Фізичні рохрахунки

Розрахунок максимальної швидкості підйомного крана і сили тяги кривошипно-шатунного механізму. Визначення зусилля для підняття щита шлюзової камери. Обчислення швидкості води у каналі та кількості теплоти для нагрівання повітря; абсолютного тиску.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык украинский
Дата добавления 08.01.2011
Размер файла 192,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

№ 1.005

Підйомний кран потрібно перемістити у найкоротший термін на відстань L. Кран можна розганяти або уповільнювати його рух лише з однаковим сталим прискоренням а, підтримуючи потім рівномірний рух або стан спокою. Половину відстані кран рухається рівномірно. Якої максимальної швидкості може набути підйомний кран, щоб виконати таку вимогу?

Рішення

L Записуємо формулу зв'язку шляху і початкової та

а кінцевої швидкості руху:

L2 = 1/2 L

Sтах - ? В першому випадку : V0 = 0 ; V = V тах; S =1 тоді:

Весь шлях можна розділити на три частини:

- рівноприскорений з прискоренням а;

- рівномірний ( або стан спокою);

- рівносповільнений з прискоренням а.

Тоді:

L = L1 + L2 + L3

Звідси

; ;

Відповідь: Максимальна швидкість яку може набрати підйомний кран за даних умов дорівнює

№ 1.050

На рисунку наведено спрощену схему кривошипно-шатунного механізму двигуна внутрішнього згоряння. Розрахувати силу тяги у момент, коли точка А лежить на одній вертикалі з віссю ведучого колеса. Тиск газів у циліндрі Р, площа поршня S, радіус ведучого колеса R, а відстань ОА = r. Масою кривошипно-шатунного механізму знехтувати.

S

Р

ОА = r

ОВ

F -?

Сила тяги у момент коли точка А лежить на одній вертикалі з віссю ведучого колеса позначена на малюнку; - F1. Вона є проекцією сили F

F1 = F ·соs б

і утворює обертальний момент м = F1 ·r.

Сила F2 не утворює обертального моменту, тому що її плече відносно точки О дорівнює нулю.

Сила F заходиться, з умови, що тиск у циліндрі Р,

Рст = 1.25 ·8.3/333 = 124 · 103Па ? 1.2· 105Па

28· 10-3

№ 1.125

Прямокутний вертикальний щит шлюзової камери, що перегороджує канал шириною а = 4 м, знаходиться у пазах. Вага щита Р = 4,9 кН, коефіцієнт тертя в пазах м = 0.5. Визначити зусилля, потрібне для підняття щита, якщо глибина води з одного боку щита h1= 3м, а з другого h2= 1м.

а = 4м

Р = тg=4.9· 103Н

м = 0.5

h1= 3м

h2= 1м

F -?

Зусилля, яке потрібно прикласти щоб підняти щит по пазах шлюзової камери:

F = тg +2 Fтр

Де тg - сила тяжіння, прикладена до щита;

Fтр - сила тертя, яка виникає при русі щита вгору.

Fтр = м · N,

де N - сила тиску;

Сила тиску пов'язана з тиском води з одного боку Р1 стовпчика води h1, та з другого Р2 відповідно h2 :

Тобто,

Р1=F1 / S1; Р2=F2 / S2

Р1= сg h1; Р2= сg h2

N = F1 - F2 = Р1 S1 - Р2 S2

N = сg h1 S1 -сg h2S2 = сg ch1 · h1 · a - ch2h1 · - h2

N = сg ch12 a - h1h2 a + h22a = сgac h12+ h22 - h1 h2

Тоді сила:

F = тg +2 мсgа (h12+ h22 - h1 h2)

F = 4.9 ·103 + 2 · 0.5 · 104 (9+1-3) ? 285 · 103 Н

Відповідь: необхідне зусилля для підіймання щита ? 285 · 103 Н

№ 1.145

Каналом зрошувальної системи з радіусом закруглення R - 30 м і шириною L - 3 м тече вода. Два манометри, що містяться в одній горизонтальній площині біля зовнішньої і внутрішньої стінок каналу, дають покази, що відрізняються на р = 400 Па. Чому дорівнює швидкість води у каналі?

R = 30м

L - 3 м

Р = 400Па

S = 103кг/м3

V - ?

Різниця у показах манометрів дає значення додаткового тиску який створюється на повороті каналу за рахунок додаткової сили:

Р = Fдод / Sв = т V2/ R Sв (1)

де Fдод = т V2/ R - додаткова сила;

V - швидкість води у каналі;

Sв - площа внутрішньої поверхні бічної стінки каналу;

т = с · V (2)

- маса води яка протікає через поворот;

де V - об'єм води;

с - густина води.

Підставляємо (2) в (1).

Р = т V2/ R Sв= с · V · V2/ R Sв (3)

Об'єм води на повороті каналу:

V = Sв · L

Тоді формула (3) матиме вигляд:

Р = с V2· V / R Sв = с V2· Sв · L / R Sв = с V2 · L / R

Звідки:

S = = = =2м/с

Відповідь: швидкість води у каналі дорівнює 2м/с.

№ 2.030

Яка кількість теплоти потрібна для нагрівання повітря в кімнаті розмірами 2,5x5x3 м3 при початковому тиску 760 мм рт. ст.;а) від 0 °С до 1 °С; б) від 17 °С до 18 °С? Теплоємність при сталому тиску 1005,6 Дж/(кг · К)і показник адіабати 1,4.

V= 2,5 · 5 · 3= 37,5м3 Кількість теплоти, яка потрібна для

а) t1 = 0 °С = 273К прогрівання повітря знаходиться:

t2 = 1 °С = 274К Д Q - Сн т Д t

б) t1 = 17 °С = 290К де Сн - молярна теплоємність при

t2 = 18 °С = 291К сталому об'ємі;

Р= 105 Па тоді Q = СV /м · т Д t,

Ср = 1005,6 Дж/(кг · К) де СV - теплоємність яка пов'язана

г = 1.4 з теплоємністю при сталому тиску

співвідношенням:

Q1; Д Q2 - ? г = Ср / СV Сн = Ср / г

Отже

Д Q = Ср / г · т /м · Д t

Для знаходження відношення т /м скористаємось рівнянням Менделєєва-Клапейрона

р V = т /м · R Т; т /м = RV /RТ

підставляємо у Д Q

Д Q = RV /RТ · Ср / г · Д t

а) Д Q1 = Д Q1 = 1.18 мДж

б) Д Q2 = Д Q1 = 1.1 мДж

Відповідь: Для прогрівання повітря в кімнаті необхідно використати таку кількість тепла а) Д Q1 = 1.18 мДж

б) Д Q1 = 1.1 мДж

№ 2.045

За допомогою тягоміра з похилою трубкою визначити абсолютний тиск у газоході котельного агрегату. Рідина, що використовується у тягомірі являє собою спирт з густиною 800 кг/м3. Відлік по похилій шкалі АВ дорівнює 200 мм, кут нахилу трубки до горизонту 30°. Барометричний тиск становить 99085Па, температура 0 °С.

с = 800 кг/м3

АВ = 200 мм = 0.2м

б = 30°

Ра = 99085Па

t = 0 °С

Д Р - ?

Абсолютний тиск у газоході (Д Р) дорівнює різниці атмосферного тиску (Ра ) і тиску у газоході (Р):

Д Р = Ра - Р (1)

Внаслідок цієї різниці спирт піднімається по похилій трубці тягоміра на висоту, тобто:

Д Р = Ра - Р = сg h (2)

Висота h дорівнює:

h = АВ · sіп б

Д Р = сg h = сg · АВ · sіп б

Д Р = сg · АВ · sіп 30о = 800 ·10 · 0.2 ·0.5 = 800Па.

Відповідь: Абсолютний тиск у газоході буде дорівнювати ДР = 800Па.

№ 2.103

Стан вологого повітря, що засмоктується двигуном, характеризується температурою 25 °С і відносною вологістю 80%. Барометричний тиск становить 9,908·103Па. Знайти парціальний тиск пари у повітрі і вміст вологи в ній.

t = 25 °С = 298К 1) Відносна вологість повітря це

В = 80% відношення порціонального тиску парів

м = 18 · 10-3 кг/моль води при температурі t до тиску насичених парів води при тій самій температурі.

Р - ? В = Рt / Рп(t) · 100%

Тиск насичених парів води при t = 25 °С беремо з таблиці:

Рп (25 °С) = 3165Па

Тоді порціональний тиск при t = 25 °С буде:

Р(25 °С) = В · Р(25 °С) / 100%

Р = 80 · 3165 / 100 = 2532 (Па)

2) Вміст вологи - це густина води на t парів при температурі 25 °С. До парів води можна застосовувати рівняння Менделєєва-Клапейрона:

РV = т /м · R Т;

якщо т = сV, то

РV = сV /м · R Т;

тоді;

с= РМ / R Т

с = = 18.4 · 10-3 кг/м3

Відповідь: Порціональний тиск пари у повітрі дорівнює 2532Па. Вміст вологи - 18.4 · 10-3 кг/м3

№ 2.135

Визначити довжину екранної сталевої труби в топці сучасного котла, якщо нижній край колектора, до якого підключено екранні труби, опустився на 9 см. Різниця температур металу труби у холодному й гарячому станах становить 340 °С.

б = 1.06 · 10-5 К-1 Позначимо довжину екранної стале

l = 9см = 9· 10-2м вої трубки в точці котла через l.

t = 340 °С Нижній край колектора опустився

на Д l за рахунок видовження сталевої трубки під час нагрівання

l =?

Запишемо формулу для відносного видовження трубки:

Д l / l = б Дt (1)

де

б - температурний коефіцієнт розширення сталі;

Дt - різниця температур металу труби у холодному і гарячому станах.

З формули (1) знаходимо:

l = Д l / б Дt = = 25см

Відповідь: Довжина екранної сталевої трубки дорівнює 25см.


Подобные документы

  • Рекуперативні нагрівальні колодязі. Розрахунок нагрівання металу. Тепловий баланс робочої камери. Розрахунок керамічного трубчастого рекуператора для нагрівання повітря. Підвищення енергетичної ефективності роботи рекуперативного нагрівального колодязя.

    курсовая работа [603,8 K], добавлен 15.06.2014

  • Гідравлічний розрахунок газопроводу високого тиску, димового тракту та димової труби. Визначення тиску газу перед пальником. Розрахунок витікання природного газу високого тиску через сопло Лаваля. Розрахунок витікання повітря через щілинне сопло.

    курсовая работа [429,8 K], добавлен 05.01.2014

  • Що таке тиск та від чого залежить його значення. Одиниці вимірювання тиску та сили тиску. Напрямок дії сили тиску. Як можна змінити тиск. Що потрібно робити, щоб збільшити або зменшити тиск, створюваний тілом. Розрізнення понять тиску та сили тиску.

    презентация [2,0 M], добавлен 16.12.2012

  • Основні вимоги до верстатних електроприводів. Визначення швидкості двигуна подачі. Побудова тахограми та навантажувальної характеристики. Реалізація регулятора на базі мікроконтроллера. Розрахунок зусилля і потужності різання. Розробка керуючої програми.

    дипломная работа [3,0 M], добавлен 28.04.2014

  • Розрахунок коефіцієнтів двигуна та зворотних зв'язків. Передатна ланка фільтра. Коефіцієнт підсилення тиристорного випрямляча. Реакція контурa струму при ступінчатому впливі 10 В. Реакція контура швидкості з ПІ-регулятором на накиданням навантаження.

    лабораторная работа [1,0 M], добавлен 17.05.2014

  • Обчислення швидкості течії рідини в трубах, втрати опору на окремих ділянках та енергоефективності насосного агрегату. Розрахунок повітропроводів, підбір вентиляторів та електродвигуна для промислової вентиляційної системи. Шляхи підвищення ККД приладів.

    курсовая работа [791,8 K], добавлен 18.01.2010

  • Застосування терморезисторів для визначення температури і швидкості газового потоку. Вимоги до електропроводок щитів (пультів) управляння. Планування праці заробітної плати при автоматизації процесу вентиляції. Регулювання температури приточного повітря.

    дипломная работа [2,1 M], добавлен 28.08.2014

  • Методика розв'язання задачі на знаходження абсолютної швидкості та абсолютного прискорення точки М у заданий момент часу: розрахунок шляху, пройденого точкою за одиничний відрізок часу, визначення відносного, переносного та кутового прискорення пластини.

    задача [83,1 K], добавлен 23.01.2012

  • Характеристика котла ТП-230. Розрахунок ентальпій повітря і продуктів згоряння палива. Коефіцієнт надлишку повітря. Тепловий баланс котельного агрегату. Геометричні характеристики топки. Розрахунок теплоти, яка сприймається фестоном, теплопередачею.

    курсовая работа [256,5 K], добавлен 18.04.2013

  • Теоретичні та фізичні аспекти проблеми визначення швидкості світла. Основні методи, що застосовуються для її визначення. Історія перших вимірювань. Науковці, які проводили досліди. Фізична основа виникнення та розповсюдження світлу, його хвильова природа.

    презентация [359,4 K], добавлен 26.10.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.