|
|
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Контрольная работа выполняется по вариантам. Каждый вариант содержит два теоретических вопроса и пять задач. Студент, выполняет тот вариант, который соответствует последним двум цифрам его шифра, а данные выбирает по последней цифре шифра. При выполнении контрольной работы должны быть выполнены следующие требования: 1. Контрольная работа выполняется после изучения всего теоретического материала. 2. Ответы на теоретические вопросы и решение каждой задачи нужно начинать с повой страницы. 3. Рели в данных для решения задач размерность не г. единицах СИ, то вусловии необходимо сделать их соответствующий пересчет. 4. Ответы на теоретические вопросы рекомендуется выполнять кратко, полностью переписывая лишь точные формулировки и законы. 5. Если к задаче прилагается схема или рисунок, их необходимо выполнять аккуратно карандашом с нанесением всех необходимых размеров и данных. 6. В конце контрольной работы дается список использованной литературы. 7. После списка литературы следует оставлять 1— 2 страницы чистыми для написания рецензии. 8. Если студент выполняет не свой вариант, работа возвращается без проверки.
Методические указания к решению задач К задачам 1—2 Необходимо воспользоваться знанием физических свойств жидкостей: а) коэффициентом температурного расширения
б) коэффициентом объемного сжатия
К задачам 3, 4, 5, 6. Необходимо руководствоваться тем условием, что жидкость находится в равновесии. Затем найдите нужную поверхность равных давлений — самую нижнюю границу раздела жидкостей, на которой давления во всех точках равны, как давления в точках одного и того же объема покоящейся жидкости, расположенные на одной горизонтали. Затем составьте уравнение равновесия: P = P0 + pgh К задачам 7, 8, 9, 10, 11. Данные задачи на определение силы гидростатического давления на боковые плоские стенки F = Pc * S где F = Pc * S — давление в центре тяжести смоченной боковой стенки; hc — глубина погружения центра тяжести под уровень жидкости. Сила F прикладывается в центре давления, положение которого определить можно по формуле:
где hc — глубина погружения центра тяжести стенки под уровень жидкости; Jc — момент инерции (справочный материал). Наиболее часто в практике встречаются следующие фигуры круг (Jc = πd4 /64) и прямоугольник Jc =вН3 /12, в — ширина, Н — высота прямоугольника); S — площадь смоченной поверхности. В задаче 7 для определения значения подъемной силы нужно использовать формулу: Т = G + Ff где G — вес щита; F — сила гидростатического давления, н; f — коэффициент трения. В решении задачи 10 равнодействующую сил давления определите как: F = F1 - F2 где F1 — сила гидростатического давления слева; F2 — сила гидростатического давления справа. Для нахождения центра давления F необходимо составить уравнение моментов, используя то, что момент равнодействующей равен сумме моментов составляющих. В решении задачи 11 уравнение моментов всех сил составляется относительно точки О. К задачам 12, 13. Необходимо определить горизонтальную и вертикальную составляющие силы гидростатического давления на криволинейную поверхность. Горизонтальная составляющая Fr определяется, как сила гидростатического давления на плоскую боковую стенку, которой является вертикальная проекция смоченной криволинейной поверхности (в задачах это круг): Fr = Pc * Sпр где Рc — давление в центре тяжести вертикальной проекции, смоченной поверхности, Н; Sпр — ее площадь, м2. Вертикальная составляющая Fв определяется весом жидкости в объеме тела давления. Тело давления определяется путем построения. При этом нужно определить положение пьезометрической поверхности, воспользовавшись данными показаниями манометра Рм:
отложив эту высоту вверх от точки подсоединения манометра. В данном случае усилия, разрывающие резервуары по горизонтальным сечениям направлены вертикально (на верхнюю половину — вверх, на нижнию — вниз). Так как нижние половины резервуаров опираются на опоры, то усилие, направленное вниз уравновешивается реакцией опор. Таким образом нужно определить только вертикальную составляющую, направленную вверх. К задачам 14, 15. Используйте закон Архимеда и определите выталкивающую силу, определив объем погруженной части тела: Fарх = ρgV где ρ - плотность жидкости. К задаче 16. При решении необходимо записать соотношение скоростных напоров для сечений 1 и 2, воспользовавшись уравнением неразрывности потока К задаче 17. Дважды составляется уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости. Вначале для сечений, проведенных по свободной поверхности в резервуаре и на выходе из трубы с диаметром d2, Затем для сечений, проведенных через сечение в трубе с диаметром d1, в месте подсоединения пьезометра и на выходе из трубопровода с диаметром d2. К задаче 18. Составьте уравнение Бернулли для потока реальной жидкости для данных сечений и определите потребный напор. Затем определите мощность на валу турбины
где Q — расход жидкости в м3/с. К задаче 19. Решение заключается в определении: а) общего уменьшения потерь напора во всасывающей линии Δh1-2 = Δhтр + Δhм.п’ где Δhтр = hтр1 – hтр2 - уменьшение потерь напора на трение, для определения, которых используется формула Дарси — Вейсбаха; Δhм.п = hм.п1 – hм.п2 - уменьшение местных потерь напора, для определение которых используется формула Вейсбаха. б) уменьшения затрат мощности
где О — расход жидкости, м3/с. Тогда годовая экономия электроэнергии
где Т — количество секунд в году. К задаче 20. По падению давления ΔР1 и ΔР2 определите потери напора на трение. Предположив, что жидкость двигается одна и та же и, задавшись вязкостью, определите режим движения, зону гидравлических сопротивлений и эквивалентную шероховатость Δ. К задаче 21. Определите потери напора на трение при диаметре трубопровода d и после его уменьшения на 2 δ, после чего определите их соотношение. К задаче 22. Определите сумму потерь напора на трение при движении жидкости по НКТ и по кольцевому пространству в обсадной колонне, используя формулу Дарси — Вейсбаха. При определении потерь напора при движении жидкости но кольцевому пространству необходимо в формуле Дарси - Вейсбаха диаметр d заменить на гидравлический радиус R, учитывая, что d = 4R. К задаче 23. Выразите через известные разности давление ΔР1 и ΔР2 местные потери напора, используя формулу Вейсбаха К задаче 24. Составив уравнение Бернулли для потока реальной жидкости определите из него Р2, то есть конечное избыточное давление в трубопроводе и сравните его с данным Рк. Если полученное давление Р2≥Рк, значит насос сможет обеспечить перекачку жидкости. К задаче 25. Определив критический перепад давления, соответствующий смене режима, сравните его с данным перепадом. К задаче 26. Для определения расхода Q воспользуйтесь формулой Дарси К задаче 27. Давление на выходе из трубопровода считайте атмосферным и примите за 105 Па. К задаче 28. Составьте уравнение Бернулли для потока реальной жидкости для сечения 1, проходящего по уровню жидкости в резервуаре и для сечения 2, проходящего по оси насоса и определите Р2. Переведите при этом атмосферное давление из мм. рт.ст.в Па. К задаче 29. Задачу решите графическим путем, построив график зависимости Нпотр = f (d). Для этого необходимо задаться рядом значений диаметра d и по ним подсчитать Нпотр, используя уравнение
где Q — расход жидкости м3/с.
rn = 2 — для турбулентного режима. Режимом необходимо задаться используя значение вязкости v. При вязкости, равной десятым долям единицы и более — режим ламинарный. Затем строят график Нпотр = f (d) и по нему, зная Нпотр, определяют d. К задачам 30, 31, 32. Вначале определите скорость движения бензина с использованием уравнения неразрывности потока
где Q - расход бензина, м3/с; υ — скорость движения, м/с;
Затем необходимо определить: С - скорость распространения волны гидравлического удара
ΔР - повышение давления при прямом гидравлическом ударе:
где ρ — плотность жидкости, кг/м3. Т — фаза гидравлического удара, т. е. время пробега волны от задвижки до воздушного колпака и обратно:
где Р — допустимая величина давления, Па. Определите скорость течения воды в трубе до закрытия задвижки, исходя из уравнения Бернулли:
где Н — напор воды в баке, м; ℓ, d — размеры трубопровода, м; λ — коэффициент гидравлического сопротивления; g — ускорение свободного падения, м/с2. Затем определяются скорости распространения волны гидравлического удара С, м/с и повышение давления Δ Р, Па в стальной трубе и в чугунной трубе — С1, м/с и Δ Р1, Па и сравниваются Δ Р и Δ Р1 К задачам 33, 34, 35. Необходимо воспользоваться формулами для определения, необходимой для движения вязко — пластичных жидкостей, разности давлений Δ Po:
и расхода нефти, предполагая, что режим движения структурный,
После определения расхода нужно проверить режим течения, воспользовавшись формулой для определения обобщенного числа Рейнольдса:
В условиях задач, когда рассматривается плоско - радиальная фильтрация несжимаемой жидкости, дебит скважины определяется формулой Дюпои:
где RK — радиус контура питания или влияния скважины, м; rc — радиус скважины, м. Давление на RKи гс соответственно Рк и Рс. Под действием Рк уровень жидкости поднимается в скважине до статического. Статический уровень можно определить по показанию манометра при открытой задвижке Рм и глубине залегания пласта. Зная Нд, определяется:
где Рс — давление на забое скважины определяется через динамический уровень, hc :
Примеры решения задач Пример 1 В вертикальном цилиндрическом резервуаре диаметром d = 4м хранится 100 т нефти с плотностью ρ0= 850 кг/м3 при н.у. βt = 0,00072 1/°С. Определить изменение уровня нефти в резервуаре при изменении температуры на Δ t = 30 °С. Решение 1. Объем, занимаемый нефтью при t1 = 0°
2. Изменение объема Δ V при изменении температуры на Δ t:
3. Изменение уровня нефти в резервуаре:
Пример 2 Найти избыточное давление в сосуде А с водой по показаниям многоступенчатого двухжидкостного ртутного манометра.
Решение Так как жидкость находится в равновесии, то давление в точке 1 и точке 2 равны как давления в точках одного и того же объема однородной жидкости, расположенных на одной горизонтали, то есть Р1 = Р2, на том же основании Р3 = Р4, а Р5 = Р6. Тогда избыточное давление:
Пример 3 Вертикальный щит А, перекрывающий водослив плотины, может перемещаться в пазах вверх и вниз. Глубина жидкости Н = 1,4 м. Ширина щита Вв = 2,6 м. Какую силу нужно приложить, чтобы поднять щит, если его вес G = 32 кН, а коэффициент трения щита о пазы f — 0,3.
Решение 1. Определим силу гидростатического давления на щит, так как атмосферное давление действует нам щит со всех сторон, его действие уравновешивается, поэтому
2. Сила для поднятия щита Т:
Пример 4 Определить силу избыточного давления воды на цилиндрический затвор, перегораживающий прямоугольный канал, если глубина воды перед затвором h1 = 4,2 м, диаметр затвора d = 3 м, а ширина пролета в = 10 м.
Решение 1. Определяем горизонтальную составляющую силы давления на цилиндрический затвор
где Рс — давление в центре тяжести вертикальной проекции смоченной цилиндрической поверхности, Н; Snp — площадь этой проекции, м,2 .
2. Вертикальная составляющая Fb
где Gт.д — вес жидкости в объеме тела давления
Строим тело давления. В данном случае тело давления сложное, так как на часть затвора АВ жидкость действует снизу и тело давления получается фиктивным (АВКД). А на часть СВ жидкость действует сверху, то есть тело давления реальное (ВКДС), так как их действия направлены в противоположные стороны, вычитаем из большего объема меньший и получаем искомое тело давления с основанием ABC, то есть полцилиндра высотой в. 3. Определяем равнодействующую F
Пример 5 После очистки всасывающий линии (ℓ— 10 м, d = 200 мм) насосной установки (КПД ηнас = 0,65) коэффициент местного сопротивления фильтра ξф уменьшился от 40 до 10, а эквивалентная шероховатость труб с 1 до 0,1 мм. Подача насоса Q = 0,07 м3/с. Определить годовую экономию электроэнергии от этой операции. Вода имеет t = 20 0 С (приложение 1). Решение Используя приложение, определим динамическую вязкость воды и ее плотность η — 1мПа с, ρ =1000 кг/м3. 1. Определим среднюю скорость воды во всасывающей линии:
2. Определим уменьшение потерь напора в диаметре:
Индексы 1 и 2 относятся к моментам до и после очистки линии. 3. Определим уменьшение потерь напора на трение, используя формулу Дарси — Вейсбаха:
Определим зону гидравлических сопротивлений:
4. Общее уменьшение потерь:
годовая, экономия электроэнергии
Пример 6 Определите расход через сифонный трубопровод, изображенный на рисунке, если высота Н1 = 1 м, Н2 = 2 м, Н3 = 4 м. Общая длина трубы ℓ = 20 м. диаметр d = 20 мм. Режим течения считать турбулентным. Учесть потери при входе в трубу ξ3 = 1, в колоннах ξ2 = 0,2, в вентиле ξ3 = 4м и на трение в трубе х = 0,035. Подсчитать вакуум в верхнем сечение х — х трубы, если длина участка от входа в трубу до этого сечения ℓк = 8 м.
Решение 1. Составим уравнение Бернулли для потока реальной жидкости, для чего выберем сечение 1 и 2 и проведем поверхность сравнения через нижнее сечение z. 2. Определим расход воды:
3. Для определения вакуума в сечении х — х составим уравнение Бернулли для сечения 1 и х:
Пример 7 Насос, оборудованный воздушным колпаком, перекачивает бензин по трубопроводу длиной ℓ = 5 км, диаметром d = 75 мм, δ = 5 мм в количестве Q = 9 * 10-3 м3/с. Плотность бензина ρ =740 кг/м3, модуль упругости бензина К = 1,1 * 109 Па, Е = 2 *1011 Па. Определите, за какое время необходимо перекрыть задвижку, чтобы ударное повышение давления не превосходило ΔР = 1 МПа. Решение 1. Определим скорость движения бензина:
2. Определим скорость волны гидравлического удара:
3. Повышение давления при прямом гидравлическом ударе
4. Фаза удара, то есть время пробега волны от задвижки до воздушной колонны и назад:
5. Необходимое время закрытия задвижки
Пример 8 В центре крувого пласта (Rк = 1 км, h = 10 м, k = 0,5 мкм2, m = 0,2} расположение скважины гc = 0,1 м, глубина Н == 2000 м. Вязкость нефти η= 10-2 Па с, плотность ρ = 870 кг/м3, абсолютное пластовое давление Рпл = 20 МПа. Необходимо определить, может ли скважина фонтанировать, если ее открыть в атмосферу, и, чему равен ее дебит при Р = 19 МПа ? Решение 1. Если скважину открыть в атмосферу, то жидкость в ней сможет подняться на высоту
где 2 Дебит скважины определим по формуле Дюпюи:
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Вариант 1 1. Какое физическое тело называется жидкостью? 2. Каково условие выноса твердых тел восходящим потоком жидкости? Задачи: 4, 9, 18, 20, 33.
Вариант 2 1. Как определяется сила сопротивления тел при их обтекании? 2. В чем отличие между реальной и идеальной жидкостями? Задачи: 1, 14, 16,21,30.
Вариант 3 1. Что называется плотностью жидкости? Каковы единицы измерения плотности жидкости? Какие факторы и как влияют на плотность? 2. От каких факторов зависит величина коэффициента гидравлического сопротивления ? Задачи: 2,5, 7,22,31.
Вариант 4 1. Что называется эквивалентной длиной местного сопротивления? 2. Чем характеризуется сжимаемость и температурное расширение капельной жидкости? Задачи: 3, 8, 17, 23, 32.
Вариант 5 1. Что называется давлением насыщения паров жидкости и от чего зависит его величина? 2. Каково влияние вязкости жидкости и диаметра трубопровода на потери напора в нем? Задачи: 6, 10, 19,24, 33
Вариант 6 1. Каковы законы распределения местных скоростей в живом сечении потока при ламинарном и турбулентном режимах? 2. Что называется вязкостью жидкости и от чего она зависит? Задачи: 4, 10, 18, 25, 34
Вариант 7 1. Каковы единицы измерения динамической и кинематической вязкости и какова их взаимосвязь? 2. Каковы основные расчетные формулы для определения λ при турбулентном режиме? Задачи: 1, 11 17, 26,35
Вариант 8 1. В чем заключаются опыты Никурадзе и каковы их результаты? 2. Как называются приборы для измерения плотности и вязкости жидкости? Принцип их действия. Задачи; 2, 12, 18, 27,30
Вариант 9 1. Что называется гидростатическим давлением, в каких единицах оно измеряется? Укажите их взаимосвязь. 2. Какие шероховатости называются эквивалентной и относительной ? Задачи: 3,13,19,28,31
Вариант 10 1. Что такое осредненная во времени местная скорость жидкости при турбулентном потоке? 2. Какое давление называется избыточным, какое вакуумом? Задачи; 4,14,20,29,32
Вариант 11 1. Каковы основные свойства гидростатического давления? 2. Что определяется по формуле Дарси — Вейсбаха, и как она записывается? Задачи: 5,15,21,28,33
Вариант 12 1. Как определяется число Рейнольдса и чему равно его критическое значение для труб различного сечения? 2. Как формулируется закон Паскаля? Задачи: 6, 14, 19,27, 34
Вариант 13 1. Как записывается основной закон гидростатики. В каких единицах измеряются величины, входящие в него? 2. Какое движение называется установившимся, какое медленно изменяющимся? Задачи: 1,13, 18,26,35
Вариант 14 1. Что называется живым сечением? 2. Какая поверхность называется пьезометрической? Задачи: 2, 12, 17,25,34
Вариант 15 1. Чем дифференциальный жидкостной манометр отличается от простого и как по его показаниям можно определить разность давлений в точках подключения такого манометра? 2. Как определяется средняя скорость потока, если известен объемный расход жидкости? Задачи: 3, 11,22, 28, 33
Вариант 16 1. Что называется гидравлическим радиусом потока? 2. В чем преимущества и недостатки механических манометров по сравнению с жидкостными ? Задачи: 4, 10, 17, 27, 32
Вариант 17 1. Как определяется результирующая сила давления жидкости на плоскую поверхность? 2. Запишите уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Что представляют из себя составляющие части этого уравнения? Задачи: 5, 9, 19,23,31
Вариант 18 1. Каков физический смысл членов, входящих в уравнение Бернулли? 2. Что называется центром давления и как определяется его координата ℓА Задачи: 6,10,20,24,32
Вариант 19 1. Как определить горизонтальную и вертикальную составляющие силы давления жидкости на криволинейную поверхность? 2. Что называется гидравлическим уклоном? Задачи: 1, 11, 21, 25, 33
Вариант 20 1. Назовите два вида потерь напора. Каковы принципы сложения потерь напора ? 2. Каково устройство и принцип действия гидравлического пресса? Задачи: 2, 12, 22, 26, 34
Вариант 21 1. Что называется телом давления? Реальное и фиктивное тело давления. В чем разница ? 2. Почему в расходомере Вентури давление в узком сечении меньше, чем в широком? Задачи: 3, 13, 23, 27, 35
Вариант 22 1. Каково принципиальное устройство скоростной трубки Прандтля и что она измеряет? 2. Как формулируется закон Архимеда? Задачи: 4, 14, 24, 28, 34.
Вариант 23 1. В чем заключается гидростатический парадокс? 2. По какой формуле определяется полезная мощность насоса? Задачи: 5, 15, 25,29, 33
Вариант 24 1. Выведите и запишите основное уравнение гидростатики. 2. Какие трубопроводы называются сложными и каковы их основные типы? Задачи: 6,8,18,28,32
Вариант 25 1. Какие формулы применяются для расчета трубопроводов? 2. Как изменяются коэффициент сжимаемости βv и коэффициент температурного расширения β1 с изменением давления и температуры? Задачи: 1, 7,17,27, 31
Вариант 26 1. Как записать уравнение баланса напоров в случае, если жидкость по трубопроводу перекачивается насосом? 2. Дайте определение поверхностному натяжению. Опишите механизм возникновения давления поверхностного натяжения. Задачи: 2, 9, 19,29,30
Вариант 27 1. Что такое гидравлический удар и каковы условия его возникновения? 2. Запишите формулу Менделеева для определения плотности жидкости. Задачи: 3, 10,21,28, 31
Вариант 28 1. Как определить удельный вес жидкости? Чем он отличается от плотности жидкости ? 2. Опишите явление кавитации. Задачи: 4, 11, 17,26, 32
Вариант 29 1. Каково условие работы трубопровода, работающего под вакуумом? 2. Что такое параллельно — прямолинейная фильтрация жидкости и каков закон Дарси для неё? Задачи: 5, 12, 18, 22, 33
Вариант 30 1. Запишите формулу Дюпои для несжимаемой жидкости. Опишите каждую величину, входящую в эту формулу. 2. Каковы качественные характеристики насадков различного вида и области их применения? Задачи: 6, 15, 19,29, 34
Задача № 1
Канистра, заполненная жидкостью и не содержащая воздуха, нагрелась на солнце до температуры t2. На сколько повысилось бы давление жидкости внутри канистры, если бы она была абсолютно жесткой ? Начальная температура бензина t1 Модуль объемной упругости бензина к = 1300 МПа, коэффициент температурного расширения
Задача № 2
В вертикальном цилиндрическом резервуаре диаметром d хранится нефть, масса которой m и плотность при 0 0 С ρ0 . Определите изменение уровня в резервуаре при изменении температуры нефти от 0 °С до t2. Расширение резервуара не учитывать. Коэффициент температурного расширения нефти βt = 7,2 * 10-4 1/°С.
Задача № 3
Определите избыточное давление в точке А трубопровода, если высота столба ртути по пьезометру h2, центр трубопровода расположен на h1 ниже линии раздела между жидкостью и ртутью ρрт= 13600 кг/м3
Задача № 4
Определите давление газа в баллоне Р по показанию h двухжидкостного чашечного манометра, заполненного жидкостями с плотностями ρ1 и ρ2 и разницу уровней в чашечках манометра Δh. Рат = 105 Па.
Задача № 5
Определите избыточное давление в сосуде А с жидкостью многоступенчатого двухжидкостного ртутного манометра имея следующие данные: h1, h2 h3, h4, h5, ρж, ρрт = 13600 кг/м3.
Задача № 6
Найдите абсолютное давление в газовой шапке, если известны Н, hв , hн , плотность минерализованной воды ρв, плотность нефти ρн. Атмосферное давление принять за Рат.
Задача № 7
Вертикальный щит А, перекрывающий водослив плотины, может перемещаться в пазах В вверх и вниз. Глубина жидкости Н, ширина щита в. Какую силу Т нужно приложить, чтобы поднять щит, если его вес. G, коэффициент трения о пазы f = 0,3.
Задача № 8
Наклонный прямоугольный щит плотины шарнирно закреплен на оси О. При каком уровне воды Н щит опрокинется, если угол наклона щита α, а расстояние от его нижней кромки до оси шарнира а. Вес щита не учитывать.
Задача № 9
Определите силу давления жидкости на торцевую плоскую стенку горизонтальной цилиндрической цистерны диаметром d, заполненной жидкостью плотностью ρ, если уровень жидкости в горизонте находится на расстоянии Н от дна. Цистерна герметично закрыта и избыточное давление на поверхности жидкости составляет Ризб. Определите положении центра давления относительно центра тяжести стенки.
Задача № 10
Закрытый резервуар высотой Н разделен на два отсека вертикальной прямоугольной перегородкой шириной в.В левом отсеке уровень жидкости Н1 в правом отсеке уровень воды Н2. Избыточное давление паров в левом отсеке над жидкостью Ризб. Определите равнодействующую сил давления на перегородку и точку ее приложения. Силой давления паров на несмоченную часть стенки пренебречь.
Задача № 11
Квадратное отверстие со стороной ав стенке резервуара с жидкостью закрыто щитом OA, который прижимается грузом G, подвешенным на рычаге длиной х. Расстояние от верхней кромки отверстия до оси вращения О h. Найдите минимальный вес груза G, достаточный для удержания жидкости в резервуаре на уровне Н, если избыточное давление на поверхности жидкости Ризб. Весом щита, рычага, а также трением в шарнире пренебречь.
Задача № 12
Горизонтальная цилиндрическая цистерна с полусферическими днищами целиком заполнена топливом ρт. Показания манометра Рм, длина цистерны L, ее диаметр d. Определите величины сил давления, растягивающих цистерну в сечениях А —А и В — В и положение линий их действия.
Задача № 13
Сферический резервуар находится под избыточным давлением Рм которое показывает манометр, установленный на h ниже центра тяжести резервуара. Определите усилия, разрывающие резервуар по горизонтальной и вертикальной диаметральным сечениям. Радиус резервуара Р плотность жидкости ρ .
Задача № 14
Какой объем жидкости ж (ρ) можно залить в железнодорожную цистерну внутренним объемом Vвн и массой m, чтобы она еще сохраняла плавучесть в пресной воде ρ — 1000 кг/м3 .
Задача № 15
Перед подземным ремонтом газовую скважину "задавили", залив ее ствол до устья водой. Затем в скважину лебедкой спускаем насосно — компрессорные трубы, по которым при эксплуатации скважины поступает из пласта газ. Длина спущенных труб ℓ, внешний диаметр d, толщина стенок δ, вес одного погонного метра q. Определите максимальные усилия на крюке лебедки для следующих случаев: 1) нижний конец трубы открыт; 2)нижний конец трубы заглушён.
Задача № 16
Во сколько раз изменится удельная кинетическая энергия жидкости при ее переходе в трубу меньшего диаметра, если отношение диаметров труб
Задача № 17
Из открытого резервуара с постоянным уровнем идеальная жидкость по горизонтальной трубе вытекает в атмосферу. Определите показание пьезометра h,если известны Н, d1 и d2
Задача № 18
Поток воды у входа в турбину в сечении 1 — 1 имеет скорость
Задача № 19
После очистки всасывающей линии (ℓ,d) насосной установки с КПД η коэффициент сопротивления фильтра ξф уменьшился от ξф1 до ξф2, а эквивалентная шероховатость труб Δ — от Δ1 до Δ2. Подача насоса Q. Определите годовую экономию электроэнергии от этой операции. Жидкость имеет температуру t °С (приложение 1).
Задача № 20
На горизонтальном участке с длиной ℓ и диаметром d действующего пожарного водопровода нефтебазы при расходах Q1 и Q2 измерили падение давления Δ Р1 и Δ Р2. Определите состояние стальных труб Vводы = 10-6 м2/с.
Задача № 21
При перекачке нефти v = 1 ст с расходом Q по трубопроводу диаметром d и шероховатостью Δ постепенно на его стенках образовался слой парафина толщиной δ. Как это повлияет на потери напора на трение ?
Задача № 22
При промывке скважины глубиной Н воду в нее закачивали по НКТ d1, а обратно на поверхность она поступала по кольцевому пространству в обсадной колонне с d2. Определите потери давления на трение по длине системы, если расход воды Q, трубы бывшие в эксплуатации с шероховатостью Δ. Толщиной стенок труб и местными сопротивлениями пренебречь.
Задача № 23
На одном участке длиной ℓ1 без местных сопротивлений горизонтального трубопровода диаметром d разность давлений Δ Р1, а на другом длиной ℓ2 с частично прикрытой задвижкой Δ Р2. Определите коэффициент местного сопротивления задвижки при расходе Q и степень закрытия h (положение 2). Задача № 24
Насос, предназначенный для горизонтального продуктопровода (ℓ, d, Δ) при расходе Q может создать избыточное давление на выходе Ризб. Суммарный коэффициент местных сопротивлений избыточное давление в трубопроводе Рк, плотность нефтепродукта ρ, его динамическая вязкость η. Сможет ли этот насос обеспечить перекачку жидкости ?
Задача № 25
По трубопроводу диаметром d и длиной ℓ подается жидкость с вязкостью v под действием перепада давления ΔР. Плотность жидкости ρ. Определите режим течения.
Задача № 26
Определите расход керосина Q в горизонтальной трубе длиной ℓ, диаметром d, если разность давлений в начальном и конечном сечениях трубы ΔР. Вязкость керосина v, плотность ρ.
Задача № 27
Определите расход воды через сифонный трубопровод, если даны следующие высоты Н1, Н2, Н3. Общая длина трубы ℓ, диаметр d. Режим течения считать турбуленным. Учесть потери при входе в трубу ξ1, в коленах ξ2, в вентиле ξ3 и на трение λ. Подсчитайте давление в сечении х — х, если длина участка от входа в трубу до этого сечения ℓx .
Задача № 28
Определите абсолютное давление жидкости перед входом в центробежный насос при подаче Q и высоте всасывания Нвс. Всасывающая труба имеет длину ℓ и диаметр d. Сопротивление приемного клапана ξKJ] . Вязкость жидкости v. Атмосферное давление h мм. рт. ст. ρрт = 13600 кг/м3.
Задача № 29
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
, определите искомое через соотношение диаметров.
откуда определите коэффициент местного сопротивления задвижки ξ.
площадь живого сечения, м2.
поэтому как до, так и после очистки трубы зона сопротивления квадратичная (Δ1 > Δ2), следовательно используем формулу Шифринсона:
так как в сутках 864 * 103 с.
следовательно гидравлический удар непрямой.
так как Нс > Н, то скважина будет фонтанировать.
. Режим течения не меняется.
1 и давление Р1. На выходе из турбины сечение 2 — 2 
, конечное
