IX. Общие сведения о гидравлических машинах

24. Объемный насос нагнетает рабочую жидкость (р =880 кг/м³) в гидроцилиндр),
. расположенный выше насоса на 0,7 м по трубопроводу длиной l=9 м и диаметром

d = 16 мм. Определить давление насоса, потребляемую им мощность и КПД, если расход жидкости гидроцилиндром Q = 66 л/мин, давление на входе в гидроцилиндр р = 914 кПа, коэффициент гидравлического трения трубопровода = 0,05, суммар­ный коэффициент местных сопротивлений = 8, мощность приводного электродви­гателя N, = 2 кВт, его КПД _д = 0,92.

Ответ: р_а = 1,4 МПа, N_H = 1,84 кВт, ri_H = 0,83.

25. Насос подает воду на высоту h = 15 м с расходом Q = 720 л/мин по трубо­
проводу, потери напора в котором h_n = 5,0 м. Определить мощность приводного дви­
гателя, если его КПД _д = 0,9, а КПД насоса _н = 0,65.

Ответ: 4 кВт.

26. Определить напор Н и полезную мощность N_n насоса, если на его напорном
патрубке манометр показывает 1,0 МПа, вакуумметр на всасывающем патрубке —
50 кПа, а расстояние по вертикали между точкой подключения вакуумметра и цент­
ром манометра равно 0,5 м. Диаметры напорного и всасывающего патрубков одина­
ковы, подача насоса— 15 дм³/с, плотность жидкости р= 1000 кг/м³.

Ответ: Н = 107,6 м; _п = 15,8 кВт.

27. При испытании центробежного насоса получены следующие данные: подача

10 л/с, крутящий момент на валу 10 Н • м, частота вращения 2000 мин^-1, показание манометра на выходе из насоса 120 кПа, показание вакуумметра на входе в насос 35 кПа, вертикальное расстояние от точки подключения вакуумметра до центра ма­нометра 0,2 м. Определить КПД насоса ц и потребляемую им мощность N.

Ответ: = 0,755; N = 2,09 кВт.

28. Определить давление насоса и потребляемую им мощность, если он подает
воду из пруда в открытый бак на высоту 20 м по трубопроводу длиной 80 м и диамет­
ром 150 мм, сумма коэффициентов всех местных сопротивлений которого равна 17,
а коэффициент гидравлического трения — 0,03. Подача насоса равна 144 м³/ч, а
КПД - 0,75.

Ответ: р — 280 кПа, N = 15 кВт.

29. Насос подает воду в количестве 72 м³/ч по трубопроводу диаметром 150 мм
на высоту 30 м. Определить КПД насоса, если потребляемая им мощность равна
9,2 кВт, полный коэффициент сопротивления трубопровода l/d+ = 30, а давле­
ние на поверхности жидкости в резервуаре, из которого забирается вода, и в баке,
в который вода поступает от насоса, равно атмосферному.

Ответ: 0,68.

X. Лопастные насосы

30. Ширина рабочего колеса центробежного насоса на выходе Ь₂ = 10 мм, диа­
метр — 350 мм, угол ₂ = 15°, ₂ = 45°, = 90" (рис. 10.2). Определить подачу
и напор насоса при частоте вращения 1450 мин^-1, если его объемный и гидравличе­
ский КПД равны соответственно 0,92 и 0,88, коэффициент стеснения потока на вы­
ходе— 0,86, коэффициенты влияния числа лопастей — 0,75.

Как изменится напор и подача насоса при увеличении частоты вращения на 25 %. Ответ: при п = 1450 мин^-1 Q = 48,8 л/с, Н — 37,5 м; при я' = 1,25 пQ ' = = 61 л/с, H¹ = 58,6 м.

31. Центробежный насос при частоте вращения рабочего колеса п = 1200 мин^-1
развивает напор Н = 50 м и подачу Q = 20 л/с. Определить мощность, потребляемую
насосом при частоте вращения п_л= 1500 мин^-1, считая что КПД насоса, равный
= 0,7, не изменяется с изменением частоты вращения. Жидкость — вода.

Ответ: 2,79 кВт.

32. Определить КПД центробежного насоса, если при его испытании на воде
(р = 1000 кг/м³) получено: показание вакуумметра на всасывающем патрубке р_в =
15 кПа, показание манометра на напорном патрубке р_м = 160 кПа, подача насоса
Q = 17 дм³/с, частота вращения вала насоса п = 1450 мин^-1, крутящий момент на
валу насоса М = 35 Н • м. Вертикальное расстояние между точкой подключения ва­
куумметра и центром манометра z = 0,6 м, диаметры всасывающего и напорного
патрубков равны соответственно d_в — 150 мм и dн = 100 мм.

Ответ: 0,58.

33. Центробежный насос "откачивает воду из колодца глубиной h = 6,8 м по тру­
бопроводу диаметром d=100 мм (рис. 10.22), длина вертикального участка которого
равна l₁ = 9 м, коэффициент гидравлического трения , = 0,025, сумма коэффициентов­
местных сопротивлений (всасывающий клапан и колено) = 5,5.

На каком максимальном расстоянии l₂ от колодца может быть установлен насос, если его подача равна 10 л/с, а температура воды — 10 °С. Допускаемый кавитационный запас принять равным 2,0 м.

Как изменится это расстояние при увеличении диаметра всасывающего трубо­провода до d’ = 120 мм

Ответ: l₂ = 26 м, l ₂= 113м.

34. Центробежный насос системы охлаждения двигателя имеет рабочее колесо
диаметром D = 150 мм с радиальными лопастями ( ₂ = 90°). Принимая коэффициент
влияния числа лопастей k_г = 0,7, а гидравлический КПД _r = 0,8, определить частоту вращения рабочего колеса, при которой давление насоса будет равным 200 кПа.

Как изменится давление насоса при уменьшении диаметра рабочего колеса на 10 %, если его частота вращения не изменится.

Ответ: п= 2400 мин^-1; р' = 162 кПа.

35. Рабочее колесо центробежного насоса системы охлаждения двигателя имеет

радиальные лопасти ( 2 = 90°). Его диаметр равен 175 мм, ширина на выходе — 10 мм. Принимая коэффициент стеснения выходного сечения лопастями ₂ = 0,88, объем­ный КПД 0 = 0,92 и угол между векторами абсолютной и переносной скорости ₂ = 15°, определить подачу насоса при частоте вращения рабочего колеса n = = 2000 мин^-1. Чему равен напор насоса, если гидравлический КПД % = 0,83, а коэффициент влияния числа лопастей k_z = 0,75.

Ответ: Q = 22 л/с, Н = 21,3 м.

36. Центробежный насос с рабочим колесом диаметром D₁ = 120 мм при частоте
вращения n₁ = 3000 мин^-1 имеет напор H₁ = 4,5 м и подачу Q_l = 5 л/с. Для систе­
мы охлаждения двигателя необходимо иметь насос с напором Н₂ — 9 м и подачей
Q, = 8 л/с, при частоте вращения n₂ = 4000 мин^-1.

Каким должен быть диаметр D₂ рабочего колеса насоса, подобного существую­щему насосу с рабочим колесом диаметра D₁, чтобы обеспечить требуемые параметры,

Ответ: D₂= 127 мм.

XI. Поршневые насосы

37. Поршневой насос одностороннего действия (рис. 11.1) подает воду в резервуар вместимостью 7 м³. Определить время наполнения резервуара, если диаметр
поршня насоса равен 150 мм, радиус кривошипа — 125 мм, частота вращения коленчатого вала — 50 мин-1, объемный КПД насоса — 0,95. -

Ответ: 33,3 мин.

38. Определить объемный КПД насоса двустороннего действия, если диаметр
его поршня равен 150 мм, диаметр штока — 50 мм, ход поршня — 200 мм, частота
вращения коленчатого вала — 40 мин-1, а утечки жидкости — 0,22 л/с.

Ответ: 0,95.