Tel: 021 3390 3552 , 021 3390 1804
آخرین مقاله ها در سایت

مسائل نمونه 2

حل مسائل نمونه

تمرین 1

  • فشار حاصل از یک ستون 5% متری سیال در حالت های ذیل را حساب کنید؟
  • آب
  • روغنی با چگالی نسبی 8%
  • جیوه با چگالی نسبی 6/13

راه حل: ارتفاع ستون مایع (h=0.5m)  چگالی نسبی روغن (soil=0.8) ، چگالی نسبی جیوه (smercury=13.6)

چگالی آب (p= 1000kg/m3) و شتاب گرانشی (g=9/8 m/s2) می باشد.

بر اساس قوانین هیدرولیک می دانیم که فشار تولید شده در یک ستون سیال به ارتفاع h برابر است با

4900NM2= 5% 8/9  1000 = p.g.h =p

فشار حاصل از ستون 5% متری آب =4900N/M2    (در واحدهای SI)

در واحدهای متریک = 2 cm/ kg 5 0.0= 100  100  8.9/ 4900 که در آن 9.8  از تبدیل نیوتن به kgf و 100  از تبدیل m2 به 2cm حاصل شده است.

(b)فشار تولید شده توسط ستون روغن: می دانیم که poil=poil.g.h

(soil) =  چگالی نسبی روغن 

0.8= poil/ 1000= poil = 0.8 1000=800 kg/ m3

 فشار تولید شده توسط ستون روغن  

P= 800

(c)فشار حاصل از ستون جیوه:

P(mercury)= p(mercury) gh

                                              13.6 P(mercury)= smercury

فشار حاصل از ستون جیوه 66640n/m2

  • شدت فشار در یک نقطه از سیال N/Cm2 است. ارتفاع متناطر رابرای سیالهای ذیل را حساب کنید:
  • آب
  • روغن با چگالی 9%

راه حل: 

P= 4n/cm2=40000N/m2

Soil=0.9

Pwater= 1000 kg/m3

(a)p=p.g.h 4000=10009.8lhÞ40000= 9810h= 4.07m

این بدین معنی است که ارتفاع ستون جیوه مورد نیاز برای تولید فشاری معادل cm2/N4 برابر 53/4 متر است، در حالیکه یک ستون 07/4 متری از آب می تواند همان فشار را تولید کند.

  • یک گلوله به جرم gr 8 با سرعت m/s 400 حرکت می کند. این گلوله در یک هدفی نفوذ می کند که مقاومتی معادل N 1000 در مقابل حرکت گلوله از خود نشان می دهد.

مقادیر زیر را حساب کنید:

  • آب
  • روغن با چگالی نسبی 8%
  • جیوه با چگالی نسبی 6/13

1-2 شدت فشار در یک نقطه از سیال N/Cm2 4 است. ارتفاع متناظر را برای سیالهای ذیل حساب کنید:

  • آب
  • روغن با چگالی نسبی 9%
    • یک گلوله به جرم g r8 با سرعت m/s 400 حرکت می کند. این گلوله در یک هدفی نفوذ میکند که مقاومتی معادل N 1000 در مقابل حرکت گلوله از خود نشان می دهد.

مقادیر زیر را حساب کنید:

  • انرژی جنبشی گلوله
  • مقدار مسافتی که گلوله در هدف نفوذ می کند.
    • یک پرس هیدرولیکی دارای سیلندری به قطر cm25 و یک پلانچر به قطر cm4% است. چناچه نیروی اعمالی بر پلانچر برابر N 400 باشد چه وزنه ای را می تواند بلند کند؟
    • فشار گیج و فشار مطلق را در یک نقطه m3 زیر سطح آزاد یک سیال که دارای چگالی 53 l می باشد اندازه گیری کنید. البته فشار اتمسفر برابر با 750 میلی متر جیوه، چگالی نسبی جیوه 13/6 و چگالی آب 1000kg/  می باشد.
    • قطرهای یک لوله در مقاطع 1و2 بترتیب 15 سانتی متر و 20 سانتی متر می باشند. سرعت آب جاری در لوله در مقطع 1، m/s4 می باشد. میزان دبی عبوری از لوله و نیز سرعت جریان را در قسمت 2 محاسبع نمائید
    • یک لوله با قطر 40 سانتی متر آب را به دو شاخه در لوله هایی به قطرهای 25 و 20 سانتی متر تقسیم می کند. اگر میانگین سرعت در لوله 40 سانتی متری m/s2 باشد، دبی جریان را در این لوله پیدا کنید. چناچه سرعت در لوله cm25 ، m/s8/1 باشد سرعت در لوله cm 20 را تعیین نمایید.

تمرین 2

این تمرینها شامل مسائل طراحی و تحلیل مدارات هیدرولیکی ساده همراه با راه حل آنها می باشند.

مسئله نمونه 1

استفاده ار هوا در سیستم تقویت کننده فشار هیدرولیکی: در تمرین زیر مشخص می شود که چگونه می توان ظرفیت بار قابل حمل در یک سیستم تقویتکننده فشار را محاسبه کرد.

مسئله:

شکل زیر یک سیستم تقویت کننده فشار را نشان می دهد که برای جابجا کردن بار fبه همراه یک سیلندر هیدرولیکی ستفاده شده است. داده های زر موجود می باشند:

فشار هوای ورودی (pl) = psi100

سطح پیستون هوا (Al)= sq. in20

سطح پیستون روغن(A2) = Sq. in1

سطح پیستون بار(A3)= Sq. in 25

ظرفیت بار قابل حمل در این سیستم چقدر می باشد.

مسئله 1-a

مسئله ذیل را مطابق با مسئله فوق حل کنید؟ مشابه با سیستم بالا اطلاعات ذیل داده شده و شما نیاز به پیدا کردن سطح پیستون بار دارید.

فشار هوای ورودی (pl)= psi125

سطح پیستون هوا (Al)= sq.in20

سطح پیستون روغن (A2) = sq.in1

ظرفیت بار قابل حمل (f)=lb75000

مسئله نمونه 2

بررسی تکنیک تجزیه و تحلیل و محاسبه اسب بخار (توان ) هیدرولیکی

مسئله:

از یک سیلندرهیدرولیکی برای فشرده کردن بدنه یک ماشین به مدت 10 ثانیه استفاده شده است. عملیات مذکور نیازمند کورس 10 فوت (s) و یک نیروی بار(fload)  Lb8000 می باشد. اگر یک پمپ با فشار psi1000 انتخاب شده باشد

پیدا کنید:

a: مساحت پیستون

مورد نیاز

  1. دبی مورد نیاز

برای پمپ

C: توان هیدرولیکی ایجاد شده توسط سیلندر (بر حسب اسب بخار)

مساله 2-a

مساله زیر را مطابق با مسئله فوق حل کنید

یک سیلندر هیدرولیک برای فشرده کردن بدنه یک ماشین در طی 8 ثانیه به کار گرفته می شود این عمل نیاز به کورس 8 فوت و نیرویی برابر Lb 1500 دارد. چناچه سطح پیستون 12 اینچ مربع باشد محاسبه کنید:

  • فشاری که باید توسط پمپ تولید شود.
  • دبی مورد نیاز پمپ
  • : توان هیدرولیکی ایجاد شده توسط سیلندر (بر حسب اسب بخار).

مسئله نمونه 3

در تمرین زیر چگونگی حل یک مساله سیستم هیدرولیکی با استفاده از واحدهای سیستم متریک (sl)  را بررسی خواهیم کرد.

مساله:

برای سیستم هیدرولیک فوق

  • پمپ یک توان hp5(w3730) را به سیال می افزاید.
  • دبی پمپ m3/s 0001896/0(6825/ 1 lith) می باشد.
  • قطر لوله برابر 4/25 میلیمتر(m 254/0) است.
  • چگالی نسبی روغن 9/0 است.
  • اختلاف ارتفاع بین ایستگاه 1و2 برابر 20 فوت(m/ 6) است.
  • افت ارتفاع (head) بین دو ایستگاه 144/9 متر روغن است.

فشار موجود در ورودی موتور هیدرولیکی ایستگاه 2 را بیابید. فشار مخزن هیدرولیک در ایستگاه 1 برابر فشار اتمسفر ست.

مساله 3-a

مساله زیر را مانند نمونه بالا یی حل کنید

در سیستم هیدرولیکی بالا اطلاعات زیر موجود می باشند.

پمپ توان 4اسب بخاری را به سیال وارد می کند.

دبی پمپ gpm25 است.

قطر لوله mm20 است.

چگالی نسبی روغن 9/0 است.

افت ارتفاع (head)   بین ایستگاه ft روغن است.

فشار موجود در ورودی موتور ایستگاه 2 را بدست آوردید.

مسئله نمونه 4

طراحی یک مبدل حرارتی: مثال زیرچگونگی محاسبه افزایش دمای سیال در هنگام عبور کردن از یک مسیر محدود مانند سوپاپ فشار شکن مستقیم را به ما نشان می دهد. با استفاده از رابطه ذیل:

= افزایش دما

مساله:

روغن با دمای 120 F 120 و فشار PSI1000 از طریق یک سوپاپ فشار شکن مستقیم با دبی gpm10 عبور می کند. دمای روغن خروجی چقدر است؟

گرمای ویژه روغن =f/Lb / Btu 42/0

دبی روغن عبوری 1Lb/min معادل با gpm 42/7 است.

مساله 4-a

مساله زیر را مانند نمونه بالا حل کنید(مساله را گروهی حل کنید).

روغن از یک سوپاپ فشار شکن مستقیم با دبی gpm15 عبور می کند. با مشخص بودن:

  • دمای روغن= f 130
  • فشار = psi2000

افزایش دمای روغن را هنگامیکه از سوپاپ فشار شکن مستقیم عبور می کند حساب کنید.

مسئله نمونه 5

این مثال به محاسبه ابعاد یک مبدل حرارتی در سیستم هیدرولیکی می پردازد.

مساله:

یک پمپ هیدرولیکی در فشار psi 100 کار می کند و روغن را به یک عملگر هیدرولیک ارسال میکند روغن از طریق یک سوپاپ فشار شکن مستقیم prv در طول 50% از دوره زمانی سیکل تخلیه می شود. پمپ دارای راندمان کلی 85% است و 10% توان توسط اصطکاک لوله ها تلف می شود. مبدل حرارتی مورد نیاز برای دفع گرمای تولیدی را انتخاب کنید.

مساله 5-a

مساله زیر را ماند نمونه بالایی حل کنید.

یک پمپ هیدرولیکی در فشار psi2000 کار می کند و روغن را با دبی 2000 کار می کند و روغن را با دبی gpm15 به یک محرک هیدرولیکی ارسال می کند. روغن از طریق سوپاپ فشارشکن مستقیم(Prv) در طول%60 از دوره زمانی سیکل، تخلیه می شود. پمپ دارای بازده کلی %82 اس

و %10 توان توسط اصطکاک درون لوله ها تلف میشود. مبدل حرارتی مورد نیاز برای دفع گرمای تولیدی را انتخاب کنید.

مطالب مرتبط