10904

70

скоростью vп = 0,0875 м/с. 2) Давления p 0 на свободной поверхности воды в правом резервуаре. Жидкость - вода, кинематическая вязкость которой ν = 0,0131 см2/с = 0,00000131 м2/с.

14. Определить потери напора в трубопроводе прямоугольного сечения размером (300 х 400) мм и длиной L = 300 м. Эквивалентная шероховатость = 0,3 мм, расход воды Q = 60 л/с. Температура 20 .

15.Определить потери напора в стальном трубопроводе (Δ = 0,5 мм) диаметром d = 100 мм и длиной L = 500 м, если расход воды Q = 50 л/с, а ее температура 20 .

16.Определить потери в трубопроводе диаметром d = 0,5 м и длиной L = 750 м при движении в нем воды с расходом Q = 0,25 м3/с. Удельное сопротивление Акв = 4,21 с2/м6.

17.Определить напор, необходимый для пропуска расхода воды Q = 0,06 м3/с через трубопровод диаметром d = 300 мм и длиной L = 1500 м. Удельное сопротивление Акв = 0,504 с2/м6.

18.Для трубопровода диаметром D = 0,5 м и длиной L =1000 м, снабженного в конце соплом и работающего под напором Н = 400 м, установить зависимость мощности струи на выходе из сопла и к.п.д. трубопровода от диаметра d выходного отверстия сопла. Определить, при каком значении d мощность струи будет максимальной. Каков будет при

этом к.п.д. трубопровода ηтр? В трубопроводе учитывать только потери на трение по длине (λ = 0,02). Коэффициент сопротивления сопла ζ = 0,04, сжатия струи на выходе отсутствует.

71

19. Нитробензол, обладающий плотностью ρ = 1200 кг/м3 выдавливается из закрытого резервуара А. Начальное избыточное давления в котором pА.Нач(из)= 0,4 МПа, в открытый резервуар Б по стальному трубопроводу, диаметром d = 15 мм и длинной l = 52,5 м. Площади свободных поверхностей

нитробензола в результате его перетекания. Вычислить: 1) расход нитробензола в трубопроводе Qнач в начальный момент перетекания; 2) конечное давление в резервуаре pA.кон; 3) смещения уровней нитробензола Δh; 4) начальное давления в правом колене трубопровода; 5) продолжительность t перетекания нитробензола из резервуара из A в Б считая, что средняя скорость его движения в трубопроводе в процессе перетекания будет равна половине начальной. Процесс расширения воздуха в резервуаре A при понижении в нем уровне нитробензола считать изотермическим.

20. Для подачи воды в количестве Q = 0,031 м 3/с на расстояния l = 400 м

72

21.Вода перетекает из бака А в резервуар Б по трубе диаметром d = 25 мм, длиной l = 10 м. Определить расход воды Q, если избыточное давление в

баке p1 = 200 кПа; высоты уровней Н1 = 1 м; Н2 = 5 м. Режим течения считать турбулентным. Коэффициенты сопротивления принять: на входе в трубу ξ1 = 0,5; в вентиле ξ2 = 4; в коленах ξ3 = 0,2; на трение λ = 0,025.

22.Определить показания манометра, если расход воды в трубопроводе

23. Из напорного бака вода течет по трубе диаметром d1 = 20 мм и затем вытекает в атмосферу через насадок (брандспойт) с диаметром выходного отверстия d2 = 10 мм. Избыточное давление воздуха в баке p0 = 0,18 МПа; высота H = 1,6 м. Пренебрегая потерями энергии, определить скорости течения воды в трубе v1 и на выходе из насадка v2.

73

24. Вакуумметр показывает вакуумметрическую высоту hвак = 75 мм рт. ст. Из резервуара A по короткому трубопроводу вода перетекает в резервуар B, а из него цилиндрический насадок в атмосферу. Определить расход представленной на рисунке системы и высоты расположения уровней h1 и h2. Коэффициенты сопротивления равны: колена ξК = 0,25, вентиля ξ В= 5, насадка ξН = 0,5, гидравлического трения λ = 0,025.

25. Определить расход и скорость, с которой данная жидкость перетекает из одного бака в другой через соединительную трубу, диаметр d = 0,035 м и длина L = 11 м которой заданы. Уровни в баках Н л = 3,3 м и Н п= 2,7 м. Поддерживается постоянными, избыточное давление на свободной поверхности жидкости показывается манометрами pл = 0,58 атм и pп = 0,4 атм. По результатам расчета построить пьезометрическую и напорную линии.

74

26.Бензин сливается из цистерны по трубе диаметром d = 50 мм, на

которой установлен кран с коэффициентом сопротивления ξК = 3. Определить расход бензина при H1 = 1,5 м и H 2 = 1,3 м, если в верхней части цистерны имеет место вакуум hвак = 73,5 мм. рт. ст. Потерями на трения в трубе пренебречь. Плотность бензина ρ = 750 кг/м3.

27.Определить весовой расход бензина G через жиклер (насадок малого диаметра) карбюратор, если разрежения в диффузоре, куда происходит

истечения бензина, hвак = 300 мм вод. ст. Обрез жиклера установлен выше уровня бензина в поплавковой камере на t = 15 мм, давления в поплавковой

камере атмосферное. Диаметр отверстия жиклера do = 1,5 мм; коэффициент сопротивления жиклера ξЖ = 0,5; ρб = 750 кг/м3.

28.Определить расход воды вытекающей из бака, в котором поддерживается уровень ее H = 10 м и давления на свободной поверхности

hвак = 150 мм рт. ст. Геометрические размеры трубопровода: l1 = 10 м; d1 = 40 мм; l2 = 25 м; d2 = 60 мм. Эквивалентную шероховатость на

соответствующем участке принять равной 1 = 0,1 мм, 2 = 0,2 мм. Коэффициент сопротивления крана ξК = 5. Кинематический коэффициент вязкости воды ν = 0,0116 см2/с = 0,0116 ∙10-4 м2/с.

75

29.По сифонному трубопроводу длиной l = 12,8 м жидкость Ж (керосин Т1) при температуре 20 сбрасывается из отстойника А в отводящий канал Б. Какой должен быть диаметр d трубопровода (его эквивалентная шероховатость = 0,070 мм), чтобы обеспечить сбрасывание жидкости в

количестве Q = 1,4 л/с при напоре H = 4,30 м? Трубопровод снабжен клапаном с сеткой (ξк = 6,4), а плавные повороты имеют углы 45 0 и радиус округления R = 2r = d.

30.Короткий простой трубопровод. Определить превышения жидкости в сосуде Н над центром выходного сечения, если движения воды, в трубе установившиеся (V = const, H = const). Режим сопротивления - квадратичный.

Дано: Q = 20 л/с; d = 0,1 м; = 0,02 мм; ∑ζ = 2.

31.Поршень диаметром D = 160 мм движется равномерно вниз в цилиндре, подавая жидкость плотностью ρ = 790 кг/м3 в открытый резервуар

спостоянным уровнем. Длина трубопровода – l = 20 м, его диаметр d = 30 мм. Когда поршень находится ниже уровня жидкости в резервуаре на 5 м, потребная для его перемещения сила равна F = 5,0 кН. Определить скорость движения поршня и расход жидкости в трубопроводе. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,03. Коэффициенты местных сопротивлений: входа ζВХ = 0,5; колена ζК = 1,1; выхода ζВЫХ = 1,0.

32.Рабочая жидкость с вязкостью ν = 0,2 Ст = 0,00002 м 2/с и плотностью ρ = 900 кг/м3подается в цилиндр пресса грузовым гидроаккумулятором по трубопроводу длиной l = 100 м и диаметром d = 20 мм. Вес груза

гидроаккумулятора G = 420 кН, диаметр поршня D2 = 300 мм. Определить скорость движения плунжера, если усилие прессования F = 730 кН, а диаметр

76

плунжера D1 = 220 мм. Режим течения в трубе принять ламинарным. Весом плунжера пренебречь.

33.Из открытого резервуара А, в котором поддерживается постоянный уровень жидкости, по трубопроводу, состоящему из двух последовательно соединенных труб, жидкость течет в резервуар Б. Разность уровней жидкости

врезервуарах равна H = 6,3 м. Длина труб l1 = 13 м и l2 = 10 м, а их диаметры d1 = 0,04 м и d 2 = 0,032 м. Определить расход Q жидкости, протекающей по трубопроводу. В расчетах принять, что потери напора на местных сопротивлений составляют 15 % от потерь напора по длине. Коэффициент гидравлического трения обеих трубы принять λ = 0,03.

34.Из резервуара по составному трубопроводу 2-3-4-5 происходит истечение жидкости в атмосферу. Уровень жидкости в резервуаре поддерживается постоянным на линии 1-1. Предполагается, что силы сопротивления при движении жидкости отсутствуют ( жидкость невязкая).

Исходные данные: H = 4,2 м; d23 = 140 мм; d34 = 180 мм; d45 = 120 мм; l 23 = 3

м; l34 = 2 м; l45 = 2 м; α = + 45 град. Требуется: 1) определить скорость истечения на выходе из трубопровода и расход; 2) построить напорную и

пьезометрическую линии вдоль трубопровода; 3) выполнить пункты 1 и 2 для случаев, когда участок трубопровода повернут на угол + α.

77

35. Два бассейна с разными отметками уровней соединены между собой посредством дюкера (рис.6). Расход пропускается под полотном шоссейной дороги. Дюкер включает две одинаковые круглые металлические трубы. Каждая труба имеет по четыре поворота в вертикальной плоскости. Входная часть труб снабжена предохранительным устройством. Расход дюкера равен Q. Наибольшая допускаемая разность уровней воды в бассейне Н. Полная длина трубы дюкера l16; Углы поворота труб α. Длины отдельных участков

труб дюкера: l12 = l56 = 0,1 ∙ l 16; l23 = l45 = 0,15 ∙ l16; l34 = 0,5 ∙ l 16. Исходные данные: Q = 900 л/с; Н = 1,8 м; l16 = 60 м; α = 30 град. Требуется: 1)

Подобрать диаметр труб исходя из предположения, что работает одна труба (вторая ремонтируется), которая должна обеспечить подачу всего расхода Q; 2)Построить напорную и пьезометрическую линии вдоль трубопровода дюкера при работе одной трубы; 3) Определить разность отметок уровней воды в бассейнах при работе двух труб и подаче того же расхода Q.

36. Цель второго задания курсовой работы: для трубопровода с заданным расходом и давлением на выходе определить потери напора по длине и из-за местных сопротивлений, а также потребный напор жидкости на входе в гидролинию. Исходные данные: Q = 0,0003 м3/с; Pвых = 0,04 МПа; Длина выходного участка: l1 = 2,5 м; l2 = 5 м; l 3 = 7,5 м; l4 = 10 м; Диаметр

трубопровода: d1 = 0,1 м; d2 = 0,1 м; d3 = 0,05 м; d 4 = 0,12 м; Zвх = 2,5 м; ρ = 900 кг/м3; ν = 0,000012 м2/с. Плавный поворот d/R = 0,6 м.

78

37. Из открытого резервуара при постоянном напоре H1 = 6 м вода температурой t = 50 вытекает с одной емкости в атмосферу по короткому трубопроводу диаметром d1 = 0,008 м и длиной l1 = 6 м с шероховатостью стенок = 1 мм, задвижкой, коэффициент сопротивления которой ζЗ = 2,5 и на конце диффузором ζД, площадь живого сечения которого за расширением ω2 = 2ω1, с другой стороны вода подается в другой резервуар через затопленный внешний цилиндрический насадок (насадок Вентури). Разность уровней между ними H = 2 м. Насадок имеет диаметр dн = 0,01 м, длину lн = 5dн и коэффициент расхода насадка μн = 0,82. Определить: 1. Скорость истечения v2, расход воды Q2 и коэффициент гидравлического трения λ по короткому трубопроводу. 2. Расход через насадок Qн.

38. Поршень диаметром D = 80 мм, двигаясь равномерно, всасывает жидкость (керосин) из открытого бака с атмосферным давлением рат = 100 кПа на поверхности жидкости. Высота всасывания равна z0 = 3 м. Всасывающая труба - длина l = 7 м, диаметр d = 20 мм, труба - стальная, новая, сварная. Гидравлические сопротивления показаны на рисунке. Температура жидкости t = 35 . Определить максимально возможную скорость vп поршня и силу Р, приложенную к нем у, по условию кавитации в цилиндре.

79

39. Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу (эквивалентная шероховатость = 0,1 мм), состоящему из труб различного диаметров d1= 32 мм, d2 = 50 мм, d3 = 32 мм и различной длинны L1 = 5 м, L 2 = 8 м, L 3 = 3 м, вытекает в атмосферу вода, расход которой Q = 1 л/с и температура t = 20 . Требуется: 1) Определить скорости движения воды и потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода. 2) Установить величину напора Н в резервуаре. 3) Построить напорную и пьезометрическую линии.

40. Истечение происходит из открытого резервуара в атмосферу при постоянном напоре воды H1 = 9 м по короткому трубопроводу переменного поперечного сечения с диаметрами d1 = 0,04 мм и d2 = 0,01 мм и длинами l1 = 1,2 м и l 2 = 4 м, для которых коэффициенты гидравлического трения соответственно равны λ1 = 0,04 и λ2 = 0,025. На втором участке трубопровода имеются два колена с плавным поворотом и понижением трубопровода на H2 = 1,5 м и задвижка, коэффициент сопротивления каждого поворота ζп = 0,15 коэффициент сопротивления задвижки ζз = 8. Истечения из конического расходящегося с диаметром выходного сечения dн = 0,02 м и длинной lн = 5dн происходит под уровень при постоянной разности уровней Н = 3 м. Коэффициент скорости и коэффициент расхода насадка равны φн = μн = 0,45. Определить: 1) Скорость истечения vтр и расход Qтр через короткий трубопровод. 2) Скорость истечения vн и расход Qн через затопленный конически расходящийся насадок.

41. Определить длину трубы l, при которой опорожнение цилиндрического бака диаметром D на глубину H = 7 м будет происходить в два раза медленнее, чем через отверстие того же диаметра d = 30 мм. Коэффициент гидравлического трения в трубе принять λ = 0,025.