|
|
Давление жидкости на криволинейную внутреннюю стенку трубыСила гидростатического давления, возникающая в трубе, заполненной жидкостью, действует на внутреннюю поверхность трубы. Во избежание разрыва трубы необходимо, чтобы величина гидростатического давления не превышала величину допускаемого напряжения на разрыв материала, из которого выполнена труба. Введем следующие обозначения: D – диаметр трубы, м; L – длина трубы, м; е – толщина стенки (мм); σ – напряжение на разрыв материала стенки, н/м2; р – среднее гидростатическое давление, н/м2; Pх – сила давления жидкости внутри трубы, способная разорвать ее, н. Разрывающая сила давления Pх (н) находится по формуле: Рх = p d L . (13) Разрывающей силе давления (н) противодействует сила сопротивления материала стенки на разрыв (н/м2) σ = P0 / F = p d L / 2 е L . (14) Для сохранения стенки от разрушения должно соблюдаться следующее условие σ =Pх / F ≤ [σ]. Тогда е = p d / 2 σ. (15) Задача 28. Определить минимальную толщину стенок (е) стального трубопровода диаметром d = 28 см (рис. 18), находящегося под средним гидростатическим давлением p = 2943000 н/м2.
Рис. 18 Решение: Рх = р d L, σ = где F = 2e L – площадь прямоугольного сечения АВСD.
е = Ответ: Толщина стенки трубопровода равна е = 6,4 мм. Задача 29. Деревянная цилиндрическая бочка диаметром d = 1000 мм, высотой h = 1200 мм стянута двумя стальными обручами 50 x 3 мм, расположение которых показано на рис. 19 (a = 200 мм, b = 800 мм). В верхнее днище вставлена труба, в которую налита вода на высоту h1 = 1300 мм. Определить напряжение материала в нижнем и верхнем обруче.
Рис. 19 Задача 30. Сосуд цилиндрической формы заполнен нефтью с удельным весом γн = 7848 н/м3. Верхняя часть сосуда имеет диаметр d = 0,4 м и высоту h1 = 0,6 м, а нижняя D = 1 м и высоту h2 = 0,3 м (рис. 20). Определить: 1) Силу манометрического давления нефти на дно сосуда P∂ и на горизонтальную заштрихованную поверхность PΓ. 2) Разрывающие усилия P'х и P"х и точки их приложения. 3) Величину суммарного разрывающего усилия Pх и его точку приложения. 4) Силу G, воспринимаемую полом, на котором стоит сосуд, пренебрегая весом сосуда.
Рис. 20 Приложение 3
ПРОСТЕЙШИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Передача давления и энергии при помощи жидкости часто находит применение в практике машиностроения. На рис. 21 показана схема гидравлического пресса. Если к поршню П1, имеющему площадь ω1, приложим силу P1, то эта сила будет передаваться на жидкость; жидкость же будет давить на поршень П2, имеющий площадь ω2, с силой P2 = P1 ( ω2 / ω1), (16) поскольку гидростатические давления в точках площади ω1 и площади ω2 практически равны между собой: P1 / ω1 = P2 / ω2 = p . (17) Как видно при помощи пресса сила P1 увеличится в (ω2 :ω1) раз.
Рис. 21 Задача 31. Поршень А гидравлического пресса имеет диаметр d = 5 см. Сила P1 = 196 н действует на поршень А, создает усилие P2 = 5886 н (рис. 22). Определить диаметр (D) поршня В, пренебрегая весом поршней.
Рис. 22 Решение:
где ω1 = ω2 = Тогда ω2 =
D2= D = Ответ: Диаметр поршня В равен D = 27,4 (cм). Задача 32. Определить величину сжимающего усилия P2, производимого одним рабочим у гидравлического пресса, если большое плечо рычага имеет длину а = 1 м, а малое b = 0,1 м, диаметр поршня пресса D = 250 мм, диаметр поршня насоса d = 25 мм, усилие одного рабочего P = 147 н. Коэффициент полезного действия η = 0,85 (рис. 23).
Рис. 23 Задача 33. Определить какую нужно приложить силу P к рукоятке гидравлического пресса, чтобы получить силу P2, равную 156960 н. Диаметр малого поршня d =25 мм, диаметр большого поршня D = 250 мм. Оба поршня находятся на одинаковом уровне. Трением при движении поршней и их весом пренебречь. Большое плечо рычага а = 1 м, а малое b = 0,1 м (рис. 23). Приложение 4
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
,
– напряжение материала в стальном трубопроводе.
кг/см2=13734 · 104 (н/м2).
,
,
,
.
· 
=0,274 (м)= 27,4 (см.