Hydraulika siłowa. Piotr Sobczyk

przedstawionym w zad. 2.9, korzystając z załącznika 1.

      2.11. Silnik pracujący w układzie przedstawionym w zad. 2.8 jest połączony z układem za pomocą węży hydraulicznych. Dobierz ich średnicę, tak aby prędkość przepływu w linii ciśnieniowej wynosiła nie więcej niż , a w linii zlewowej . Do doboru średnicy użyj nomogramu firmy Parker znajdującego się w załączniku 2.

      2.12. Olej o temperaturze 40℃ przepływa przez przewód hydrauliczny o średnicy wewnętrznej mm, z prędkością . Gęstość oleju wynosi , a lepkość kinematyczna .

      a) Oblicz liczbę Reynoldsa dla tego przepływu.

      b) Do jakiej klasy lepkościowej należy olej (według klasy ISO VG)?

      2.13. Olej hydrauliczny przepływa przez przewód o średnicy wewnętrznej mm z natężeniem przepływu . Gęstość oleju wynosi . Po upływie czasu t, pomimo zachowania stałego natężenia przepływu, liczba Reynoldsa dla tego przepływu zmieniła swoją wartość z  do .

      a) Oblicz lepkość kinematyczną oleju dla początkowej i końcowej wartości liczby Reynoldsa.

      b) W jaki sposób zmieniła się temperatura oleju?

      c) Czy liczba Reynoldsa byłaby wyższa, czy niższa dla przepływu oleju o wyższym wskaźniku lepkości VI przy zachowaniu pozostałych warunków przepływu (d, Q, t).

      2.14. Który z przepływów przedstawionych w zad. 2.13 jest burzliwy (turbulentny)? Przy jakiej wartości lepkości kinematycznej oleju przepływ przestaje być laminarny?

      2.15. Olej przepływa przez płaską szczelinę pomiędzy dwiema płytami (rys. 2.4). Wysokość szczeliny h = 30 μm. Wymiary górnej, mniejszej płyty to mm (szerokość), mm (długość, w kierunku przecieku). Przepływający olej charakteryzuje się lepkością cSt oraz gęstością . Ciśnienia przed i za szczeliną wynoszą odpowiednio MPa oraz kPa.

      a) Oblicz natężenie przepływu przecieku , w sytuacji gdy płyty nie poruszają się względem siebie, .

      b) Oblicz natężenie przepływu przecieku , w sytuacji gdy płyty poruszają się względem siebie z prędkością (rys. 2.4).

      c) Oblicz natężenie przepływu przecieku , w sytuacji gdy płyty poruszają się względem siebie z prędkością (w kierunku przecieku, ale z przeciwnym zwrotem).

      Rys. 2.4.

      2.16. Oblicz wartość siły działającej w kierunku prędkości v, która wytworzy się pomiędzy dwiema płytami przedstawionymi na rys. 2.4. Przez szczelinę pomiędzy płytami, podobnie jak w zad. 2.15, przepływa olej. Dane: l = 30 mm, h = 15 μm, b = 10 mm, ρ = 875 kg/m³, v = 46 mm²/s, p₁ = 15 MPa, p₂ = 236 kPa. Wykonaj obliczenia dla dwóch przypadków:

      a) Płyty pozostają nieruchome względem siebie.

      b) Płyta górna porusza się względem dolnej zgodnie z kierunkiem przecieku, z prędkością v = 0,2 m/s.

      2.17. Olej przepływa przez kolanko o kącie gięcia 90℃. Współczynnik strat miejscowych w tym łączniku można znaleźć w załączniku 3. Średnica przepływu mm, olej przepływa z natężeniem Q = 70 l/min, lepkość kinematyczna oleju v = 33 cSt, gęstość oleju ρ = 890 kg/m³. Oblicz miejscowy spadek ciśnienia.

      2.18. Pompa hydrauliczna wypompowuje ciecz o lepkości kinematycznej v = 30 cSt pionowym przewodem do otwartego zbiornika (rys. 2.5). Odległość między manometrem a powierzchnią cieczy w górnym zbiorniku wynosi l = 60 m. Gęstość cieczy ρ = 880 kg/m³. Przewód ma średnicę d = 19 mm. Pomiń straty, oprócz liniowych strat przepływu w przewodzie.

      a) Oblicz ciśnienie , w sytuacji gdy pompa nie pracuje – ciecz w przewodzie się nie porusza.

      b) Oblicz ciśnienie po uruchomieniu pompy, biorąc pod uwagę jedynie liniowe straty przepływu Q_p = 30 l/min.

      Rys. 2.5.

      2.19. Oblicz straty ciśnienia spowodowane oporami przepływu na metr długości przewodu [] dla dwóch przypadków przepływu przedstawionych w zad. 2.13.

      2.20. W układzie hydraulicznym pracuje pompa o stałej wydajności , która tłoczy olej do silnika hydraulicznego. Pomiędzy pompą a silnikiem znajduje się przewód o długości 100 m. Silnik wymaga ciśnienia na wlocie MPa, a maksymalne ciśnienie pracy pompy (ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa) MPa. Po ustaleniu się temperatury w układzie lepkość oleju cSt, a jego gęstość .

      a) Oblicz średnicę wewnętrzną przewodu między pompą a silnikiem hydraulicznym, która została dobrana, tak aby prędkość cieczy nie przekraczała 5 .

      b) Oblicz spadek ciśnienia w przewodzie spowodowany liniowymi stratami przepływu po ustabilizowaniu się temperatury układu.

      c) Oblicz spadek ciśnienia w przewodzie spowodowany liniowymi stratami przepływu w temperaturze rozruchu układu, gdy lepkość cieczy cSt.

      2.21. Był piękny bezwietrzny dzień, świeciło słońce, temperatura powietrza wynosiła 20℃, ciśnienie powietrza kPa, a jego gęstość . Rowerzysta wsiadł na rower i przez chwilę zastanawiał się, dokąd pojechać. Jaka była maksymalna wartość ciśnienia powietrza, które działało na jego twarz w tym momencie? Po paru ruchach pedałami pędził już z prędkością 90 (było z górki). Jaka była maksymalna wartość ciśnienia powietrza oddziałującego