مسائل نمونه 1

مسائل نمونه

تمرین 1

1-1 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

1-2 شدت فشار در یک نقطه از سیال N/CM24 است. ارتفاع متناظر را برای سیالهای ذیل حساب کنید:

  • آب
  • روغن با چگالی نسبی 9%

1-3 یک گلوله به جرم g r8 با سرعت m/s400 حرکت می کند. این گلوله در یک هدفی نفوذ میکند که مقاومتی معادل N 1000 در مقابل حرکت گلوله از خودنشان می دهد.

مقادیر زیر را حساب کنید:

  • انرژی جنبشی گلوله
  • مقدار مسافتی که گلوله در هدف نفوذ می کند.

1-4 یک پرس هیدرولیکی دارای سیلندری به قطر cm25 و یک پلانچربه قطرcm4% است. چناچه نیروی اعمالی بر پلانچر برابرN400 باشد چ0 وزنه ای را می تواند بلند کند؟

1-5 فشار گیج و فشار مطلق را در یک نقطهm3 زیر سطح آزاد یک سیال که دارای چگالی 1.53  می باشد اندازه گیری کنید. البته فشار اتمسفر برابر با 750 میلی متر جیوه، چگالی نسبی جیوه6/13 و چگالی آب 100kg/   می باشد.

1-6 قطرهای یک لوله در مقاطع 1و2 بترتیب 15 سانتی متر و 20 متر می باشند. سرعت آب جاری در لوله در مقطع 1، m/s4 مباشد. میزان دبی عبوری از لوله و نیز سرعت جریان را در قسمت 2 محاسبه نمائید.

1-7 یک لوله با قطر 40 سانتی متر آب را به دو شاخه در لوله هایی به قطر های 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/s  8/1 باشد سرعت در لوله cm20 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 از هوا در سیستم تقویت کننده فشار هیدرولیکی: در تمرین زیر مشخص می شود که چگونه می توان ظرفیت بار قابل حمل در یک سیستم تقویت کننده فشار را محاسبه کرد.

مسئله:

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

فشار هوای ورودی (Pl)= psi100

سطح پیستون هوا (A1)=Sq.in

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.in 20

سطخ پیستون روغن (A2)= Sq.in 1

ظرفیت بار قابل حمل (f) = lb75000

مسئله نمونه 2

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

مسئله:

از یک سیلندر هیدرولیکی 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)، 8000 Lb می باشد. اگر یک پمپ با فشارpsi1000 انتخاب شده باشد

پیدا کنید:

a:مساحت پیستون مورد نیاز

برای پمپ

b: دبی مورد نیاز

برای پمپ

C: توان هیدرویکی ایجاد شده توسط سیلندر

مسئله 2-a

مسئله 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 lb1500 دارد. چناچه سطح مقطع پیستون 12 اینچ مربع باشد محاسبه کنید:

a: فشاری که باید توسط پمپ تولید شود:

b: دبی مورد نیاز پمپ

C: 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 hp 5 (3730w) را به سیال می افزاید.
  • دبی پمپ m3/s 1896 00/0 (6825/ 1 lit/h) 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 6/096) است.
  • افت ارتفاع (head) بین دو دستگاه 9/144 متر روغن است.

فشار موجود در ورودی موتور هیدرولیکی ایستگاه 2 را بیایید. فشار مخزن هیدرولیک در ایستگاه 1 برابر فشار اتمسفر است.

مساله 3-a

مساله زیر را مانند نمونه بالایی حل کنید

در سیستم هیدرولیکی بالا اطلاعات زیر موجود می باشند.

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

دبی پمپ gpm 25 است.

قطر لوله mm 20 است.

چگالی نسبی روغن 9/0 است.

افت ارتفاع (head) بین دو دستگاه ft 40 روغن است.

فشار موجود در ورودی موتور ایستگاه 2 را بدست آورید.

مسئله نمونه 4

طرح یک مدل حرارتی: مثال زیر چگونگی 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 f 120 و فشار psi 1000 از طریق یک سوپاپ فشار شکن مستقیم با دبی gpm 10 عبور می کند. دمای روغن خروجی چقدر است؟

گرمای ویژه روغن= f / BTU/Lb 42/0

دبی روغن عبوری Lb/ min 1 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 = f130
  • 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 psi100 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 مانند نمونه بالایی حل کنید.

یک پمپ هیدرولیکی در فشارpsi 2000 کار می کند و روغن را با دبی gpm15 به یک محرک هیدرولیکی ارسال می کند. روغن از طریق سوپاپ فشار شکن مستقیم (prv)  در طول 60% از دوره زمانی سیکل، تخلیه می شود. پمپ  دارای بازده کلی 82% است %10 توان توسط اصطکاک درون لوله ها تلف میشود. مبدل حرارتی مورد نیاز برای دفع گرمای تولیدی را انتخاب کنید.