задача 3.46. В напорную линию системы смазки двигате­ля внутреннего сгорания включена центрифуга, выполняю­щая роль фильтра тонкой очистки масла от абразивных и металлических частиц. Ротор центрифуги выполнен в виде полого цилиндра, к которому подводится масло под давлени­ем р₀=0, 5 МПа, как показано на схеме, а отводится через полую ось, снабженную отверстиями. Часть подводимого масла вытекает через два сопла, расположенные тангенци­ально так (А—А), что струи масла создают реактивный момент, вращающий ротор. Определить скорость истечения масла через сопла (относительно ротора) и реактивный мо­мент при частоте вращения ротора n =7000 об/мин. Диаметр отверстий сопл d₀ = 2, 5 мм; μ = φ = 0, 65; расстояние от оси отверстий до оси вращения ротора R = 60 мм; р_м=900 кг/м³. Считать, что в роторе масло вращается с той же угловой скоростью, что и ротор.

Задача 3.47. На рисунке показана схема автомобильного гидроамортизатора двойного действия. При плавном движении поршня 1 вниз (ход сжа­тия) жидкость из-под поршня перетекает в пространство над поршнем через отверстия 2 и 7, а через отверстия 4 закры­того клапана 5 в компенсацион­ную кольцевую полость 6, в верхней части которой воздух сжимается.

При обратном плавном дви­жении поршня 1 вверх (ход отбоя) жидкость перетекает в нижнюю полость через отвер­стия 7 и 8. Кроме того, часть жидкости возвращается из ком­пенсационной полости через от­крывающийся при этом клапан 5. При резком отбое перетека­ние жидкости обеспечивается еще открытием клапана 9 (при резком ходе сжатия открывает­ся клапан, который на схеме не показан).

Так как пружины клапанов 3 и 5 являются слабыми, а каналы достаточно велики, то сопротивление этих клапанов пренебрежимо мало. Поэтому основным сопротивлением по­току жидкости при ходе сжатия являются калиброванные отверстия 4 в клапане 5, а при ходе отбоя — калиброванные отверстия 7 в клапане 9. Определить скорости перемещения поршня относительно цилиндра при плавном ходе сжатия (υ ₁) и плавном ходе отбоя (υ ₂), если значение силы вдоль штока F = 400 Н, которая направлена в первом случае вниз, а во втором — вверх. Диаметры: поршня D = 40 мм, штока d=16 мм. Площадь отверстий 7 S₁ = 1, 0 мм²; площадь от­верстий 4 S2=0, 2 мм². Коэффициенты расхода отверстий принять одинаковыми μ = 0, 60. Давление воздуха в по­лости 6 не учитывать, р = 850 кг/м³.

Задача 3.48. Воздух засасывается двигателем из атмосфе-
ры, проходит через воздушный фильтр 1(ξ ₁) и затем по
трубе диаметром d₁ минуя дроссельную заслонку 2 (ξ 2) по-
дается в диффузор 4 карбюратора, сопло 3 которого имеет коэффициент сопротивления ξ ₃. В узком сечении 2 -2 диффузора расположено выходное отверстие распылителя 5.

Бензин засасывается из бака 12 через сетчатый фильтр 11 с коэффициентом сопротивления ξ _ф на высоту Н по всасывающему трубопроводу 10 диаметром d_т и длиной l насосом 9 и по трубопроводу 8 подается в поплавковую камеру карбюратора 7. Все колена (повороты) в трубопроводе считать одинаковыми; коэффициенты сопротивления ξ _к.

Благодаря разрежению, возникающему в горловине диффузора 4, бензин подсасывается из поплавковой камеры карбюратора 7, проходит через жиклер 6 с коэффициентом расхода μ и вытекает в воздушный поток через распылитель 5.

Определить: абсолютное давление бензина перед входом в насос; диаметр жиклера.

Имеем следующие данные: ξ ₁ = 3; ξ ₂ = 1; ξ ₃ = 0, 1; ξ _к = 0, 8; ξ _ф = 6; μ = 0, 75; d₁ = 50 мм; d₂ = 35 мм; d_т = 5 мм; Н = 5 м; h = 0; l = 5 м; h_a = 750 мм рт. ст.; ρ _б = 750 кг/м³; ν _б = 0, 01 см²/с; ρ _в = 1, 28 кг/м³; α = 1; Q_б = 150 Н/ч.

Следует учесть: коэффициент избытка воздуха α = Q_в/14, 8 Q_б; коэффициенты ξ ₁ и ξ ₂ – к d_т; сопротивлением трубки распылителя пренебречь.