Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Вытекание жидкости из отверстий и насадок
Уравнение Бернулли 1. На какую высоту может засасываться вода из сосуда по трубе, которая подключена к узкому сечению горизонтального трубопровода, если по нему протекает расход Q = 2,7 л / с, d1 = 5 см., d2 = 2,5 см., Р1 = 7848 Н / м2 (принимаем, что вода - жидкость идеальная, = 1)
Решение: Запишем уравнение Бернулли для сечений 1 и 2: откуда: ; м. Таким образом вода поднимается на 0,65 м. 2. Жидкость следует из открытого бака в атмосферу по вертикальной трубе d = 40 мм. Определить зависимость расхода от уровня h в баке, а также при каком уровне h расход не будет зависеть от длины трубы l. потерями напора на вход в трубу пренебречь H =2 м. м. Решение: Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 относительно площади 0-0 отсюда: м/с м3/с Расход будет независим от длины трубы при следующих условиях: числитель и знаменатель должны сократиться. Это будет при значении . Действительно: Режимы движения жидкости 1.Бензин, коэффициент кинематической вязкости которого равен м2/с, перекачивается в затрубном пространстве. Внутренний диаметр внешнего трубопровода d1 = 200 мм, внешний диаметр внутреннего трубопровода d2 = 100 мм. Определить режим движения бензина, если средняя скорость его течения равна 0,5 м / с. При какой скорости будет ламинарный режим движения. Решение: Число Рейнольдса для некруглого сечения определяется по формуле:
Найдем гидравлический радиус: м. Число Рейнольдса:
Критическая скорость: м/с Гидравлические опоры. 1. Определить потери напора на трение при движении нефти в трубе диаметром d = 50 мм, длиною = 100 м. Со скоростью м / с. Кинематическую вязкостью нефти принять равной м2 / с Решение: число Рейнольдса .Режим движения ламинарный. Потери напора на трение определим по формуле Пуазейля-Гагена: м. 2. Определить потерю напора h в трубопроводе диаметром d = 257 мм и L = 1000 м при мм, если весовой расход G = 3924 кН / ч., γн = 8633 Н / м3, ν = м2 / с. Обосновать выбор расчетной формулы. Решение: Число Рейнольдса . Таким образом отрасль сопротивления переходная. Поэтому используем интерполяционную формулу для определения коэффициента гидравлического трения:
Потери напора определяем по формуле Дарси-Вейсбаха: м. м/с 3. Определить диаметр горизонтального трубопровода длиной L = 1 км, предназначающегося для пропуска расхода воды Q = 50 л / с, если напор в начале трубопровода Н = 24 м. Трубы стальные подержанные. Решение: ( допустим квадратичную область сопротивления). Тогда: с2/м6.По таблицам Шевелева ближайший диаметр d=200 мм Проверим область сопротивления: м/с (область сопротивления квадратичная). 4. Труба имеет внезапное расширение от d1 = 100 мм до d2 = 300 мм. Определить потерю напора и коэффициент местного сопротивления ζ2, отнесенные к скорости в большем сечении, если Q = 35,3 л/с. Решение: По формуле Борда-Карно имеем: м. ζ2 =64 5. По трубопроводу d1 = 200 мм, который внезапно сужается до d2 = 100 мм подается масло с плотностью ρ = 750 кг / м3. Давление в сечении первой трубы р1 = 176,58 кН / м2, а в сечении другой трубы диаметром d2 = 100 мм р2 = 147,15 кН / м2. Геометрическая высота первого сечения более плоскости сравнения, которая проходит через центр тяжести второго сечения, z = 1 м. Расход масла, которое подается по трубопроводу Q = 31,4 л / с. Определить потерю напора на внезапное сужение Решение: Запишем уравнение Бернулли для разрезов 1 и 2 для определения общих потерь напора: ε = f(n) Допустим α = 1. Тогда м Потери напора на внезапное сужение м
Расчет трубопроводов 1. Определить расход воды Q в трубопроводе, который имеет диаметр d = 250 и длину = 180 м., Если в напорном баке А отметка горизонта воды 12,0 м и в конечном пункте В отметка пьезометрической линии 7,2 м. трубе стальные, нормальные. Решение: Используем формулу Шези: ;
12
2. Определить расход воды из резервуаров А и D, если потребление воды в п.п. В и С соответственно QB = 12 л / с; QC = 18 л / с Трубе стальные подержанные
Решение: возможны два варианта: 1. оба пункта имеют снабжение водой из ближних резервуаров. При этом расход на участке ВС равен нулю. 2. Один из пунктов имеет снабжение целиком из ближнего резервуара, второй с обоих. 3. Оба пункта имеют снабжение из одного резервуара (при заданых отметках из резервуара А). 4 Из одного резервуара имеют снабжение оба пункта и второй резервуар. Решение: 1. Пьезометрические отметки НВ и HС должны быть одинаковыми. Тогда або Таким образом в первом случае имеем неровность. Первого режима не будет. 2. Пусть пункт В полностью снабжается из резервуара А, а пункт С из обеих резервуаров. Тогда, обозначив х расход из резервуара А в пункт С, имеем:
л/с. Следовательно расход из резервуара А: л/с; Расход из резервуара D: 18-7,02=10,98 л/с Потери напору: м. Область сопротивления на всех участках квадратичная. Пьезометрическая линия показана ниже: . .
3. Два резервуара с помощью двух труб AD и BD подают воду в третью трубу DC. В точке С вода свободно выливается в атмосферу. Длина труб L1 = 500 м., L2 = 300 м. L0 = 800 м. Напоры: Н1 = 30 м., Н2 = 25 м. Определить расходы Q1, Q2, Q0 в каждой трубе и напор в точке D. Трубы стальные, новые
Решение: (1) (2)
Из уравнения(1): Из уравнения (2): Последнее уравнение решаем методом подбора:
Принимаем Q0 = 0,0585 м3/с. Тоді: Отсюда м3/с м3/с м. 4. Транспортировочный расход Qш = 12 л / с распределяется как непрерывная раздача на участке трубопровода ВС. Диаметр трубопровода D = 125 мм постоянен по всей длине трубопровода АВС. LAB = 510 м. LBC = 340 м. Шероховатость труб n = 0,014, Определить потери напора от напорного бака А до пункта С.
Решение:: м м. 5. Из напорного бака, расположенного в п. А, вода вытекает в распределительную сеть, которая состоит из магистрального трубопровода и ответвлений BF, CM, CN. Определить диаметры участков магистрали и ответвлений. В узлах свободный напор 8 м.
Решение выполняется в табличной форме. Расчет магистрали:
Примечание: Диаметры участков определялись, как экономически выгодные. Расчет ответвлений: СМ: 47,98 – (25,6+8) =14,38 м. 14,38= АQ2L. c2/м6; dCM =60 мм ВF: 50,12 – (27,2+8)=14,92 м. dBF = 60 мм Гидравлический удар Справочная таблица
1. Определить напряжение в стенках деревянного трубопровода при внезапном закрытии задвижки на его конце. Начальное избыточное давление воды в трубопроводе р0=58 кН / м2. м/с., D = 300 мм δ = 25 мм. Решение: скорость распространения ударной волны: м/с; кН/м2 кН/м2; кН/м2 2. Определить через какое время, после внезапного закрытия задвижки на трубопроводе ударное давление распространится до сечения, расположенного на расстоянии 580 м от задвижки. Какова величина этого давления, если D = 250 мм., мм., Q = 81 л / с Решение: скорость распространения ударной волны: м/с.; м/с м/с кН/м2 Вытекание жидкости из отверстий и насадок 1. В сосуд, имеющий отверстие в дне (μ, ω заданные) непрерывно подается определенное количество жидкости Q. Определить какая должна быть высота сосуда, чтобы он не переполнялся. Решение: 2. В тонкой перегородке, которая разделяет бак на два отсека существует отверстие диаметром d1. С отсека II вода вытекает в атмосферу через внешнюю круглоцилиндрическую насадку диаметром d2. Учитывая, что движение жидкости устойчивое, определить расход и напоры Н, h1 i h2, если известен напор Н. Скоростью воды в баке пренебрежем. d1 = 20 см., d2 = 15 см., H = 3 м. Решение: Расход, который вытекает из отсека I в отсек II через отверстие d1: через отверстие d2 H = h1 + h2
м3/с 3.
В дне полушария радиусом R = 50 см. Имеется отверстие площадь сечения которого ω = 0,2 см2. Определить время τ, за которое вода вытечет из полушария. Решение:
Литература
1. Р.Р.Чугаєв. Гідравліка. Л., 1982 р. 2. Ф.В.Альтшуль. Гідравліка та аеродинаміка. М., 1987 р. 3. Ю.М.Константінов. Гідравліка. Київ, «Вища школа» 2002 р. 4. Л.Г.Сльоз. Навчальний посібник «Технічна механіка рідини і газу». Макіївка 2003 р 5. Сльоз Л.Г., Нездоймінов В.І., Рожков В.С., Зайченко Л.Г. Навчальний посібник «Технічна механіка рідини і газу» Макіївка,2010 р.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 354. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |