Моделювання гідралічних явищ

Помощь он-лайн только по предварительной записи

Заказать или купить готовую задачу

Основи наукових досліджень

Задачі на моделювання гідралічних явищ

1.1. Встановити допустиме число Рейнольдса для автомодельної області опору моделі трубопроводу діаметром 50 мм, якщо труби: а) сталеві цільнотягнуті нові; б) сталеві цільнотягнуті ненові; в) сталеві зварні нові; г) чавунні нові; д) сталеві зварні і чавунні ненові; с) азбестоцементні ненові; ж) поліетиленові; з) бетонні та залізобетонні; і) азбестоцементні нові.

1.2. Визначити граничне зменшення лінійних розмірів моделі трубопроводу, якщо в натурному трубопроводі з діаметром D = 500 мм, витрата Q = 200 л/с при температурі 10°С. На моделі можна використовувати труби: а) сталеві цільнотягнуті нові; б) чавунні нові; в) поліетиленові; г) азбестоцементні нові; д) сталеві зварні ненові; е) сталеві зварні ненові.

Вказівка: В першому наближенні необхідно задатися лінійним масштабом моделі, потім встановити допустиме число Рейнольдса та уточнити масштаб моделі.

1.3. В натурних умовах магістральний трубопроводі при температурі t = 15°С пропускає витрату води Qн = 0,15 м3/с. Встановити максимально можливий масштаб моделі з поліетиленової труби та необхідну витрату в ній, якщо в натурних умовах труби: а) сталеві зварні ненові, D = 400 мм; б) чавунні нові, D = 350 мм; в) азбестоцементні ненові, D = 300 мм; г) сталеві цільнотягнуті ненові; д) поліетиленові, D = 300 мм; е) залізобетонні, D = 500 мм.

1.4. Моделі витратоміра (рис. 1.1), що призначений для вимірювання витрати гасу (кінематична в’язкість ν = 0,027 см2/с) випробовувався на воді (ν = 0,01 см2/с). Діаметри витратоміра в натурі Dн = 200 мм, dн = 100 мм, геометричний масштаб моделі а = 2,5, різниця п’єзометричних висот на моделі hм = 0,8 м.

Визначити витрату води на моделі Qм та різницю п’єзометричних висот hн в натурному витратомірі в умовах забезпечення динамічної подібності, якщо витрата гасу в натурних умовах Qн: а) 35 л/с; б) 32 л/с; в) 30 л/с;
г) 28 л/с; д) 25 л/с.

1.5. Ділянка водопровідної труби з рядом місцевих опорів перед установкою випробовується на повітрі (густина ρ = 1,3 кг/м3, νм = 0,15 см2/с) в лабораторії. Визначити швидкість продувки, при якій буде зберігатися в’язкісна подібність, якщо швидкість руху води (ρн = 1000 кг/м3, νн = 0,01см2/с) в трубі буде дорівнювати V = 2 м/с. Якою буде втрата тиску в натурних умовах, якщо при русі повітря вона становить Δрм: а) 6,0 кПа; б) 5,5 кПа; в) 5,0 кПа; г) 4,5 кПа; д) 4,0 кПа.

1.6. Вода протікає по трубі діаметром 25 мм із швидкістю 50 см/с. Визначити швидкість руху повітря в трубі діаметром 100 мм при умові, що обидва потоки гідродинамічно подібні, температура повітря 50°С, температура води: а) 5°С; б) 10°С; в) 15°С; г) 20°С; д) 25°С.

1.7. Вода з температурою 20°С (кінематична в’язкість ν = 0,01 см2/с) протікає по трубі діаметром 250 мм із швидкістю 1 м/с. Визначити діаметр труби моделі виходячи з умови в’язкісної подібності, якщо швидкість руху рідини на моделі не перевищує 5 м/с, а в якості робочої рідини на моделі використовується вода з температурою: а) 60°С; б) 40°С; в) 30°С; г) 20°С; д) 10°С.

1.8. Якими будуть втрати напору на 1 км довжини напірного бетонного водоводу при швидкості руху води 1 м/с, якщо втрати напору на його повітряній моделі при швидкості руху повітря 30 м/с склали 1 м? Кінематична в’язкість води νв = 1,14 · 10-4 м2/с, повітря νп = 15,1 · 10-6 м2/с, а діаметр трубопроводу в натурних умовах: а) 500 мм; б) 500 мм; в) 450 мм; г) 400 мм; д) 350 мм.

1.9. Протікання нафти по сталевому трубопроводу діаметром 500 мм досліджується на його повітряній моделі. Визначити швидкість руху повітря на моделі, якщо її діаметр дорівнює 50 мм, а швидкість протікання нафти в натурних умовах становить Vн = 1м/с при кінематичній в’язкості повітря νп = 0,15 см2/с, кінематичній в’язкості нафти νн: а) 0,02 см2/с; б) 0,25 см2/с; в) 0,30 см2/с; г) 0,35 см2/с; д) 0,40 см2/с.

1.10. Визначити мінімальну глибину та витрату води на моделі бетонного каналу (рис. 1.2), якщо ширина каналу b = 20 м, висота виступів шорсткості на моделі Δ = 0,1 см, кінематична в’язкість води νв = 10-6 м2/с, в натурних умовах витрата Q, глибина води h.

1.11. Встановити допустиме число Рейнольдса для моделі каналу (рис. 1.2), що виконана з: а) бетону при гідравлічному радіусі Rм = 0,04 м; б) бетону, Rм = 0,03 м; в) строганих дошок, Rм = 0,028 м; г) поліетилену, Rм = 0,035 м; д) бетону, Rм = 0,05 м; е) металу, Rм = 0,033 м; ж) строганих дошок, Rм = 0,05 м.

1.12. В натурних умовах канал трапецеїдального перерізу (рис. 1.3) при ширині b = 10 м, глибині hо = 1 м, коефіцієнта закладання укосів m = 1, пропускає Q = 6,0м3/с води. Встановити допустимі розміри моделі каналу при швидкості Vм ≤ 0,15 м/с та матеріалі: а) дошки гарно обстругані; б) гарне бетонування; в) поверхня оштукатурена цементним розчином; г) металева поверхня; д) емалева поверхня; е) чиста цементна поверхня.

Вказівка: Попередньо слід задатися лінійним масштабом, потім встановити гідравлічний радіус моделі Rм, швидкісну характеристику Wм, швидкісний множник См, гідравлічний коефіцієнт тертя λм. Після цього уточнити масштаб моделі та її розміри.

1.13. В натурних умовах водозлив з широким порогом (рис. 1.4) має отвір b = 2 м, та висоту Рн = 1 м. Визначити мінімальні розміри моделі цієї споруди та витрату потоку на моделі Qм, якщо витрата в натурі Qн: а) 7 м3/с; б) 6 м3/с; в) 5 м3/с; г) 4 м3/с; д) 3,5 м3/с.

1.14. Визначити розміри водобійного колодязя після перепаду (рис. 1.5) в натурних умовах при витраті потоку води Q = 1,2 м3/с, якщо на моделі колодязь має глибину 4 см та довжину 1,12 м при витраті на моделі Qм: а) 18 л/с; б) 20 л/с; в) 22 л/с; г) 24 л/с; д) 28 л/с.

1.15. Визначити напір води Н перед щитом (рис. 1.6), відкриття а та ширину щитового отвору b в натурних умовах для пропускання потоку води з витратою Q = 3 м3/с, якщо на моделі шириною bм = 0,2 м, витрата води Qм, відкриття щита ан.

1.16. Пропускна здатність водозабірної споруди (рис. 1.7) досліджується на моделі, яка виконана в масштабі а = 40 від натурних розмірів. Визначити витрату води Qн і перепад рівней верхнього та нижнього б’єфів Δzн в натурних умовах, при яких зберігається гравітаційна подібність, якщо витрата води на моделі Qм, перепад рівней Δzм.

1.17. Модель мосту через річку (рис. 1.8), що виконана в масштабі а = 60 від натурних розмірів, випробовується в лабораторії. Визначити: витрату води на моделі Qм та підпір води перед мостом Нн в натурних умовах, якщо на моделі він дорівнює 9 мм, отвір мосту в натурі b = 112 м, а витрата Qн: а) 500 м3/с; б) 450 м3/с; в) 400 м3/с; г) 350 м3/с; д) 300 м3/с.

1.18. Визначити мінімально допустимий отвір моделі безнапірної дорожньої водопропускної прямокутної труби (рис. 1.9), якщо в натурних умовах він дорівнює 4 м; напір перед трубою – 2 м, витрата Qм: а) 10 м3/с; б) 9 м3/с; в) 8 м3/с; г) 7 м3/с; д) 6 м3/с.

1.19. Модель водозабірної споруди (рис. 1.10) з сегментним затвором, що виконана в масштабі а = 20, випробовується а воді. Витрата на моделі дорівнює 10 л/с. Визначити витрату Qн та перепад рівнів Δzн в натурних умовах, якщо на моделі Δzм: а) 4 см; б) 5 см; в) 6 см; г) 7 см; д) 8 см.

1.20. Визначити максимально допустимий масштаб аmax моделі водозливної греблі (рис. 1.11), витрату Qн та напір на моделі Нм, якщо кінематична в’язкість води 10-6 м2/с, в натурних умовах витрата Qн = 250 м3/с, і напір перед греблею Нн = 1,64 м, водозливний отвір bн: а) 50 м; б) 46 м; в) 43 м; г) 40 м; д) 38.

1.21. На моделі трубчастого регулятора (рис. 1.12) з діаметром dм = 150 мм перепад рівнів верхнього та нижнього б’єфів Δzм = 10 см. Визначити витрату Qн та перепад рівнів води Δzн в натурних умовах, якщо діаметр споруди dн = 1,5 м, витрата на моделі Qм: а) 19 л/с; б) 18 л/с; в) 17 л/с; г) 16 л/с; д) 15 л/с.

1.22. Знайти максимальний масштаб amax, геометричні розміри і витрату Qм на моделі малого мосту (рис. 1.8), якщо в натурних умовах міст з отвором bн = 20 м при напорі Нн = 1,5 м пропускає витрату Qн: а) 60 м3/с; б) 55 м3/с; в) 50 м3/с; г) 48 м3/с; д) 45 м3/с.

Заказать или купить готовую задачу


Запись опубликована в рубрике Гидравлика, Задачи с метками , , , , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>