Termo MecFlu MT IM Probleme

download Termo MecFlu MT IM Probleme

of 28

Transcript of Termo MecFlu MT IM Probleme

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    1/28

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    2/28

    b) timpul necesar s funcioneze sistemul de nclzire avnd puterea de 15 kW pentru aatinge aceast temperatur?

    c) ct va fi acest timp n cazul n care 30% din cldura degajat ar fi pierdut n mediulambiant n timpul nclzirii ncperii?

    Se dau: densitatea aerului 3mkg14,1= i cldura specific KkgkJ004,1 =c .

    Rspuns:Q = 5494 kJ; s37min71 = ; s54min102 = .

    Un nclzitor electric cu o putere W500=P este introdus n interiorul unui vas unde se afl0,6 kg ap. n ct timp se va nclzi apa, de la temperatura C201 =t pn la fierbere (

    C1002 =t ), tiind c asupra apei presiunea aerului rmne constant i presupunnd c80% din energia degajat este cedat apei. Se cunosc entalpiile specifice ale apei la 20oC (

    kgkJ4,821 =i ) i la 100 oC ( kgkJ8,4122 =i ).Rspuns: Deoarecep = const., din relaia (1.36) rezult 0d =pV , deci

    ( )121212 iimIIQ == ; rezult 5 min 17 s.

    4. Al doilea principiu al termodinamicii

    Alegei rspunsurile corecte:I. Un ciclu termodinamic se reprezint ntr-o diagram termodinamic prin:

    A. o curb nchis;B. un segment de dreapt;C. o succesiune de curbe i/sau segmente de dreapt care se nchid.

    II. Care dintre urmtoarele transformri credei c s-ar putea realiza practic astfel nct sse poat apropia cel mai mult de modelul transformrii reversibile:A. izobara;B. izocoraC. izoterma.

    III. Se dispune de dou surse de cldur avnd temperaturile de 800oC i 130oC. Se poaterealiza practic un ciclu avnd randamentul:A. 82% ?B. 62,43% ?C. 45,2% ?

    5. Gazul perfect. Amestecuri de gaze

    I. Se comport similar modelului de gaz perfect:

    A. toate gazele din natur;B. aerul din mediul nconjurtor;C. gazele de ardere evacuate din motoarele cu ardere intern dup ce s-au

    condensat vaporii de ap coninui de ele.II. Ecuaia de stare a gazului perfect leag ntre ele:

    A. mrimile de stare presiune, volum i temperatur;B. mrimile de transformare lucru mecanic i cldur de mrimea de stare energie

    intern;III. Exponentul adiabatic al unui gaz este un numr:

    A. subunitar;B. supraunitar.

    IV. Cldura specific la presiune constant este legat de cldura specific la volumconstant prin:

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    3/28

    A. ecuaia de stare a gazelor ideale;B. legea lui Dalton;C. legea lui Amagat;D. definiia exponentului adiabatic;E. relaia lui Robert Meyer.

    S se determine densitatea aerului la presiunea de 710 torr i temperatura de 20oC.Rspuns: = 1,125 kg/m3.

    Un amestec de gaze de ardere are urmtoarea compoziie volumic: rCO2 = 9%; rO2 = 6%; rN2 =85%. S se calculeze:a) masa molar aparent;

    b) participaiile masice ale componentelor;c) constanta caracteristic;d) presiunile pariale ale componentelor dac presiunea total este de 95 kPa;e) densitatea amestecului la temperatura de 250oC i presiunea de mai sus.

    Rspuns:M = 29 68, kg kmol;g g gCO O N2 2 201334 0 0647 0 8019= = =, ; , ; , R= 28012, J kg K ;p p pCO O N2 2 2855 57 8075= = =, ; , ; ,kPa kPa kPa; =0 6483, kg m

    3.

    7. Arderea combustibililor

    I. Elemente sau compui simpli combustibili sunt:A. oxigenul, o, o2;B. carbonul, c;C. azotul, n, n2;D. hidrogenul, h, h2;

    E. umiditatea, u, h2o;F. monoxidul de carbon, co;G. dioxidul de carbon, co2;H. metanul, ch4;I. cenua, a.

    II. Puterea caloric a combustibililor lichizi se exprim n:A. kW;B. kJ/kg;C. W/kg.

    III. Coeficientul de exces de aer este raportul dintre:A. aerul minim necesar pentru arderea complet teoretic a combustibilului i

    aerul real intrat n procesul de ardere;B. aerul real intrat n procesul de ardere i aerul minim necesar pentru arderea

    complet teoretic a combustibilului.ntr-un cazan de nclzire central se arde combustibil lichid uor cu compoziia: c = 0,875; h= 0,118; o = 0,004 n = 0,003. Arderea se face cu un coeficient de exces de aer = 1,2. S sedetermine:

    a) puterea caloric inferioar a combustibilului;b) volumul de oxigen minim necesar arderii [m3N /kg];c) volumul de aer minim necesar arderii [m3N /kg];:d) volumul de aer real necesar pentru ardere;

    e) volumul de gaze de ardere rezultat.

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    4/28

    Rspuns:Qi = 43777 kJ kg; VO2 2 293min ,= m kgcomb.N

    3 ; Vaermin ,= 1092m kgcomb.N

    3 ;

    Vaer =1310, m kgcomb.N3 ; VCO2 16336= , m kgcomb.N

    3 ;VH O2 1322= , m kgcomb.N3 ;

    VN2 8 629min ,= m kgcomb.N

    3 ; Vaerex = 2184, m kgcomb.N

    3 ;Vg =13769, m kgcomb.N3

    Cu ajutorul unui analizor de gaze se face analiza gazelor de ardere rezultate de la un motorcare folosete drept combustibil motorina.Se obin: CO2, usc = 12,2%; O2, usc = 2,5%; COusc = 1,0%; rezult prin diferen fa de 100% N2,usc = 84,3%; = 1,11. S se determine coeficientul de exces de aer:

    a) prin metoda analitic;b) prin metoda grafic (se va folosi diagrama dat n curs);c) s se compare rezultatele obinute, verificnd indicaia aparatului.

    Rspuns: analitic: = 1,098; grafic se poate folosi diagrama pentru benzin: = 1,1;experimental: = 1,11.

    8. Transfer de cldur

    I. Conductivitatea termic a materialelor crete n urmtoarea ordine:A. solid, lichid, gazos;B. gazos, lichid, solid;C. lichid, solid, gazos.

    II. Fluxul conductiv de cldur este proporional cu:A. conductivitatea termic a materialului;B. diferena de temperatur;C. aria suprafeei transversale pe fluxul de cldur.

    III. Fluxul convectiv de cldur depinde de:

    A. conductivitatea termic a fluidului;B. forma i orientarea suprafeei de transfer de cldur;C. suprafaa de transfer de cldur;D. agitaia fluidului.

    IV. Rezistena termic echivalent a mai multor straturi confecionate din materialeomogene se obine din rezistenele termice pariale:A. ca sum aritmetic a lor;B. ca medie aritmetic a lor;C. ca produs al lor.

    V. Datorit existenei stratului limit, coeficientul de convecie al fluidelor crete nurmtoarea ordine:A. mediu gazos, mediu lichid, metal lichid;B. mediu lichid, mediu gazos, metal lichid;C. metal lichid, mediu gazos, mediu lichid.

    VI. Extinderea suprafeei de transfer de cldur pe partea aerului la radiatoarelemotoarelor cu ardere intern se face n primul rnd pentru:A. c aerul este mai puin dens i poate trece mai uor printre aripioare;B. c aerul are un coeficient de convecie de circa 100 ori mai mic dect cel al

    apei din interiorul tuburilor;C. creterea rezistenei mecanice.

    Un atelier este construit din panouri umplute cu poliuretan avnd conductivitatea termic =0,028 W/mK i grosimea de 75 mm. Temperatura interioar este de 18oC, iar coeficienii de

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    5/28

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    6/28

    Un compresor realizeaz comprimarea politrop a aerului cu un indice 2,1=n de lapresiunea de 710 mm Hg pn la o presiune manometric bar8=mp .S se determine:

    a. lucrul mecanic teoretic consumat pentru comprimarea unui metru cub de aer

    aspirat, dac procesul se realizeaz ntr-o singur treapt sau n dou trepte;b. presiunea intermediar optim la comprimarea n dou trepte;c. cantitatea de ap de rcire pentru un metru cub de aer aspirat dac se admite o

    cretere a temperaturii apei K5= apat .

    Rspuns: a. Se folosesc presiunile absolute: Pa10947,0 51 =p , Pa10947,85

    2 =p ; n

    relaiile din curs se nlocuiete volumul de 1 m3 i se obin succesiv 31 mkJ258=l ,3

    2 mkJ235=l ; b. Pa1007,35=xp , ( bar13,2, =mxP ); c. Rezult: kJ7,165=Q ;

    kg9,7=apam .

    S se determine presiunea maxim la care poate fi refulat aerul dintr-un compresor al cruispaiu vtmtor este de 0,06 din cilindree, aspiraia fcndu-se la 1 bar i comprimarea

    politropic cu 25,1=n . S se determine apoi i temperatura corespunztoare, dactemperatura iniial este de 20oC.

    Rspuns: MPa62,3max,2 =p ; C260max,2 =t .

    11. Instalaii frigorifice

    I. n diagrama T-s transformarea izobar a vaporilor umezi se reprezint printr-o:A. dreapt paralel cu axa entropiei;B. dreapt paralel cu axa temperaturii;

    C. curb avnd concavitatea n sus.II. n diagrama T-s transformarea adiabat a vaporilor se reprezint printr-o:A. dreapt paralel cu axa entropiei;B. dreapt paralel cu axa temperaturii;C. dreapt nclinat.

    III. n diagrama T-s laminarea vaporilor umezi se reprezint printr-o:A. dreapt paralel cu axa entropiei;B. dreapt paralel cu axa temperaturii;C. curb ascendent cu concavitatea n sus.

    IV. Eficiena frigorific se definete prin raportul dintre:A. cldura preluat de la sursa rece i lucrul mecanic consumat;

    B. cldura cedat mediului ambiant i lucrul mecanic consumat;C. lucrul mecanic consumat i cldura preluat de la sursa rece.

    V. Eficiena unei instalaii frigorifice crete cu:A. scderea temperaturii sursei reci;B. creterea temperaturii sursei reci;C. creterea temperaturii sursei calde.

    VI. Subrcirea nainte de laminare:A. crete eficiena frigorific;B. scade eficiena frigorific dar crete capacitatea instalaiei;C. nu influeneaz eficiena instalaiei.

    O instalaie frigorific montat pe o autoutilitar frigorific este necesar s produc o puterefrigorific kW20=Q la temperatura C200 =t , evacuarea cldurii fcndu-se la

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    7/28

    C50 =t . Se consider c se folosete freonul R12 ca agent frigorific, el evolund ntr-unciclu fr subrcire, iar la nceputul procesului de comprimare s fie n starea de vaporisaturai uscai (fig. 9.11).S se determine:a) eficiena frigorific a instalaiei;

    b) debitul de freon;c) puterea teoretic necesar pentru acionare.

    Rezolvare:

    a) Se determin mai nti entalpiile n punctele caracteristice ale diagramei din curs: din tabelede vapori saturai pentru R12 rezult:

    kgkJ96,542"0

    1 ==tii ;

    bar14,123 == tspp ; kgkJ89,571"3 == tii ;

    kgkJ49,449'4 == tii ; 45 ii = ; din tabelele de vapori supranclzii de R12, la presiunea

    bar14,1223 == pp i21 KkgkJ5679,4"

    0sss

    t

    ===

    rezult prin interpolare:

    ( ) [ ]kgkJ19,58086,57986,57974,5835669,45785,4

    5669,45679,42 =+

    =i

    [ ]KkgkJ s 4,5669 4,5679 4,5785[ ]kgkJi 579,86 580,19 583,74

    Din relaia 9.28 rezult:

    51,2

    96,54219,580

    49,44996,542

    12

    51 =

    =

    =

    ii

    iif .

    b) Debitul de agent frigorific rezult din ecuaia pentru fluxul de cldur preluat lavaporizatorul instalaiei:

    ( )51 iimQ =

    i rezult:

    [ ]skg214,01049,4491096,542

    102033

    3

    51

    =

    =

    =

    ii

    Qm

    .

    c) Puterea teoretic pentru antrenare se calculeaz din lucrul mecanic specific nmulitcu debitul de agent frigorific:

    ( ) ( ) [ ]kW96,796,54219,580214,01212 ==== iimlmPt .

    12. Pompe de cldur

    I. Eficiena pompei de cldur este definit prin raportul dintre:A. cldura dat consumatorului i lucrul mecanic consumat;B. lucrul mecanic consumat i cldura primit de la sursa rece;C. lucrul mecanic consumat i cldura dat consumatorului.

    II. Eficiena pompei de cldur crete cu:A. creterea temperaturii sursei reci;B. scderea temperaturii sursei reci;C. creterea temperaturii sursei calde;

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    8/28

    U.1.7. Test de autoevaluare a cunotinelor

    U.1.7.1. Alegei rspunsurile corecte:

    V. O mrime fizic este definit prin:

    A. valoare sau unitate de msur

    B. unitate de msur sau valoare

    C. valoare i unitate de msur

    VI. n SI mrimile derivate se obin din cele fundamentale:

    A. prin operaii de nmulire i mprire

    B. prin nmulire cu un coeficient real

    C. prin nmulire cu un coeficient ntreg

    VII. nainte de a fi nlocuite n relaii matematice, mrimile exprimate cu

    ajutorul multiplilor sau submultiplilor:

    A. se transform innd seama de coeficienii de multiplicare;

    B. nu se transform deoarece sunt uniti de msur SI

    VIII. Fora este o mrime

    A. fundamental n SIB. derivat n SI

    C. suplimentar n SI

    IX. Sunt fluide:

    A. lichidele

    B. gazele

    C. metalele topite

    D. vaporiiX. Forele masice sunt proporionale cu:

    A. volumul fluidului izodens

    B. masa fluidului

    C. aria suprafeei de contact cu mediile externe

    XI. Forele de suprafa:

    A. sunt tangente la suprafaa fluidului;

    B. depind de presiunea n diversele puncte ale suprafeei;C. depind de aria suprafeei.

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    9/28

    U.1.7.2. Transformai unitile de msur n relaii ntre unitile

    fundamentale SI:

    volumul, V = 2 dm3 , (decimetri cubi);

    debitul volumic, Q = 2 l/s, (litri pe secund);

    debitul masic: Qm = 3600kg/h, (kilograme pe or);

    fora: F = 3 kN., (kilonewtoni).

    Rspuns:V= 2.10-3 m3 ; Q = 2 dm3/s = 2.10-3m3s-1 ;

    Qm =3600/3600 kg/s= = 1 kg.s-1;

    F = 3.103 N = 3.103 kg.m/s2 = 3.103 kg.m.s-2.

    U.2.8. Test de autoevaluare a cunotinelor

    U.2.8.1. Alegei rspunsurile corecte:

    I. Unitatea de msur a densitii n CGS este g/cm3. n SI este egal cu:

    A. 10-3 kg/ 10-6 m3;

    B. 1000 kg/m3;

    C. 103

    kg/m3

    ;D. 10-3 kg/m3.

    II. Presiunea atmosferic poate fi:

    A. 720 mmHg;

    B. 95000 Pa;

    C. 95 kPa;

    D. 950 kPa;

    E. - 3000 Pa.

    III. Presiunea vacuummetric poate fi:

    A. - 30 kPa;

    B. - 1 kPa;

    C. - 300 kPa.

    IV. Pericolul apariiei cavitaiei este mai mare n cazul:

    A. instalaiilor cu fluide volatile (de exemplu alcool);

    B. instalaiilor cu fluide calde (de exemplu ap cald);

    C. instalaiilor cu fluide foarte reci;

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    10/28

    D. conductelor de aspiraie ale pompelor;

    E. conductelor de refulare ale pompelor.

    Rspuns: I A,B,C; II A,B,C; III A,B; IV A,B,D.

    2.8.2. n racordul de refulare al unui ventilator parametrii de stare ai aerului sunt:

    suprapresiunea: apamm20=sp i temperatura T= 21 oC, iar n racordul de

    aspiraie se msoar aceeai temperatur i o depresiune apammm22=dp .

    Presiunea barometric este de 710 torr. S se determine densitatea aerului n cele

    dou racorduri.

    Rspuns: Pentru a utiliza ecuaia de stare este necesar transformarea

    parametrilor de stare n unitile de msur ale SI, presiunea i temperatura fiind

    cele absolute. Se obin succesiv: [ ]K15,29315,27321TN =+=+= tT ;

    *0 pentruracordul de refulare:

    [ ]Pa9485381,92032,133710 =+=+=+= satrelatref ppppp ;

    [ ]3mkg127,115,29304,287

    94853

    R

    =

    ==

    T

    pref ;

    *1 pentru racordul de aspiraie, depresiunea dat n valoare absolut n

    problem se introduce cu semnul "-" i se obin: [ ]Pa94441=aspp ;

    3mkg122,1=asp .

    Se observ c variaia densitii este foarte mic, practic neglijabil. Se

    poate trage concluzia c pentru instalaiile de ventilaie, calculele se pot face

    considernd c fluidul (aerul) este practic incompresibil.

    2.8.3. Presiunea vacuummetric (depresiunea) la aspiraia pompei de ap a unui

    motor este de 0,1 at. S se determine presiunea absolut n [Pa], dac presiunea

    barometric este de 707 mm Hg.

    Rspuns: Folosind relaia (2.13) i efectund transformrile n uniti de

    msur ale SI se obine: 8,44.104 Pa.

    2.8.4. Un manometru montat pe racordul de refulare al unei pompe de ap indic2,6 bar. S se determine sarcina hidrostatic la refulare n [m col. ap].

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    11/28

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    12/28

    250 mm col. alcool. S se determine presiunea absolut la refularea

    ventilatorului.

    Densitatea alcoolului se va considera ca fiind de 803kg/m3, iar presiunea

    atmosferic, 707 mmHg.

    Rspuns:pabs= 9,62.105 Pa.

    2.8.9. S se determine fora de frecare vscoas maxim ntre un piston plonjor

    (piston fr segmeni, etanarea ntre el i cilindru fiind realizat prin contactul

    foarte strns pe o lungime relativ mare) i cilindrul su. Pistonul se se deplaseaz

    vertical cu viteza de 10 cm/s.

    Se cunosc: diametrul cilindrului, 50 mm; diametrul pistonului, 49,96 mm;

    lungimea pistonului, 1000 mm; viscozitatea cinematic a uleiului, 43 cSt;

    densitatea uleiului, 790 kg/m3; fora util, 1000 daN.

    Rspuns: Efortul tangenial de frecare se exercit n pelicula de ulei cu

    grosimea: mm02,02

    =

    = pistcilDD

    . Din particularizarea legii lui Newton

    scris cu diferene finite:

    =

    0v

    lD

    F

    cil

    fse obine: N7,26=fF .

    2.8.10. Arborele vertical al unei maini are, fa de lagrul su radial, un joc

    mm5,0= msurat n direcia razei, diametrul d= 200 mm i lungimea l= 180

    mm. Uleiul folosit pentru ungere umple jocul dintre arbore i lagr i are

    coeficientul viscozitii cinematice = 60 cSt i densitatea = 827 kg/m3.S se determine fora de frecare i puterea pierdut prin frecare dac turaia de

    regim a arborelui este n = 600 rot/min.Rspuns: Fora se obine din ecuaia lui Newton scris n diferene finite.

    Micarea nu mai este de translaie ca n problema precedent, ci de rotaie.

    Variaia de vitez n stratul de ulei cu grosimea este egal cu viteza

    tangenial a arborelui: 2dv = n care viteza unghiular 30n= .

    Viscozitatea cinematic se va transforma n m2/s (exemplul de la U.1 i relaia

    (2.19)), iar viscozitatea dinamic se obine din formula de definiie a viscozitii

    cinematice (2.18). Aria pe care se exercit fora de frecare i n care are loc

    efortul tangenial este aria lateral a unui cilindru cu diametrul di lungimea l.

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    13/28

    Puterea mecanic pierdut prin frecare se obine prin nmulirea forei de frecare

    exercitat tangenial cu viteza tangenial a arborelui, v.

    Se obine:F= 70,52 N;P= 433 W.

    2.8.11. O instalaie de nclzire central trebuie s fie prevzut obligatoriu cu

    un vas de expansiune (de asemenea, instalaia de rcire a motorului cu ardere

    intern). Presupunnd c nu se monteaz vas de expansiune, s se determine

    suprapresiunea ce s-ar crea ntr-o instalaie cu volumul de 100 l n care

    temperatura crete de la 10 oC la 95 oC. Care este variaia volumului lichidului

    din instalaie, dac se monteaz vasul de expansiune?

    Rspuns: n ecuaia (2.30) se trece la diferene finite

    TpV

    V+=

    k i se introduce 0=V .

    Se obine suprapresiunea Pa10269 5=p , apoi n aceeai ecuaie se consider

    0=p i rezult variaia volumului: 33m10275,1 =V .

    U.3.6. Test de autoevaluare a cunotinelor

    U.3.6.1.Alegei rspunsurile corecte

    I. ntr-un recipient cu gaz, presiunea

    A. este constant

    B. este liniar cresctoare cu adncimeaC. este parabolic cresctoare cu adncimea.

    II. Un manometru poate fi conectat pentru a msura presiunea dintr-un

    rezervor cu aer:

    A. obligatoriu n partea superioar a rezervorului;

    B. obligatoriu la partea inferioar a rezervorului;

    C. n orice parte a rezervorului, avnd grij s fie vizibil i s nu

    existe pericolul ptrunderii accidentale a unui lichid n conductade legtur.

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    14/28

    III. Ecuaia fundamental a hidrostaticii:

    A. exprim principiul conservrii energiei poteniale ntr-un fluid

    B. exprim legea conservrii materiei.

    Rspuns: I A; II C; III A.

    U.3.6.2.Un manometru diferenial cu tub "U" cu ap are un capt liber la

    presiunea atmosferic i cellalt conectat printr-un racord flexibil la o priz de

    presiune static executat pe o conduct cu gaz natural. S se determine

    suprapresiunea din conduct, dac diferena de nivel ntre cele dou coloane de

    lichid este de 198 mm.

    Rspuns: 1942 Pa = 19,42 hPa = 19,42 mbar.

    U.3.6.3. Un motor hidrostatic liniar (cilindru hidraulic de for) primete

    ulei la presiunea de intrare =ip 125 bar. Diametrul cilindrului este =D 75 mm,

    diametrul tijei pistonului este de =tD 37 mm, iar randamentul mecanohidraulic

    de 92% . Pe faa inactiv a pistonului se exercit o contrapresiune de 5,2 at. S se

    determine fora util exercitat de tija pistonului.

    Rspuns: =

    =

    44

    22t

    eiuD

    pD

    pF 50,3 kN.

    U.3.6.4. S se determine presiunea uleiului necesar la intrarea ntr-un

    cilindru hidraulic cu dublu efect avnd diametrul pistonului =D 50 mm i

    diametrul tijelor =tD 25 mm pentru a realiza o for util =uF 1800 daN. Se

    va considera un randament mecano-hidraulic de 86 % i o contrapresiune de 5

    bar pe faa opus feei active a pistonului.

    Rspuns: ( ) MPa7,1444

    22

    =

    = i

    teiu p

    DDppF .

    U.3.6.5. S se determine presiunea uleiului necesar ntr-un cilindru

    hidraulic al unei autobasculante pentru a realiza o for util =uF 2400 daN.

    Diametrul pistonului (de tip plunger) este=

    D 50 mm, iar randamentul mecano-

    hidraulic se consider de 90%.

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    15/28

    Rspuns: MPa58,134

    2

    =

    = imhiu ppD

    F .

    U.3.6.6. Etanarea pompei i a cilindrului unui cric hidraulic este realizat

    cu garnituri din azbest grafitat avnd limea s = 5 mm. Pompa are un diametrul

    d = 15 mm, iar cilindrul, D = 60 mm. Se cere s se determine fora util

    exercitat de pistonul cilindrului hidraulic i randamentul cricului hidraulic dac

    se acioneaz asupra pistonului pompei cu o for F= 100 N. Se va considera un

    coeficient de frecare ntre cilindri i garnituri = 0,2.

    Rspuns: Fora util a pompei este:

    ( )psdFFFF pf == ,1 , (3.6.6.a)

    n care fora de frecare s-a considerat repartizat pe circumferina garniturii i

    rezult:

    421

    1d

    FsdFF

    = . (3.6.6.b)

    De aici se obine fora utilF1 i apoi presiunea din sistem:

    421

    d

    F

    p = , (3.6.6.c)

    care se folosete pentru determinarea forei de frecare n garnitura cilindrului:

    ( )psDF cf =, (3.6.6.d)

    i n final a forei utile exercitate de pistonul cilindrului hidraulic:

    cfu FD

    pF ,

    2

    4

    = . (3.6.6.e)

    U.3.6.7.O instalaie pentru testarea radiatoarelor pentru autovehicule este

    dotat cu un manometru diferenial cu mercur cu tub U n scopul determinrii

    cderii de presiune la curgerea apei prin radiator. Se cere s se determine aceast

    cdere de presiune n Pa, mm coloan de mercur i metri coloan de ap dac se

    dau cotele nivelurilor mercurului n cele dou ramuri ale manometrului

    diferenial: h1=323 mm i h2=764 mm.

    Rspuns: ( )12 hhgp apaHg = = 54,5 kPa = 409 mmHg = 5,56

    m.c.a.

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    16/28

    U.4.7. Test de autoevaluare a cunotinelor

    U.4.7.1.Alegei rspunsurile corecte:

    IV. Rezultanta forelor elementare de presiune pe o suprafa plan este:

    A. egal cu aria suprafeei nmulit cu presiunea calculat n centrul

    de mas al suprafeei i aplicat n centrul de presiune

    B. egal cu aria suprafeei nmulit cu presiunea calculat n centrul

    de presiune i aplicat n centrul de greutate

    V. Aciunea unui fluid uor n repaus pe o suprafa plan const

    A. dintr-o for egal cu presiunea nmulit cu aria suprafeei

    B. dintr-o for aplicat n centrul de mas al suprafeei

    VI. Punctul de aplicaie al forei de presiune a unui fluid greu pe o suprafa

    plan este:

    A. n centrul de presiune

    B. n centrul de greutate al suprafeei plane

    C. n centrul de greutate al diagramei de distribuie a presiunii

    VII. Fora arhimedic este egal cu:

    A. produsul dintre greutatea specific a corpului i volumul suB. produsul dintre greutatea specific a lichidului i volumul corpului

    C. produsul dintre densitatea corpului, acceleraia gravitaional i

    volumul corpului

    Rspuns: I A; II A,B; III A,C; IV B,C.

    4.7.2. S se determine fora de presiune exercitat de ap asupra unui

    capac plan vertical care nchide orificiul de form ptrat cu latura de 30 cm al

    unui rezervor. Adncimea centrului ptratului fa de suprafaa liber a lichidului

    este de 1,5 m. Ct ar fi fora de presiune dac deasupra lichidului s-ar afla o pern

    de gaz cu presiunea de 0,2 bar ?

    Rspuns:F= 1,324 kN;F= 3,124 kN.

    4.7.3. S se calculeze grosimea peretelui unei conducte din oel cu

    diametrul de 20 mm pentru a rezista la presiunea de 150 bar. Rezistena

    admisibil la rupere se va lua a = 15 daN/mm2, iar adaosul de coroziune, =k

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    17/28

    1,5 mm.

    Rspuns: Aplicnd relaia (4.18) se obine e = 2,5 mm.

    U.5.10. Test de autoevaluare a cunotinelor

    U.5.10.1.S se aleag rspunsurile corecte:

    I. Linia de curent este:

    A. tangent la vectorul vitez al particulelor de fluid;

    B. perpendicular pe vectorul vitez al particulelor de fluid.

    II. Debitul volumic respectiv debitul masic al fluidelor se msoar n:

    A. m3/s; kg/s;

    B. m2/s; N/s;

    C. kg/s; m3/s.

    III. Debitul volumic (produsul dintre aria seciunii de curgere nmulit cu

    viteza medie) este constant de-a lungul tubului de curent pentru:

    A. fluid compresibil;

    B. fluid incompresibil.

    IV. Termenii ecuaiei lui Bernoulli au semnificaia:

    A. energii specifice gravifice;

    B. sarcini hidraulice.V. Viteza periferic optim a unei roi de turbin Pelton este:

    A. 1/2 din viteza jetului;

    B. 1/4 din viteza jetului.

    Rspunsuri: I A; II A; III B; IV A,B; V A.

    5.10.2.Apa, avnd un debit de 2 l/s curge printr-o conduct cu diametrulde 32 mm, urmat de o cretere de seciune la diametrul de 40 mm. S se

    determine debitul masic i vitezele de curgere a apei n cele dou tronsoane.

    Rspuns: qm = 2 kg/s; sm487,2102442

    3

    21

    1 =

    =

    =

    dd

    Qv ; v2 = 1,592 m/s.

    5.10.3. Cupele unei turbine cu ac iune dispuse pe rotor la un diametru

    mediu de 600 mm au un unghi = 6 , iar turaia rotorului este n = 375 rot/min.

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    18/28

    S se determine viteza optim de ieire a apei din injector i randamentul teoretic

    al turbinei la o vitez a apei de 18 m/s.

    Rspuns: sm78,11230

    =

    =Dn

    u ; c = 23,56 m/s; = 451, %.

    5.10.4. S se determine numrul Reynolds al micrii aerului printr-o

    conduct de ventilaie cu seciunea dreptunghiular avnd dimensiunile de

    180mm 200mm, dac debitul masic de fluid este qm = 0,8 kg/s. Se va considera

    densitatea aerului de 1,14 kg/m3 i coeficientul viscozitii cinematice

    6102,18 = m2/s.

    Rspuns: Debitul volumic se ob ine prin mpr irea debitului masic la

    densitate: Q = 0,702 m3/s; vmed= Q/A = 19,5 m/s; dh = 0,1895 m;

    Re = 2,05.105.

    5.10.5. Se determin viteza medie a apei i a uleiului prin conducte cu

    diametrul de 50 mm i rezult 2,2 m/s. S se determine vitezele maxime ale celor

    dou fluide n axele acestor conducte. Se dau viscozitile cinematice ale apei

    1 = 1 cSt i uleiului2 = 52 cSt.

    Rspuns: Re1 = 1,1 . 105, deci regim turbulent; din tabelul 5.2 prin

    interpolare rezult: vmax= 2,693 m/s;

    Re2 = 2115, deci regim laminar, viteza maxim fiind dublul vitezei medii:

    vmax = 4,4 m/s.

    U.6.7. Test de autoevaluare a cunotinelor

    U.6.7.1. Printr-o conduct orizontal cu diametrul d= 32 mm i lungimea

    l = 10 m curge ulei cu un debit Q = 2 l/s. Conducta are un robinet complet

    deschis cu un coeficient al pierderii locale = 18. Viscozitatea cinematic auleiului este = 45.10-6 m2/s, iar densitatea = 800 kg/m3. S se determine

    pierderile de sarcin i cderea de presiune n conduct.

    Rspuns: v = 2,487m/s; Re = 1768 (regim laminar de curgere); = 0,044;hp,lin=4,33m; hp,loc=5,67m; hp,tot=10m;

    bar78,0Pa10784,05

    , === totpghp .

    U.6.7.2. Prin conducta din problema de mai sus, avnd rugozitatea

    absolut k = 0,3mm, curge ap cu acelai debit. Viscozitatea cinematic a apei

    este = 1,02.10-6 m2/s, iar densitatea, = 1000 kg/m3. S se determine pierderile

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    19/28

    de sarcin i cderea de presiune.

    Rspuns: v = 2,487m/s; Re=7,8.104; k/d=9,3.10-3; Re'lim= 1600;Re"lim=5,97.104 (regim turbulent rugos); =0,037; hp,lin=3,65m; hp,loc=5,67m; hp,tot=

    9,32m; p ghp tot= = = , , ,0 91 10 0 915 Pa bar.

    U.6.7.3. Conducta de la problema U.6.7.2. se racordeaz la dou

    rezervoare plasate la o diferen de nivel de 15m. S se determine debitul de fluid

    care curge prin conduct. Se va ine seama c mai intervin: coeficientul pierderii

    locale la intrarea n conduct =0,5 i la ieirea din conduct =1, deci n total,

    suma coeficienilor pierderilor locale este =19,5.

    Rspuns:526

    42ms1045,2

    8 =

    +=

    dgd

    lM ; Hs=-15m;

    H Qc = + 15 2 45 106 2, ; Debitul se obine pentruH= 0; Q = 2,47.10-3m3/s.

    U.6.7.4. La conducta din problema U.6.7.3. se adaug nc o conduct

    identic n seria cu aceasta, sau una n paralel. S se determine debitul vehiculat

    prin sistemele de conducte n aceste cazuri.

    Rspuns:Ms=2.M=4,9.106 s2m-5;M

    M

    p =

    = 1

    20 61 102

    6, s m2 5

    ;

    Qs= 1,75.10-3m3/s; Qp=4,95.10-3m3/s.

    U.6.7.5.Alimentarea cu ap a unei staii de splare a autoturismelor este

    compus dintr-o conduct cu lungimea de 40 m i rugozitatea absolut

    echivalent k= 0,1 mm i un recipient cu pern de aer. Debitul prin conduct este

    Q = 4 l/ s (litri pe secund). S se determine:

    a. diametrul conductei de ap;

    b. viteza apei n conduct;

    c. numrul Reynolds al curgerii;

    d. coeficientul pierderilor liniare ;

    e. pierderile liniare de sarcin [m col. ap]

    Coeficientul viscoziti cinematice a apei este = 1,1.10-6 m2/s.

    Rspuns:Dac se alege d=60 mm se obin: v =1,415 m/s; Re = 7,72.104;kr=1,67.10-3; regim preptratic: 027,0= ; m837,1=ph .

    U.6.7.6.O pomp de combustibil diesel umple un rezervor cu volumul de

    85 l(litri) n timp de 4 minute i 30 secunde. Conducta de refulare (flexibil) are

    o lungime de 2 m i o rugozitate absolut echivalent k= 0,1 mm.

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    20/28

    S se determine:

    a. debitul de combustibil, Q [m3/s];

    b. diametrul conductei de refulare dac se recomand o vitez a

    combustibilului de 1,0...2,0 m/s

    c. viteza de curgere a benzinei n conducta de refulare proiectat;

    d. numrul Reynolds al curgerii;

    e. coeficientul pierderilor liniare, ;

    f. pierderile liniare de sarcin [m col fluid].

    Se d coeficientul viscozitii cinematice a motorinei: = 1,7 . 10-6 m2/s.

    Rspuns: Debitul volumic este: Q = 3,148.10-4 m3/s; dac se alege d =15mm se obin: v =1,781 m/s; Re = 1,571 .104; kr=6,7.10-3; regim preptratic:

    039,0= ; m841,0=ph .

    U.6.7.7. ntr-un radiator pentru motorul unui autoturism, apa circul ntre

    dou bazine legate prin 50 tuburi plate din alam a cror seciune transversal

    poate fi aproximat cu un dreptunghi cu laturile a = 3 mm i b = 14 mm i

    lungimea l= 400 mm. Rugozitatea absolut echivalent poate fi considerat ca

    fiind: k= 0,02 mm. Debitul de ap care circul prin cele 50 de tuburi n paralel

    este Q = 120 l/min (litri pe minut). S se determine:

    a. debitul de ap care circul printr-un singur tub;b. viteza medie a apei n tuburi;

    c. numrul Reynolds al curgerii;

    d. coeficientul pierderilor liniare ;

    e. pierderile liniare de sarcin [m col. ap].

    Coeficientul viscoziti cinematice a apei este = 0,326.10-6 m2/s.

    Rspuns: Debitul volumic este: Q = 2.10-3 m3/s; aria seciunii de curgere:A

    = 2,1

    .

    10

    -3

    m

    3

    /s; diametrul hidraulic echivalentdh

    = 4,94

    .

    10

    -3

    .

    Se obin: v =0,952 m/s; Re = 1,443.104; kr= 4,05.10-3; regim preptratic037,0= ; m138,0=ph .

    U.6.7.8. Un motor hidrostatic rotativ montat pe o macara are cilindreea

    (volumul teoretic de lichid vehiculat la o rotaie): q = 40 cm3/rot, turaia n = 1200

    rot/min i randamentul volumic v = 0,95. Lungimea conductelor care leag

    pompa de motorul hidrostatic rotativ este l= 5 m. S se determine:

    a. debitul de ulei furnizat de pomp necesar pentru antrenarea motorului;

    b. diametrul conductelor de ulei dac viteza recomandat este de 1...1,5 m/s;

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    21/28

    c. viteza uleiului n conducte;

    d. numrul Reynolds al curgerii;

    e. coeficientul pierderilor liniare ;

    f. pierderile liniare de sarcin [m col. fluid]

    Coeficientul viscoziti cinematice a uleiului este = 45.10-6 m2/s.

    Rspuns: Debitul volumic este: Q = 8,42.10-4 m3/s;Se obine d = 0,0327...0,0267m. Dac se alege diametrul d = 0,03.10-3 m, seobin: v = 1,191m/s; Re = 794; regim laminar; 081,0= ; m976,0=ph .

    U.6.7.9. Un motor hidrostatic liniar (cilindru de for) montat pe o

    autoutilitar are un diametru D = 40 mm i randamentul volumic v = 0,96.

    Viteza pistonului este vp= 10 cm/s. Lungimea conductelor care leag pompa de

    motorul hidrostatic liniar este l= 4m. S se determine:

    a. debitul de ulei furnizat de pomp;

    b. diametrul conductelor de ulei dac viteza recomandat este de 1..2 m/s;

    c. viteza uleiului n conducte;

    d. numrul Reynolds al curgerii;

    e. coeficientul pierderilor liniare ;

    f. pierderile liniare de sarcin [m col. fluid]

    Coeficientul viscoziti cinematice a uleiului este = 40.10-6 m2/s.

    Rspuns: Debitul volumic este: Q = 1,309.10-4 m3/s; se obine diametruld= 0,0129...0,0091 m/s; dac se alege d =10 mm se obin: v =1,667 m/s;Re = 417; regim laminar: 154,0= ; m7,8=ph col. fluid.

    U.6.7.10. Pentru ventilarea garajelor mici se recomand un numr de

    10...15 schimburi de aer pe or. Conducta de ventilare principal are o lungime

    de 20m i seciunea ptrat, fiind realizat din tabl cu rugozitatea absolut

    k=0,05 mm. Se va considera coeficientul viscozitii cinematice = 16,6 . 10-6

    m2/s. Pentru un garaj cu volumul de 300 m3, s se determine:

    a. debitul de aer pentru ventilare, Q [m3/s];

    b. latura seciunii ptrate a conductei de ventilare;

    c. viteza aerului n conducta de ventilaie aleas;

    d. numrul Reynolds al curgerii;

    e. coeficientul pierderilor liniare, ;

    f. pierderea liniar de sarcin [m col. aer].

    Viteza recomandat pentru aer n conductele de aspiraie ale ventilatoare-

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    22/28

    lor este de 10...12 m/s. Latura standardizat a seciunii ptrate [mm]: 100, 125,

    160, 200, 250, 315, 400, 500, 630.

    Rspuns: Debitul de aer: Q = 300x(10...15)/3600 = 0,833...1,25 m3/s.Latura este: 0,2886...0,322. Se alege latura de 0,315 m. La o vitez v = 11 m/s se

    ob in: debitul Q = 1,091 m3

    /s; diametrul hidraulic echivalent dh = 0,315 m,Re = 2,087.10-5; kr= 1,587.10-4; 018,0= ; hp = 6,52 m coloan de aer.

    U.7.8. Test de autoevaluare a cunotinelor

    U.7.8.1.Viteza din axul unei conducte cu diametrul D = 276 mm prin care curge

    aer cu densitatea = 1,14 kg/m3 se determin cu ajutorul unui tub Pitt-Prandtl.

    Se msoar o presiune dinamic pd = 57 Pa. S se determine viteza, debitul

    volumic i debitul masic dac se ia n considerare un raport v vmed max ,= 082.

    Rspuns: vmax = 10m s; vmed = 82, m s; Q = 0,491 m3/s; qm = 0,559 kg/s.

    U.7.8.2.n conducta de mai sus se monteaz o diafragm cu diametrul orificiului

    de 200 mm. Presiunea diferenial msurat ntre prizele diafragmei este p =

    451 Pa. S se determine debitul volumic i debitul masic dac se consider un

    coeficient de debit = 0,5556.

    Rspuns:Q = 0,491 m3/s; qm = 0,559 kg/s.

    U.7.8.3. n axa unei conducte de ventilaie cu diametrul D = 150 mm, la ieirea

    aerului n atmosfer (densitatea = 1,125 kg/m3), se monteaz o sond Pitot,

    determinndu-se presiunea total: ptot=90Pa. S se determine viteza maxim i

    debitul volumic de aer, dac se d raportul: (v vmed max ,= 082).

    Rspuns: vmax = 12,65 m/s; Q = 0,224 m3/s.

    U.7.8.4. Pe o conduct cu diametrul interior, D = 50 mm folosit pentru

    alimentarea cu pcur ( = 998 kg/m3) a unui cazan energetic s-a montat, n

    vederea msurrii debitului, un ajutaj avnd coeficientul de debit = 0,54 i

    diametrul minim d = 32 mm. S se determine debitul masic de pcur dac

    presiunea diferenial este p = 2 kPa.

    Rspuns: qm = 1,607 kg/s.

    U.7.8.5. Pentru determinarea debitului apei de rcire de la o staie de

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    23/28

    compresoare, s-a montat un confuzor la ieirea apei n mediul ambiant. Diametrul

    interior al conductei este de 100 mm, diametrul de ieire al confuzorului este d=

    64 mm, iar coeficientul de rezisten hidraulic al confuzorului este = 0,06. S

    se determine debitul apei de rcire, tiind c aceasta are densitatea = 970 kg/m3

    ,iar suprapresiunea msurat n amonte de ajutaj este p = 8,4 kPa

    Rspuns: Q = 14,2.10-3 m3/s; qm = 13,77 kg/s.

    U.7.8.6. Pe racordul de aspiraie (diametrul d= 200 mm) al unui ventilator axial

    se aplic un ajutaj convergent avnd coeficientul de rezisten local =0,05. S

    se determine debitul volumic de aer vehiculat dac un tub piezometric nclinat, cu

    alcool ( = 800 kg/m3), care are un unghi de 15o fa de planul orizontal indic l=

    100 mm. Densitatea aerului este = 1,15 kg/m3.

    Rspuns: Q = 0,576 m3/s.

    U.7.8.7. Pentru determinarea debitului de aer dintr-o conduct de ventilaie cu

    diametrul d1 = 300 mm se ataeaz, la ieirea din aceasta, o reducie la diametrul

    d2 = 200 mm avnd un coeficient de rezisten local = 0,132. Presiunea aerului

    estep = 940 mbar, temperatura t= 19oC, iar cderea de presiune pe reducie este

    p = p1-p2 = 1570 Pa. S se calculeze viteza aerului, debitul volumic i debitulmasic de aer.

    U.7.8.8. Pentru determinarea debitului unui ventilator centrifugal aferent unei

    instalaii de ventilaie a unui garaj, i se ataeaz pe racordul de aspiraie avnd

    diametrul d= 200 mm, un ajutaj conic convergent cu coeficientul de rezisten

    local = 0,108. Depresiunea creat n racordul de aspiraie este p2-p1 = -550Pa,

    iar densitatea aerului este = 1,155 kg/m3

    . S se calculeze viteza aerului nracordul de aspiraie, debitul volumic i debitul masic de aer.

    U.7.8.9.Un cot al unei conducte forate cu diametrul de 150 mm, aezat n plan

    orizontal, este folosit pentru determinarea aproximativ a debitului de ap

    fierbinte care curge prin ea. Pentru aceasta se determin o cdere de presiune p1-

    p2 = 2000 Pa, unde priza de presiune 1 se afl imediat la intrarea apei n cot, iar

    priza 2, la 0,75 m dup cot. Se consider un coeficient de rezisten local al

    cotului = 0,65 i un coeficient al pierderilor liniare 035,0= . S se calculeze

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    24/28

    viteza apei, debitul volumic i debitul masic de ap. Densitatea apei se va

    considera = 987 kg/m3.

    U.8.7. Test de autoevaluare a cunotinelor

    U.8.7.1.Alegei rspunsurile corecte:

    V. Viteza de propagare a sunetului n gaze depinde de:

    A. raportul cldurilor specifice (cp/cv)

    B. constanta caracteristic a gazului

    C. temperatura gazului;

    D. viscozitatea fluidului.

    VI. n gazele fierbini, fa de aerul rece, viteza de propagare a sunetului este

    mai:A. mare;

    B. mic.

    VII. Amplitudinea undei de presiune n lichide depinde de:

    A. densitatea lichidului, viteza de propagare a undei i de variaia

    vitezei fluidului ca i cauz de producere a undei de presiune;

    B. B. viscozitatea fluidului.

    Rspuns: I A, B, C; II A; III A.

    U.8.7.2. Care este viteza de propagare a sunetului n gazele de ardere

    avnd caracteristicile: 41,1= , KJ/kg286 =R i t= 750oC. Comparai-o cu

    cea a aerului.

    Rspuns: sm642=a fa de aproximativ 320 m/s.

    U.8.7.3. Care este viteza de propagare a sunetului n motorin? Se cunosc:densitatea 3mkg800 i coeficientul de elasticitate Pa104,1 9= .

    Rspuns: sm1323=a .

    U.8.7.4. Care este viteza de propagare a unei unde de presiune ntr-o

    conduct de motorin? Se cunosc: densitatea motorinei 3mkg800 ,

    coeficientul de elasticitate al motorinei Pa104,1 9= , diametrul mediu

    conductei mm5=d , grosimea pereilor conductei mm1=e , modulul de

    elasticitate al conductei Pa101,2 10=E . S se compare cu viteza de propagare

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    25/28

    ntr-un mediu infinit, obinut la problema precedent.

    Rspuns: sm1176=c .

    U.8.7.5. Care este viteza de propagare a sunetului n benzin? Se cunosc:

    densitatea 3mkg720 i coeficientul de elasticitate Pa1015,1 9 .

    Rspuns: sm1264=a .

    U.8.7.6. Care este viteza de propagare a unei unde de presiune ntr-o

    conduct de benzin? Se cunosc: densitatea benzinei 3mkg720 ,

    coeficientul de elasticitate al benzinei Pa1015,1 9 , diametrul mediu al

    conductei mm4=d , grosimea pereilor conductei mm1=e , modulul de

    elasticitate al conductei Pa101,2 10=E . S se compare cu viteza de propagare

    ntr-un mediu infinit, obinut la problema precedent.

    Rspuns: sm1145=c .

    U.8.7.7. Motorul unui automobil de curse funcioneaz n patru timpi la o

    turaie de 12000 rot/min. Considernd c folosete drept combustibil benzina i

    c injecia ar trebui s dureze cel mult 1/5 dintr-un timp s se determine:

    a. timpul teoretic ct dureaz injecia;

    b. ntrzierea ntre momentul crerii undei de presiune i momentulridicrii acului injectorului (neglijnd ineria mecanic a acestuia) dac lungimea

    conductei de alimentare a injectorului ar fi de 30cm.

    Se va folosi viteza real de propagare a undei de presiune obinut n

    problema precedent.

    Rspuns: Un timp nseamn deplasarea pistonului ntre cele dou extreme

    ale cursei lui, deci se desfoar ntr-o jumtate de rotaie, adic

    s105,2

    60

    120002

    1 3=

    =; s106,2 4==

    c

    l;

    5

    12,0104,0 =

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    26/28

    foarte scurt a conductei, se obine unda de presiune. S se calculeze amplitudinea

    maxim teoretic a undei directe pentru mrimile date n problem.

    Se va considera combustibilul din problemele 8.4.3 i 8.4.5.

    Rspuns: MPa9,15 i MPa7,13 .

    U.8.7.9. S se determine timpul de ntrziere ntre momentul nceperii

    admisiei n conduct a uleiului sub presiune generat de o pomp cu roi dinate i

    momentul nceperii micrii pistonului motorului hidrostatic liniar dac se

    presupune c iniial, instalaia este plin cu ulei la presiunea atmosferic. Se dau:

    debitul pompei, 6 l/min; diametrul conductei, 15 mm; lungimea conductei, 12 m;

    diametrul cilindrului motorului hidrostatic liniar, 75 mm; lungimea spaiului mort

    din captul cilindrului, 5 cm; fora rezistent pe piston, 8000 daN, coeficientul(modulul) de elasticitate al uleiului, 1,444.109 Pa i densitatea 850 kg/m3. S se

    compare cu timpul n care o perturbaie teoretic (viteza de propagare din mediul

    infinit) parcurge conducta.

    Rspuns: Pistonul ncepe micarea dup ce se atinge presiunea care poate

    nvinge fora rezistent. Aceasta se obine din ecuaia de definiie a presiunii.

    Pa10811,1 7=p . Pentru aceasta, este necesar ca pompa s introduc ulei n

    conduct i s-l comprime (acesta fiind elastic). Volumul total este cel alconductei i cel aflat n cilindru n poziia iniial:

    33.

    22

    m10297,244

    =

    +

    mortspcond lD

    ld . Folosind legea compresibilitii

    izotermice se obine volumul suplimentar care trebuie introdus:

    35 m10881,2 =V . ntrzierea se obine din definiia debitului volumic, prin

    mprirea lui V la debitul pompei: = 0,288 s. Timpul de parcurgere a

    conductei de ctre unda de presiune se obine prin mprirea lungimii totale (

    mortspcond ll .+ ) la viteza de propagare ideal obinut din relaia (8.10)

    sm1303=a : t= 9,24.10-3 s.

    U.10.8. Test de autoevaluare a cunotinelor

    10.8.1.Alegei rspunsul corect:

    I. Generatoarele hidraulice transform energia:

    A. hidraulic n energie mecanic

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    27/28

    B. mecanic n energie hidraulic

    C. mecanic n energie electric

    II. Debitul volumic al generatoarelor hidraulice este cantitatea de fluid care

    trece n unitatea de timp prin seciunea de:

    A. intrare

    B. ieire

    III. Puterea consumat de o pomp se poate calcula cu relaia:

    A. P g Q Hc =

    B. P Mc =

    Rspuns: I B; II B; III B.

    U.10.8.2.O pomp extrage apa dintr-o fntn i o refuleaz ntr-un hidrofor (cu pern

    de aer) aflat la presiunea pm = 1,5 bar). Diferena de nivel ntre fntn i rezervor este

    m6=h , diametrul interior al conductei este d= 32 mm, rugozitatea absolut k= 0,3 mm,

    lungimea total a conductei de aspiraie i refulare este l= 15 m, iar suma coeficienilor de

    rezisten local este = 30. Pe standul de ncercare s-a obinut caracteristica pompei:Q [m3/s] 0 0,5.10-3 10-3 1,5.10-3 2.10-3

    HP[m] 30 29 27 24 21

    S se determine punctul de funcionare al sistemului pomp-reea.

    Rspuns: Se determin:

    *2 rugozitatea relativ k/d= 9,4.10-3,

    *3 coeficientul pierderilor liniare considernd regimul turbulent rugos, = 0,037,

    *4 modulul de rezisten al sistemului de conducte de aspiraie i refulare nseriate

    (considerate ca o singur conduct),M= 3,73.106 s2m-5,

    *5 sarcina static a conductei,Hst= h +pm/g= 21,3 m.

    Se obin punctele cu ajutorul crora se traseaz caracteristica conductei:

    Q [m3/s] 0 0,5.10-3 10-3 1,5.10-3 2.10-3

    HC [m] 21,3 22,2 25,0 29,7 36,2

    apoi se traseaz cele dou curbe i se obine, la intersecia lor, punctul de funcionaredeterminat de: QF= 1,2.10-3 m3/s iHF= 26 m.

  • 7/28/2019 Termo MecFlu MT IM Probleme

    28/28

    U.10.8.3. O instalaie de ventilaie local a unui garaj folosete un ventilator a crui

    caracteristic sarcin,Hv funcie de debitul volumic este dat n tabelul urmtor:

    Q [m3/s] 0 0,2 0,4 0,6Hv [mm ap] 162 150 105 48

    Instalaia cuprinde o conduct de aspiraie i o conduct de refulare de seciune

    circular cu diametrul d= 200 mm coeficientul pierderilor liniare = 0,018, lungimea total

    l= 30 m, suma coeficienilor rezistenelor locale, = 7, iar seciunea de ieire este mai sus

    cu h = 6m fa de cea de intrare.

    S se determine debitul volumic, sarcina i puterea util n punctul de funcionare.Se va considera densitatea aerului = 1,125 kg/m3.

    Rspuns: Se va trasa caracteristica ventilatorului dup ce se transform [mm ap] n

    metri col. aer folosind relaia: aeraerapaapa hghg = sau se va trasa caracteristica

    conductei n [mm ap] prin transformarea invers.