|
Методические указания к решению задачи №3
Решение задач заключается в определении горизонтальной Fг и вертикальной Fв составляющих силы гидростатического давления F на криволинейные поверхности F.
F=√F2г+F2в
|
Горизонтальная составляющая Fr определяется, как сила гидростатического давления на плоскую боковую стенку, которой является вертикальная проекция смоченной криволинейной поверхности ( во всех задачах вертикальная проекция полусферы — круг).
где Рс — гидростатическое давление в центре тяжести вертикальной проекции полусферы, Па;
S — площадь проекции, м2.
Вертикальная составляющая Рв определяется весом жидкости в объеме тела давления.
Тело давления определяется путем построения. Тело давления — это фигура, заключенная между рассматриваемой криволинейной поверхностью, ее проекцией на пьезометрическую поверхность и вертикальной поверхностью проектирования.
Для нахождения пьезометрической поверхности необходимо воспользоваться данными показания манометра Рм или известной величиной давления на свободную поверхность Р
Тело давления может быть реальным и фиктивным, простым и сложным (см. стр. 42, 43(2]).
Построив тело давления, необходимо определить сначала его объем —V, а затем — вес жидкости в этом объеме, что и будет определять вертикальную составляющую.
g— ускорение свободного падения (≈10 м/с2)
Задача № 4
Вариант 1-10
Насос подает нефтепродукт с кинематической вязкостьюν, плотностью ρ из открытой емкости в резервуар с избыточным давлением Рм, кПа на высоту h. При этом расходQ. Данные трубопровода: длина ℓ, диаметр стенок труб d, эквивалентная шероховатость стенок труб ∆, сумма коэффициентов всех местных сопротивлений Σξ=30. Определить полезную мощность насоса.
Вариант 11-20
Определить предельную высоту установки насоса для всасывания масла h вязкостью ν при подаче Q, считая что абсолютное давление перед входом в насос Р. Размеры трубопровода ℓ,d. Сопротивлением фильтра пренебречь.
Вариант 21-30
Вода перетекает из бака А в резервуар Б по трубе диаметром d, длиной ℓ. Определить расход воды Q, если избыточное давление в баке А Рм , высоты уровней h1 и h2 Коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу ξ1= 0,5, в вентиле ξ2= 4, в коленах трубопровода, ξ3= 0,2. Коэффициент гидравлических сопротивлений на трение λ=0,025.
Данные
| Варианты
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ℓ, м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| d, мм
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Q, л/с
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 5,0
| 5,6
| 5,8
|
| 6,8
| h, м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Рм, Мпа
| 0,2
| 0,3
| 0,16
| 0,25
|
|
| 0,8
| 0,6
| 0,4
| 0,15
|
|
|
|
|
| P, Мпа
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,03
| 0,02
| 0,04
| 0,05
| 0,06
| ∆, мм
| 0,04
| 0,06
| 0,05
| 0,01
| 0,02
| 0,04
|
| 0 01
|
|
| 0 02
| 0,02
| 0,04
| 0,02
| 0,2
| ν, ст
| 0,08
|
| 6,4
| 1,2
| 6,4
| 6,0
| 1.3
| 1,3
| 1,2
|
|
|
|
|
|
| ρ, кг/мз
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| h1, м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| h2, м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Данные
| Варианты
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ℓ,м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| d, мм
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Q, л/с
|
| 7,5
| 8,0
| 9,0
| 10,0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| h, м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Рм, Мпа
|
|
|
|
|
| 0,2
| 0,6
| 0,8
| 1,0
| 0,5
| 0,4
| 0,2
| 1,2
| 1,4
| 1,2
| Р, Мпа
| 0,07
| 0,08
| 0,09
| 0,08
| 0,04
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ∆, мм
| 0,2
| 0,1
| 0,15
| 0,3
| 0,4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ν, ст
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ρ, кг/мз
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| h1,м
|
|
|
|
|
|
|
| 0,4
| 1,5
| 1,6
|
|
| 2,5
| 0,5
| 0,25
| h2, м
|
|
|
|
|
|
|
|
| 6,5
|
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Методические указания к решению задачи №4
Данная задача основана на применении уравнения Бернулли для реальной жидкости. Для составления этого уравнения необходимо выбрать 2 сечения. Начальное сечение выбирается в начале потока, второе — в конце. Обычно сечения выбираются по свободным поверхностям в емкостях или водоемах, на входе и выходе из насоса.
Затем проводится плоскость сравнения, положение которой в пространстве известно. Обычно эта плоскость проводится через центр тяжести нижнего сечения.
Потребный набор сложится из геометрического Z2, пьезометрического
(Р2/ρg) и скоростного напоров (υ22 /2g) во втором сечении , а также из суммарных потерь (∑h1-2) напора на преодоление сопротивлений в трубопроводе .
Z2 и (Р2/ρg) в задачах заданы.
Для определения потерь напора ∑h1-2 по Q, d и ν находится число Рейнольдса Rе и определяется режим движения жидкости. При ламинарном режиме искомый напор находится по формулам.
Hпотр=Hст+kQm, где Hст=z2+( P2/ρg )
|
При турбулентном режиме задача решается при помощи формул:
Hпотр=Hст+kQm, где k=﴾λ
| ℓ
| +Eξ﴿·
|
| (m=2)
| d
| π2d4g
|
Если неизвестен Коэффициент гидравлических сопротивлений λ, то он определяется в зависимости от зоны гидравлических сопротивлений(шероховатости):
а) для зоны гидравлически гладких труб
2300<Re<10
| d
| →λ = 0,316/ Re0,25 (формула Браузиса)
| ∆
|
б) Для шероховатых труб:
(10<
| d
| Re<500
| d
| )→ λ=0,11(68/ Re + ∆/ d)0,25–формула Альтшуля
| ∆
| ∆
|
в)для квадратичной зоны
(Re>500
| d
| )→ λ = 0,11
| (
| ∆0,25
| )
| -формула Шифринсора
| ∆
| d
|
Для нахождения необходимой мощности насоса (вариант 1 — 10) нужно знать давление, развиваемое насосом, которое находится из уравнения Бернулли:
z1+
| P1
| +
| υ21
| =z2+
| P2
| +
| υ22
| +∑h1-2 =Hпотр
| ρg
| 2g
| ρg
| 2g
|
Мощность насоса определяется: N=Р1∙Q (Вт).
Задача № 5
Вариант 1-10
Насос, оборудованный воздушным колпаком, перекачивает бензин по трубопроводу длиной ℓ, диаметром d, толщиной стенок δ в количестве Q.Плотность бензина ρ, модуль упругости бензина K=1,1·109 Па, модуль упругости материала Е=2 ·1011 Па. Определить за какое время необходимо перекрыть задвижку, чтобы ударное повышение давления было меньше 1 МПа.
Вариант 11-20
По трубопроводу длиной ℓ, диаметром d, толщиной стенок δ, соединенному с баком под напором Н, течет вода, модуль упругости которой K=2·109 Па. В некоторый момент времени происходит мгновенное перекрытие потока в конце трубопровода.
Найти скорость распространения волны гидравлического удара и величину ударного повышения давления, если труба стальная Е=2•1011 Па. Коэффициент гидравлического сопротивления λ.=0,03. Как изменится ударное повышение давления, если стальную трубу заменить чугунной тех же размеров (Е = 0,98· 1011 Па)?
Вариант 21-30
Бензин с плотностью р подается по трубопроводу длиной ℓ, диаметром d, толщиной стенок δ, с расходом Q. Необходимо определить максимальное ударное повышение давления и время закрытия концевой задвижки, при котором гидравлический удар становится непрямым.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|