Задачи по курсу процессов а аппаратов химической технологии

Помощь он-лайн только по предварительной записи

Р.147

Решение задач по гидравлике

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Задача 1.12

По трубам теплообменника, состоящего из 379 труб диаметром 16×1,5 мм, проходит азот в количестве 6400 м3/ч (считая при 0 °C и 760 мм рт. ст.) под давлением pизб = 3 кгс/см2. Азот входит в теплообменник при 120 °C, выходит при 30 °С. Определить скорость азота в трубах теплообменника на входе и на выходе.

Задача 2.1

Насос перекачивает 30%-ную серную кислоту. Показание манометра на нагнетательном трубопроводе 1,8 кгс/см2 (~ 0,18 МПа), показание вакуумметра (разрежение) на всасывающем трубопроводе перед насосом 29 мм рт. ст. Манометр присоединен на 0,5 м выше вакуумметра. Всасывающий и нагнетательный трубопроводы одинакового диаметра. Какой напор развивает насос?

Задача 2.2

Насос перекачивает жидкость плотностью ρ = 960 кг/м3 из резервуара с атмосферным давлением в аппарат, давление в котором составляет pизб = 37 кгс/см2, или ~ 3,7 МПа (см. рис. 2.1). Высота подъема 16 м. Общее сопротивление всасывающей и нагнетательной линий 65,6 м. Определить полный напор, развиваемый насосом.

2.1

Задача 2.3

Определить к. п. д. насосной установки. Насос подает 380 дм3/мин мазута относительной плотности 0,9. Полный напор 30,8 м. Потребляемая двигателем мощность 2,5 кВт.

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)


Рубрика: Гидравлика, Задачи, Термодинамика и теплотехника | Метки: , , | Добавить комментарий

Вода подается по чугунному трубопроводу в водоем

РИр.1

Задач, которых нет, Вы можете заказать

Партнерская программа

Задача 1

Определить приведенную пьезометрическую высоту поднятия воды hх в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показание открытого пьезометра h, расстояния от точки В до свободной поверхности жидкости в резервуаре h1, а точка А расположена выше точки В на величину h2 (рис. 1.1). Атмосферное давление pатм = 98,1 кПа, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3.

1.1

Купить задачу 1

Задача 2

Закрытый резервуар с водой снабжен открытым и закрытым пьезометрами (рис. 1.2). Определить приведенную пьезометрическую высоту поднятия воды hх в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показание открытого пьезометра h, уровень воды в открытом пьезометре выше уровня воды в сосуде на величину h1, а точка А расположена выше точки В на величину h2. Атмосферное давление pатм = 98,1 кПа, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3.

1.2

Купить задачу 2

Задача 3

Определить абсолютное гидростатическое давление в точке А закрытого резервуара с водой (рис. 1.3), если высота столба ртути в трубке дифманометра h, а линия раздела между ртутью и водой расположена ниже точки В на величину h1, точка В – выше точки А на величину h2. Атмосферное давление pат = 98,1 кПа, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3, удельный вес ртути γр = 133,4 кН/м3.

1.3

Купить задачу 3

Задача 4

Закрытый резервуар снабжен дифманометром, установленным в точке В, и закрытым пьезометром (рис. 1.4). Определить приведенную пьезометрическую высоту поднятия пресной воды hx в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если высота столба ртути в трубке дифманометра h, а точка А расположена на глубине h1 от свободной поверхности. Атмосферное давление pатм = 98,1 кПа, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3, удельный вес ртути γр = 133,4 кН/м3.

1.4

Купить задачу 4

Задача 5

Определить высоту подъема жидкости в пьезометре hх если высота столба ртути в трубке дифманометра h1, а точка А расположена на глубине h2 от свободной поверхности (рис. 1.5). Атмосферное давление pатм = 98,1 кПа, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3.

1.5

Купить задачу 5

Задача 6

К двум резервуарам А и В, заполненным водой, присоединен дифференциальный ртутный манометр (Рис. 1.6). Составить уравнение равновесия относительно плоскости равного давления и определить разность давлений в резервуарах А и В, если расстояние от оси резервуара до мениска ртути равны h1 и h2. Удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3, удельный вес ртути γр = 133,4 кН/м3.

1.6

Купить задачу 6

Задача 7

Определить разность показаний ртутного дифманометра hx, составив уравнение равновесия относительно плоскости равного давления. Дифманометр подключен к двум закрытым резервуарам с водой (рис. 1.7), давление в резервуаре А равно pА, а в резервуаре ВpВ. Удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3, удельный вес ртути γр = 133,4 кН/м3.

1.7

Купить задачу 7

Задача 8

Резервуары А и В частично заполнены водой разной плотности и газом, причем, к резервуару А подключен баллон с газом (рис. 1.8). Какое необходимо создать давление p0 в баллоне, чтобы получить давление pВ на свободной поверхности в резервуаре В, если высота столба ртути в трубке дифманометра h, а расстоянии от оси резервуаров до мениска ртути равны h1 и h2? Удельный вес ртути γр = 133,4 кН/м3, плотность воды в резервуаре А – ρА = 998 кг/м3, в резервуаре В – ρВ = 1029 кг/м3.

1-8

Купить задачу 8

Задача 9

К двум резервуарам А и В заполненным нефтью, присоединен дифференциальный ртутный манометр (рис. 1.9). Определить разность давлений в точках А и В, составив уравнение равновесия относительно плоскости равного давления. Разность показаний манометра h1h2 = h. Удельный вес ртути γр = 133,4 кН/м3, нефти – γн = 8,83 кН/м3.

1.9

Купить задачу 9

Задача 10

Резервуары А и В частично заполнены водой и газом (рис. 1.10). Определить избыточное давление газа на поверхности воды закрытого резервуара В, если избыточное давление на поверхности воды в закрытом резервуаре А равно pА, разность уровней ртути в двухколенном дифманометре h, мениск ртути в левой трубке манометра ниже уровня воды на величину h1, в правой трубке – h3 = 0,25h1, высота подъема ртути в правой трубке манометра h2. Пространство между уровнями ртути в манометре заполнено этиловым спиртом. Удельный вес ртути γр = 133,4 кН/м3, воды γв = 9,81 кН/м3, этилового спирта γс = 7,74 кН/м3.

1.10

Купить задачу 10

Задача 11

Определить сжимающее усилие P1 гидравлического пресса с диаметрами поршней D и d (рис. 2.1), используемого для получения виноградного сока, если к малому поршню приложена сила P.

2.1

Купить задачу 11

Задача 12

При ремонте сельскохозяйственных машин и оборудования широко используется гидравлический домкрат, принципиальная схема которого приведена на рис. 2.2. Определить усилие P, которое необходимо приложить к малому поршню, чтобы поднять груз весом G. Диаметрами поршней D и d.

2.2

Купить задачу 12

Задача 16

Определить давление пара p в цилиндре поршневого парового насоса (рис. 2.6), необходимое для подачи воды на высоту H = 60 м, если диаметры цилиндров D и d.

2.6

Купить задачу 16

Задача 17

Для повышения гидростатического давления применяется мультипликатор – повыситель давления (рис. 2.7), давление на входе которого p1 = 20 кПа, а диаметры поршней D и d. Определить давление жидкости p2 на выходе из мультипликатора.

2-7

Купить задачу 17

Задача 18

Для накопления энергии используется грузовой гидравлический аккумулятор (рис. 2.8), вес плунжера которого равен G, диаметр – D. Определить запасаемую аккумулятором энергию при ходе плунжера H = 6 м.

2.8

Купить задачу 18

Задача 22

Плоский квадратный щит установлен с углом наклона к горизонту α (рис. 3.2). Глубина воды перед щитом – h1, за щитом h2, ширина щита – b. Определить силу избыточного гидростатического давления и центр давления жидкости на щит. Удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3.

3-2

Купить задачу 22

Задача 23

Для сброса излишков воды используется донный водовыпуск, прямоугольный затвор которого имеет размеры a и b (рис. 3.3). Глубина воды от ее свободной поверхности до нижней кромки затвора h1, угол наклона затвора α, плотность воды ρ = 1000 кг/м3. Определить силу абсолютного гидростатического давления жидкости на затвор водовыпуска.

3.3

Купить задачу 23

Задача 27

Прямоугольный щит перекрывает отверстие в теле плотины (рис. 3.7). Щит установлен с углом наклона α, имеет высоту a, ширину b и толщину c = 0,25b. Нижняя кромка щита находится в воде на глубине h1, масса щита m = 2 т. Определить силу тяги T, которая необходима для поднятия щита вверх, принимая коэффициент трения скольжения его направляющих f = 0,3. Удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3.

3-7

Купить задачу 27

Задача 29

Для создания подпора в реке применяется плотина Шануана (рис. 3.9), представляющая собой плоский прямоугольный щит, который может вращаться вокруг горизонтальной оси О. Угол наклона щита α, глубина воды перед щитом h1, а за щитом – h2. Определить положение оси вращения щита (х0), при котором в случае увеличения верхнего уровня воды выше плотины, щит опрокидывался бы под ее давлением.

3.9

Купить задачу 29

Задача 30

Ирригационный канал перегораживается плоским квадратным наклонным щитом шириной a (рис. 3.10). Угол наклона щита α, глубина воды перед щитом h1, a за ним – h2, вес щита G = 20 кН. Определить, пренебрегая трением в шарнире, начальную силу тяги T, которую необходимо приложить для подъема щита.

3-10

Купить задачу 30

Задача 32

Из источника А вода подается в разветвленную сеть (рис. 4.2). Магистральный трубопровод имеет последовательные участки длиной L, диаметрами d, d/2, d/3 и параллельные ветви, имеющие диаметры d/2. На одном из участков имеется путевой объемный расход воды q. По ответвлению вода подается в резервуар, который связан посредством сифонного трубопровода с другим резервуаром. Разница уровней в резервуарах H. Сифонный трубопровод выполнен с углами поворота α и β, имеет сетку с обратным клапаном. От нижнего резервуара отходит трубопровод с толщиной стенок e, в котором перед закрытием задвижки имеется давление p0. Трубы в сети чугунные.

Требуется:

  1. Определить распределение расхода в ветвях трубопровода с объемным расходом Q1 на параллельных участках.
  2. Определить потери напора на последовательных участках трубопровода с объемным расходом Q2.
  3. Определить, при какой начальной скорости υ0 движения воды в чугунном трубопроводе давление при мгновенном закрытии задвижки достигнет величины p.
  4. Определить диаметр сифона.

4.2

 

Купить задачу 32

Задача 33

В тепличном комбинате стальные трубопроводы для подачи питательного раствора (кинематическую вязкость ν принять равной 0,01 см2/с) разветвляются на три участка: последовательный с объемным расходом Q2, параллельный с объемным расходом Q1 и участок с объемным расходом Q, в конце которого установлена задвижка (рис. 4.3). Резервуары с питательным раствором сообщаются посредством сифона с углами поворота α и β. Движение в сифоне происходит с разностью напоров – Н. Последовательные и параллельные участки трубопроводов имеют длину L, диаметры d, d/2, d/3, d/4. На одном из участков имеется путевой объемный расход q.

Требуется:

  1. Определить повышение давления Δр в стальном трубопроводе длиной L, с толщиной e и объемным расходом Q.
  2. Определить распределение расхода в параллельных ветвях участка.
  3. Определить объемный расход в сифоне.
  4. Определить потери напора h1, h2, h3 на последовательных участках трубопровода, имеющего объемный расход Q2.

4.3

 

Купить задачу 33

Задача 34

Из пункта А (рис. 4.4) вода подается по чугунному трубопроводу в открытые емкости с разницей между верхней и нижней отметками – Н. Емкости сообщаются посредством сифона, выполненного из чугунных труб с углами поворота α и β. Трубопровод с объемным расходом Q2 состоит из последовательных участков каждый длиной L и диаметрами d, d/2, d/4. Параллельный участок состоит из двух ветвей каждая длиной L и диаметром d/2.От нижней емкости отходит чугунный трубопровод, заканчивающийся задвижкой.

Требуется:

  1. Определить потери напора по длине трубопровода при последовательном соединении.
  2. Определить распределение расхода в трубопроводе на участках при параллельном соединении.
  3. Определить напряжение σ в стенках толщиной е чугунного трубопровода диаметром d при внезапном его закрытии, если начальное избыточное давление в трубопроводе – р0, начальная скорость – V0.
  4. Определить диаметр сифона при заданном объемном расходе Qсиф.

4.4

 

Купить задачу 34

Задача 35

Из нефтехранилища А (рис. 4.5) нефть подается в накопительный резервуар, где поддерживается постоянный уровень. Из резервуара-накопителя нефть поступает в приемный резервуар под напором Н при помощи сифонного нефтепровода, причем труба отходит под углом α и имеет острые входные кромки. Сифонный чугунный трубопровод в верхней точке имеет плавный поворот на угол β. От хранилища А по чугунному трубопроводу нефть подводится к двум параллельным ветвям каждая длиной L и диаметром d/2. Система последовательно соединенных трубопроводов состоит из двух участков каждый длиной L, диаметрами d, d/2. Третий участок, кроме транзитного объемного расхода Q1 имеет равномерно распределенный путевой объемный расход q.

Требуется:

  1. Определить объемный расход в сифоне при заданном диаметре d.
  2. Определить повышение давления Δp в чугунном трубопроводе с толщиной стенки e при объемном расходе Q.
  3. Определить потери напора по длине нефтепровода на участках последовательного соединения с объемным расходом Q2.
  4. Определить распределение расхода нефти на параллельных участках нефтепровода, если объемный расход в конце его Q1.

4.5

 

Купить задачу 35

Задача 36

Водораспределительная сеть, выполненная из чугунных трубопроводов, состоит из последовательных и параллельных участков, двух резервуаров, сообщающихся при помощи сифона, и отходящего от нижнего резервуара чугунного трубопровода с задвижкой (рис. 4.6). Один из последовательных участков имеет путевой объемный расход q. Горизонты уровней в резервуарах разнятся на величину H. Сифонный трубопровод с углами поворота α и β имеет обратный клапан с сеткой и пропускает объемный расход Qсиф.

Требуется:

  1. Определить распределение объемного расхода Q1 в трубопроводах при параллельном соединении.
  2. Определить диаметр сифона.
  3. Определить потери напора по длине последовательно соединенных участков трубопровода, пропускающего объемный расход Q2.
  4. Определить начальную скорость V0 в чугунном трубопроводе с толщиной стенок e, если после внезапного закрытия задвижки давление перед задвижкой будет p, а перед закрытием давление было p0.

4.6

 

Купить задачу 36

Задача 38

Из водоисточника А (рис. 4.8) вода подается в накопительный резервуар, где поддерживается постоянный уровень. Из резервуара-накопителя вода поступает в приемный резервуар при помощи стального сифонного водопровода, имеющего углы поворота α и β. Стальной трубопровод диаметром d, отходящий от нижнего резервуара, заканчивается задвижкой. Система последовательно соединенных трубопроводов с длиной L и диаметрами d, d/2, d/3, d/4 пропускает транзитом из источника А объемный расход Q2 к потребителю. Система трубопроводов с параллельными ветвями заканчивается последовательным участком с равномерно распределенным путевым объемным расходом q.

Требуется:

  1. Определить повышение давления Δp в трубопроводе диаметрами d, длиной L, имеющем толщину стенок e, при внезапном закрытии задвижки, если объемный расход составляет Q.
  2. Определить диаметр сифона, пропускающего объемный расход Qсиф.
  3. Определить распределение расхода в трубопроводах с параллельным соединением.
  4. Определить потери напора на участках трубопровода при последовательном соединении.

4.8

 

Купить задачу 38

Задача 39

Два хранилища с керосином сообщаются со стальным сифоном, имеющим длину L и диаметр d (рис. 4.9). Отметки уровней керосина в хранилищах отличаются на величину Н. От нижнего хранилища отходит стальная труба диаметром d с задвижкой и толщиной стенок е. От пункта А отходят стальные трубопроводы с последовательным и параллельным соединением, имеющие объемные расходы соответственно Q2 и Q1. На втором участке последовательного соединения производится равномерная путевая раздача воды q.

Требуется:

  1. Определить объемный расход в сифоне при заданном диаметре.
  2. Определить потери напора на участках с последовательным соединением.
  3. Определить, при какой начальной скорости V0 движения керосина в стальном трубопроводе давление при мгновенном закрытии задвижки достигает величины р, если перед закрытием задвижки в трубопроводе – давление р0.
  4. Определить распределение расхода в параллельных ветвях трубопровода.

4.9

 

Купить задачу 39

Задача 40

Из источника А (рис. 4.10) вода подается по чугунному трубопроводу в водоем, где поддерживается постоянный уровень и который сообщен с другим водоемом посредством сифона. Чугунный сифон имеет диаметр d и углы поворота α и β. От второго водоема отходит чугунный трубопровод диаметром d с толщиной стенки е, в котором перед закрытием задвижки создается давление p0. Другой участок системы водоснабжения имеет трубопроводы с параллельным и последовательным соединениями. Путевой объемный расход в конце последовательного участка составляет q.

Требуется:

  1. Определить распределение расхода в параллельных ветвях трубопровода.
  2. Определить потери напора в последовательно соединенных трубопроводах.
  3. Определить объемный расход в сифоне Q.
  4. Определить напряжение σ в стенках трубопровода при внезапном закрытии задвижки, если до закрытия вода в нем двигалась со скоростью V0.

4.10

 

Купить задачу 40

Задача 41

Из открытого резервуара при постоянном напоре H1 вытекает вода с одной стороны в атмосферу по короткому трубопроводу диаметром d1 и длиной l1 с диффузором на конце, площадь живого сечения которого за расширением ω2 = 2ω1 с другой стороны через затопленный внешний цилиндрический насадок (насадок Вентури) диаметром dн и длиной lн = 5d1 в другой резервуар. Разность уровней в резервуарах Н. Температура воды t = 50 °С.

Определить:

  1. Скорость истечения υ2 и расход воды по короткому трубопроводу Q2, если коэффициент сопротивления задвижки ξз = 2,5, диффузора ξдиф = 0,9. Коэффициент гидравлического трения определить по заданной шероховатости стенок трубы Δ = 1 мм.
  2. Расход через насадок диаметром dн и длиной lн, если коэффициент расхода насадка μ = 0,82.
  3. Сравнить расход воды через насадок с расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент расхода для отверстия μ = 0,62.

5.1

 

Купить задачу 41

Задача 42

К открытому резервуару подсоединены короткий стальной трубопровод, состоящий из двух участков длиной l1 и l2, диаметрами d1 и d2 и внутренний цилиндрический насадок (насадок Борда) диаметром dн и длиной lн = 5dн (рис. 5.2). Истечение по короткому трубопроводу происходит в атмосферу под постоянным напором H1, коэффициент сопротивления крана принять равным ξкр = 3.

Определить:

  1. Скорость и расход воды, вытекающей из трубопровода при температуре воды t = 10 °C.
  2. Расход через насадок при разности уровней в резервуарах H, если коэффициент расхода насадка μн = 0,71.
  3. Сравнить расход воды через насадок с расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент расхода для отверстия μ = 0,62.

5.2

 

Купить задачу 42

Задача 43

К закрытому резервуару, на свободной поверхности которого действует манометрическое давление pм, подсоединены чугунный трубопровод переменного сечения с диаметрами d1, d2 заканчивающимся соплом диаметром dс = d1, и конически сходящийся насадок с диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн. Трубопровод и насадок подсоединены на глубине H1. На первом участке длиной l1 установлен вентиль, коэффициент сопротивления которого ζв = 4. Длина второго участка l2. Коэффициент сопротивления сопла ζс = 0,06, сжатие струи на выходе из сопла отсутствует (рис. 5.3).

Определить:

  1. Скорость истечения V и расход Q вытекающий из сопла воды при температуре t = +10 °С и постоянном напоре H1.
  2. Расход воды через затопленный насадок при разности уровней в резервуарах H, если коэффициент расхода насадка μн = 0,94.
  3. Сравнить расход воды, проходящий через насадок с расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент расхода для отверстия μ = 0,62.

5.3

 

Купить задачу 43

Задача 44

Истечение происходит из открытого резервуара при постоянном напоре воды H1 по короткому трубопроводу переменного поперечного сечения с диаметрами d1 и d2 в атмосферу и из конически расходящегося насадка с диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн под уровень (рис. 5.4). Разность уровней – H2 = 1,5 м.

На втором участке трубопровода имеются два колена с плавным поворотом, коэффициент сопротивления каждого ξк = 0,15, и задвижки, коэффициент сопротивления которой ξз = 8,0. Коэффициент гидравлического трения на первом участке длиной l1 принять равным λ1 = 0,04, на втором участке длиной l2 – λ2 = 0,025.

Определить:

  1. Скорость истечения V2 и расход Q2 через трубопровод.
  2. Скорость истечения и расход через затопленный конически расходящийся насадок, если коэффициент скорости и коэффициент расхода насадка равны и составляют φн = μн = 0,45.
  3. Сравнить скорость и расход через насадок со скоростью и расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент скорости для отверстия φ = 0,97, а коэффициент расхода μ = 0,62.

5.4

 

Купить задачу 44

Задача 45

Из открытого резервуара по короткому стальному трубопроводу постоянного поперечного сечения d1 и длиной l1, который заканчивается соплом диаметром dс = 0,5d1, вытекает вода при t = +30 °C в атмосферу. Истечение происходит под напором H1 (рис. 5.5). Коэффициент сопротивления крана принять равным ξк = 2,5. С другой стороны к резервуару подсоединен коноидальный насадок диаметром выходного сопла dн и длиной lн = 5dн.

Определить:

  1. Скорость истечения из сопла Vс и расход воды по короткому трубопроводу Qс.
  2. Расход воды через затопленный коноидальный насадок при разности уровней в резервуарах H, если коэффициент расхода насадка μ = 0,97.
  3. Сравнить расход воды через насадок с расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент расхода для отверстия μ = 0,62.
  4. 5-5

Купить задачу 45

Задача 46

Вода при температуре t = 15 °C из резервуара А подается в резервуар В по трубопроводу, состоящему из двух участков длиной l1 и l2 диаметрами d1 и d2. Коэффициент гидравлического трения принять равным λ = 0,03. С другой стороны на том же уровне к резервуару А подсоединен внешний цилиндрический насадок (насадок Вентури) диаметром dн и длиной lн = 5dн (Рис. 5.6).

Определить:

  1. Напор H1, который нужно поддерживать в баке A, чтобы наполнить бак В, объемом Wв = 18 м3 за 30 мин. Коэффициент гидравлического трения принять равным λ = 0,03. Коэффициент потерь при входе в трубу принять равным ζвх = 0,5.
  2. Скорость истечения воды через насадок в предположении, что в резервуаре А находится вода под напором H1 определенным из предыдущего условия. Коэффициент скорости насадка φн принять равным φн = 0,82.
  3. Сравнить скорость истечения из насадка со скоростью истечения через отверстие в тонкой стенке того же диаметра, если φотв = 0,62.

5.6

 

Купить задачу 46

Задача 47

Вода при температуре t = 20 °C из резервуара А подается в резервуар В со скоростью V = 0,5 м/с по стальному трубопроводу диаметром d1 и длиной l1. Уровень воды в баке А поддерживается постоянным. Коэффициенты сопротивления: входа в трубу ζвх = 0,5; крана ζкр = 1,5; колена без закругления ζкол1 = 0,25; колена с закруглением ζкол2 = 0,14. На глубине H1 к резервуару подсоединен внутренний цилиндрический насадок (насадок Борда) диаметром dн и длиной lн = 5dн (рис. 5.7).

Определить:

  1. Время заполнения водой резервуара В объемом Wв = 1,15 м3 и потери напора в трубопроводе.
  2. Скорость истечения воды из насадка, если коэффициент скорости для насадка φн = 0,71.
  3. Сравнить скорость истечения из насадка со скоростью истечения из отверстия в тонкой стенке того же диаметра, если φот = 0,62.

5.7

 

Купить задачу 47

Задача 48

Из резервуара А, заполненного водой на высоту H1, и находящегося под манометрическим давлением pм, вода подается по стальному трубопроводу длиной l1 и диаметром d1 в резервуар В на высоту H. К резервуару А на глубине H1 подсоединен конически сходящийся насадок с диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн (рис. 5.8). Коэффициенты сопротивлений задвижки ξз = 9,0; каждого колена с закруглением ξк = 0,25; коэффициент гидравлического трения λ = 0,04. Кинематическая вязкость воды ν = 1,24 · 10-6 м2/с. Скоростным напором и изменением уровня в баке В пренебречь.

Определить:

  1. Режим течения, расход Q и скорость протекающей по трубопроводу воды.
  2. Скорость и расход, проходящий через конически сходящийся насадок, если коэффициент скорости для насадка φн = 0,96, а коэффициент расхода μн = 0,94.
  3. Сравнить скорость и расход воды через насадок со скоростью и расходом через отверстие в тонкой стенке такого же диаметра, если коэффициент скорости для отверстия φ = 0,97, а коэффициент расхода μ = 0,62.

5.8

 

Купить задачу 48

Задача 50

Вода при температуре t = 20 °C подается из резервуара А в резервуар В по короткому трубопроводу, состоящему из двух участков длиной l1 и l2 диаметрами d1 и d2. Разность уровней в резервуарах равна H. На глубине H1 к резервуару А подсоединен коноидальный насадок диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн (рис. 5.10).

Определить:

  1. Расход Q, поступающий в резервуар В по короткому трубопроводу, если коэффициент сопротивления крана ζкр = 4,2, коэффициент гидравлического трения λ = 0,032.
  2. Расход воды через коноидальный насадок, если коэффициент расхода насадка μн = 0,97.
  3. Сравнить расход через коноидальный насадок с расходом через отверстие в тонкой стенке, если коэффициент для отверстия μ = 0,62.

5.10

 

Купить задачу 50

Задач, которых нет, Вы можете заказать

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , , , , | Добавить комментарий

Давление в цилиндре гидравлического пресса

Каз

Решение задач по гидравлике

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Задача 1

Определить давление p1, необходимое для удержания штоком трехпозиционного гидроцилиндра нагрузки F (кН) (см. рисунок 1); давление p2 = p3 (кПа); диаметры: D (мм), d (мм) (см. таблицу 1).

1_37_42

Задача 2

Давление в цилиндре гидравлического пресса повышается в результате нагнетания в него жидкости ручным поршневым насосом и сжатия ее в цилиндре (рисунок 2). Определить число двойных ходов поршня ручного насоса, необходимое для увеличения силы прессования детали А от 0 до 0,8 МН, если диаметры поршней: D (мм), d (мм); ход поршня ручного насоса 30 мм; объемный модуль упругости жидкости К (МПа); объем жидкости в прессе V (л). Чему равно максимальное усилие F на рукоятке насоса при ходе нагнетания, если значения b/а даны в таблице 2?

2_37_42

Задача 1

На рисунке 1 представлена конструктивная схема гидрозамка, проходное сечение которого открывается при подаче в полость А управляющего потока жидкости с давлением py. Определить, при каком минимальном значении py толкатель поршня сможет открыть шариковый клапан, если известно: предварительное усилие пружины 2 F (H); D (мм), d (мм), p1 (МПа), p2 (МПа) (см. таблицу 1). Силами трения пренебречь.

1_43_48

Задача 2

Определить минимальное значение силы F, приложенной к штоку, под действием которой начнется движение поршня диаметром D (мм), если сила пружины, прижимающая клапан к седлу, равна F0 (H), а давление жидкости p2 (МПа) (см. рисунок 2). Диаметр входного отверстия клапана (седла) d1 (мм). Диаметр штока d2 (мм), давление жидкости в штоковой полости гидроцилиндра p1 (МПа). Числовые значения величин представлены в таблице 2.

2_43_48

Задача 1

В системе дистанционного гидроуправления необходимо обеспечить ход h поршня В равным ходу l1, поршня А, т.е. l1 = l2 = l (мм). Поршень В диаметром d (мм) должен действовать на рычаг С с силой F2 (кН). Цилиндры и трубопровод заполнены маслом с модулем упругости К (МПа). Объем масла, залитого при атмосферном давлении, V (см3) (см. таблицу 1). Определить диаметр D поршня А и силу F1, приложенную к поршню А. Упругостью стенок цилиндров и трубок, а также силами трения поршней о стенки цилиндров пренебречь.

1_49_54

Задача 2

Определить объем гидроаккумулятора V = V1 + V2, обеспечивающего выпуск штока гидроцилиндра против действия нагрузки F (кН) (см. рисунок 2). Диаметры: цилиндра D (мм); штока d (мм); ход штока L (мм); давление на сливе рс (МПа). Процесс расширения воздуха считать изотермическим, максимальное давление в системе рmax (МПа) (см. таблицу 2).

2_49_54

Задача 1

Определить силу давления на коническую крышку горизонтального цилиндрического сосуда диаметром D, заполненного жидкостью Ж (рисунок 1). Показание манометра в точке его присоединения составляет pм. Показать на чертеже вертикальную и горизонтальную составляющие, а также полную силу давления. Исходные данные представлены в таблице 1.

1_50

Задача 2

Поршень диаметром D движется равномерно вниз в цилиндре, подавая жидкость Ж в открытый резервуар с постоянным уровнем (рисунок 2). Диаметр трубопровода d, его длина l. Когда поршень находится ниже уровня жидкости в резервуаре на H, потребная для его перемещения сила равна F. Определить скорость поршня и расход жидкости в трубопроводе. Коэффициент гидравлического трения трубы принять λ = 0,03. Коэффициент сопротивления входа в трубу ζвх = 0,5. Коэффициент сопротивления выхода в резервуар ζвых = 1,0. Исходные данные приведены в таблице 2.

2_50

Задача 1

В системе гидропривода жидкость поступает от насоса в гидроцилиндр. Жидкость в полости 1, поршень и жидкость в полости 2 движутся как одно целое со скоростью ϑ.

Дано: диаметр поршня D, диаметр штока dшт, диаметр сливного трубопровода dтр, подача насоса Q.

Определить:

  1. Скорость движения ϑ.
  2. Скорость движения жидкости в сливном трубопроводе ϑтр.

1_19

Задача 2

Определить силу F, которую нужно приложить к хвостовику клапана распределительного устройства объемного гидропривода для отрыва его от седла, если усилие затяжки пружины Fпр, давление в полости подвода жидкости к клапану p1, в полости отвода жидкости p2 (рисунок 2). Силы трения покоя и вес клапана не учитывать. Исходные данные приведены в таблице 2.

2_19

Задача (П1: Варианты 10, 19, 31, 36, 46, 84, 93; П2: Варианты 2, 7, 18, 24, 33, 34, 41, 46, 47, 50, 55)

На схеме изображена система, состоящая из гидробака (резервуара) и трубы переменного или постоянного сечения. Движение жидкости плотностью ρ происходит под действием давления, создаваемого баком. Согласно варианта определите:

  1. Скорость истечения жидкости, расход и потери напора вдоль трубы, предполагая турбулентное движение.
  2. Постройте линию полных напоров и пьезометрическую линию (в масштабе).
  3. Выполните проверку правильности результатов расчета.
  4. Уточните режим движения жидкости в трубе, если кинематический коэффициент вязкости ν, м2/с.

2

5 37_42 84

1_3 1_4 1_6 1_12 2.1 2_2 2_3 2_4 2_6 2_8 2_9 2_10

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , , , | Добавить комментарий

Задачи по гидромеханике

Р.54.2

Задач, которых нет, Вы можете заказать

Партнерская программа

Задача 1.6.1

Определить, каким прибором следует измерять давление в баке, заполненном маслом, и показание этого прибора (в ат), установленного на глубине h = 1,2 м, если показание U-образного ртутного манометра, установленного на поверхности масла, hрт = 200 мм. Принять плотность масла ρмасл = 900 кг/м3 (рис. 1.5).

1.5

Купить задачу 1.6.1

Задача 1.6.2

Определить показание U-образного ртутного манометра (hрт), подключенного к резервуару с маслом на глубине h = 0,8 м, если показание пружинного манометра, установленного на глубине h1 = 1,2 м, pман = 0,15 ат. Принять поправку ртутного манометра а = 0,3 м, плотность масла ρмасл = 900 кг/м3, плотность ртути ρрт = 13,6 • 103 кг/м3 (рис. 1.6).

1.6

Купить задачу 1.6.2

Задача 1.6.3

Определить давление (p0) на поверхности бензина в закрытом резервуаре и показание мановакуумметра (pмв), установленного на глубине h = 1,5 м, если показание U-образного ртутного манометра hрт = 400 мм. Принять глубину h1 = 1,0 м, плотность бензина ρбенз = 720 кг/м3 (рис. 1.7).

1.7

Купить задачу 1.6.3

Задача 1.6.4

Определить абсолютное давление на поверхности бензина в закрытом резервуаре (pабс), а также показание мановакуумметра (pмв в бар), установленного на глубине h1 = 1,6 м при заданных величинах h = 0,5 м, hрт = 300 мм, атмосферное давление pа = 740 мм рт. ст. Принять плотность бензина ρбенз = 720 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3. Давлением воздуха в U-образном ртутном манометре можно пренебречь (рис. 1.8).

1.8

Купить задачу 1.6.4

Задача 1.6.5

Определить, каким прибором (манометром или вакуумметром) следует измерить давление газа в баллоне по показанию (h) двухжидкостного чашечного манометра, заполненного водой и ртутью (ρрт = 13,6 · 103 кг/м3), если H = 0,6 м; h = 100 мм; Δh = 40 мм. Показание прибора представить в ат (рис. 1.9).

1.9

Купить задачу 1.6.5

Задача 1.6.6

Определить абсолютное давление воздуха в резервуаре В, если показание манометра, установленного по центру резервуара А, заполненного маслом, рман = 0,12 ат, высоты уровней масла и ртути в U-образном ртутном дифференциальном манометре hм = 600 мм; hрт = 200 мм (рис. 1.10).

Принять плотность масла ρмасл = 900 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3.

1.10

Купить задачу 1.6.6

Задача 1.6.7

Определить разность давлений (в ат) в центрах трубопроводов А и В, заполненных водой и маслом, если высоты уровней воды и масла в U-образном ртутном дифференциальном манометре: hв = 500 мм; hм = 400 мм (рис. 1.11).

Принять плотности масла ρмасл = 900 кг/м3, ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3.

1.11

Купить задачу 1.6.7

Задача 1.6.8

Два сосуда наполнены разнородными жидкостями – маслом и керосином. На поверхности жидкостей в сосудах действует давление р1 и р2.

Найти разность этих давлений, если показание U-образного ртутного манометра h = 100 мм, высота уровня масла H = 500 мм, превышение уровня керосина над водой ∆h = 40 мм. Принять плотности жидкостей: масла ρмасл = 900 кг/м3; керосина ρкер = 800 кг/ м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3 (рис. 1.12).

1.12

Купить задачу 1.6.8

Задача 1.6.9

Из открытого резервуара C через трубу B вода поднята в резервуар A с глубиной заполнения h = 0,5 м. Давление воздуха на поверхности воды в резервуаре A измерено U-образным ртутным манометром, показание которого hрт = 200 мм (рис. 1.13). Определить высоту воды H в трубе В. Принять плотность ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3.

1.13

Купить задачу 1.6.9

Задача 1.6.10

Определить давление рx (в бар) в центре сосуда с бензином, если показание манометра, включённого на уровне центра сосуда с водой pман = 0,12 ат, высоты уровней жидкостей: h1 = 400 мм; h2 = 200 мм.

Центры резервуаров находятся на одном уровне. Принять плотность бензина ρбенз = 720 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3; (рис. 1.14).

1.14

Купить задачу 1.6.10

Задача 1.6.11

Определить показание манометра рман (в ат), установленного на маслопроводе диаметром d = 200 мм, если абсолютное давление в воздушном резервуаре рабс = 0,9 ат. Между воздушным резервуаром и маслопроводом подключен U-образный ртутный манометр, показание которого hрт = 200 мм. Высота столба масла от оси маслопровода до уровня ртути в U-образном манометре hм = 600 мм. Принять плотность масла ρмасл = 900 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3 (рис. 1.15).

1.15

Купить задачу 1.6.11

Задача 1.6.12

В закрытом резервуаре А, заполненным маслом, давление на поверхности жидкости p0. На глубине h = 0,6 м подключен U-образный ртутный манометр, показание которого hрт = 40 мм, понижение уровня ртути в правом колене a = 0,2 м. Определить давление p0 (в бар) на поверхности масла, а также высоту подъема (hв) в стеклянной трубке, опущенной в открытый резервуар В, заполненный водой (рис. 1.16).

Принять плотность масла ρмас = 900 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3.

1.16

Купить задачу 1.6.12

Задача 1.6.13

Определить, на какой высоте Z находится уровень ртути в левом колене U-образного ртутного манометра, если при манометрическом давлении по центру маслопровода рман = 0,24 бар и показании ртутного манометра hрт = 110 мм система находится в равновесии. Принять плотность масла ρмасл = 900 кг/м3; плотность ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3 (рис. 1.17).

1.17

Купить задачу 1.6.13

Задача 1.6.14

Два резервуара А и В, линии центров которых совпадают, соединены двухколенным ртутным манометром. Определить, каким прибором следует измерять давление воздуха рx в резервуаре B, если давление на поверхности воды в резервуаре А рман = 0,18 ат, а разности уровней ртути в дифференциальном манометре: h1 = 100 мм; h2 = 120 мм. Уровень ртути в левом колене расположен ниже уровня воды в резервуаре A на величину h = 0,5 м. Пространство между уровнями ртути в манометре заполнено маслом плотностью ρмасл = 880 кг/м3. Принять плотность ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3. Плотностью воздуха при расчётах можно пренебречь (рис 1.18).

1.18

Купить задачу 1.6.14

Задача 2.4.1

Выход из резервуара, заполненного водой, представляет патрубок, который закрывается круглой крышкой диаметром D = 600 мм. Крышка может поворачиваться вокруг шарнира A.

Определить силу T для удержания крышки в закрытом положении, если показание ртутного манометра hрт = 120 мм, высота уровня масла над ртутью hм = 50 мм. Принять а = 500 мм, плотность ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3; плотность масла ρмасл = 900 кг/м3 (рис. 2.14).

2.14

Купить задачу 2.4.1

Задача 2.4.2

Патрубок закрытого резервуара с маслом перекрывается круглой крышкой, поворачивающейся вокруг шарнира А. Определить, каким должно быть показание U-образной трубки, заполненной ртутью (hрт), установленной на поверхности масла, чтобы крышка находилась в закрытом положении за счёт вакуума.

Принять: диаметр крышки D = 600 мм, глубину масла до шарнира A равной h = 200 мм, плотность масла ρмасл = 900 кг/м3; плотность ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3 (рис. 2.15).

2.15

Купить задачу 2.4.2

Задача 2.4.3

В вертикальной перегородке отстойника, состоящего из двух резервуаров – А и В, сделано квадратное отверстие со стороной а = 600 мм, которое перекрывается крышкой, поворачивающейся вокруг шарнира О.

Определить, какой наименьший вакуум нужно создать на поверхности воды в закрытом резервуаре А, чтобы крышка оставалась в закрытом положении. Резервуар В открыт. Принять Н1 = 1,5 м; Н2 = 0,8 м (рис. 2.16).

2.16

Купить задачу 2.4.3

Задача 2.4.4

Отстойник для воды разделен вертикальной перегородкой, в которой сделано круглое отверстие диаметром D = 0,6 м с крышкой, поворачивающейся вокруг шарнира О. Закрытое положение крышки обеспечивается избыточным давлением на поверхности воды в закрытом резервуаре В. Резервуар А открыт.

Определить, при каком показании манометра в резервуаре В крышка останется в закрытом положении. Принять Н1 = 2,3 м; Н2 = 0,8 м (рис. 2.17).

2.17

Купить задачу 2.4.4

Задача 2.4.5

Определить величину и направление силы N, приложенной к штоку гидроцилиндра для удержания его на месте, если показание мановакуумметра рмв: а) рмв = рман = 0,12 ат, б) рмв = рвак = 0,11 ат. Гидроцилиндр заполнен маслом плотностью ρмас = 900 кг/м3, диаметр поршня d = 100 мм, высота уровня масла на уровне оси поршня Н = 0,8 м (рис. 2.18).

2.18

Купить задачу 2.4.5

Задача 2.4.6

Определить силу давления бензина на треугольный затвор шириной b = 600 мм и высотой h = 800 мм, а также положение центра давления, если показание манометра, установленного на расстоянии а = 300 мм от верхней кромки затвора рман = 0,11 ат (рис. 2.19).

Плотность бензина принять ρбенз = 720 кг/м3.

2.19

Купить задачу 2.4.6

Задача 2.4.7

Определить величину и положение равнодействующей сил давления воды на плоскую ломаную стенку АВС, удерживающую слева напор воды Н = 5,0 м, справа h = 2,0 м. Длина стенки в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа, L = 6,0 м. Верхняя часть стенки наклонена под углом α = 60° к горизонту. Расчет выполнить графо-аналитическим методом (рис. 2.20).

2.20

Купить задачу 2.4.7

Задача 2.4.8

Определить величину и положение равнодействующей сил давления воды на плоскую ломаную стенку АВС, удерживающую напоры Н1 = 3,0 м и Н2 = 1,5 м, если длина стенки L = 5,0 м, угол наклона нижней части стенки к горизонту α = 45°. Расчеты выполнить графо-аналитическим методом, показать положение центра давления (рис. 2.21).

2.21

Купить задачу 2.4.8

Задача 2.4.9

Определить нормальное усилие F, приложенное к наклонной крышке АВ для удержания крышки в закрытом положении. Крышка расположена под углом α = 60° к горизонту, укреплена с помощью шарнира В и перекрывает патрубок квадратного сечения со стороной а = 200 мм. Патрубок заполнен маслом плотностью ρмасл = 900 кг/м3.

К дну патрубка присоединен пьезометр, показание которого H = 300 мм. Сила F приложена на расстоянии b = 50 мм от стенки патрубка (рис. 2.22).

Решение представить аналитическим и графо-аналитическим методами.

2.22

Купить задачу 2.4.9

Задача 2.4.10

Патрубок маслобака квадратного сечения со стороной а = 150 мм перекрывается крышкой АВ, перемещающейся в вертикальных пазах. Определить силу F для открытия крышки, если показание манометра, установленного на верхней стенке патрубка, рман = 0,12 ат. Принять плотность масла ρмас = 900 кг/м3, коэффициент трения скольжения в пазах f = 0,5. Масса крышки М = 2,0 кг (рис. 2.23).

2.23

Купить задачу 2.4.10

Задача 2.4.11

В закрытом резервуаре с водой круглое донное отверстие закрывается крышкой диаметром D = 300 мм, шарнирно укрепленной в точке А.

Определить наименьшую силу натяжения троса Т для открытия крышки. Трос укреплен под углом α = 60°. Принять показание манометра на поверхности воды рман = 0,12 ат; глубину заполнения резервуара Н = 1,5 м; массу крышки М = 2,0 кг. Трением в шарнире и направляющих троса пренебречь (рис. 2.24).

2.24

Купить задачу 2.4.11

Задача 2.4.12

Закрытый резервуар, заполненный водой, находится под давлением. В резервуаре донное круглое отверстие диаметром d = 300 мм закрывается крышкой D = 380 мм, закрепленной шарниром в точке А. Определить силу F, удерживающую крышку в закрытом положении, если масса крышки М = 3,0 кг. Показание манометра на расстоянии h = 1,5 м от дна рман = 0,25 ат (рис. 2.25).

2.25

Купить задачу 2.4.12

Задача 2.4.13

Определить давление р в правой части гидроцилиндра диаметром D = 200 мм, заполненного маслом «Индустриальное 20». Сила, действующая на шток d = 50 мм при равновесном состоянии поршня, F = 2,0 кН. Принять избыточное давление на поверхности масла р0 = 0,8 ат, напор масла на уровне оси поршня Н = 1,5 м, плотность масла ρмасл = 890 кг/м3 (рис. 2.26).

2.26

Купить задачу 2.4.13

Задача 2.4.14

Прямоугольный плоский щит, перекрывающий канал шириной В = 2,0 м вверху поддерживается двумя крюками, а внизу соединен шарнирно с дном канала. Слева щит удерживает напор воды h1 = 2,1 м, справа – h2 = 0,9 м. Крюки укреплены на расстоянии а = 0,5 м от верхнего уровня воды. Определить реакции крюков Rкр от действия воды на щит (рис. 2.27).

2.27

Купить задачу 2.4.14

Задача 2.4.15

Определить усилие Т, которое нужно приложить к вертикальному тросу для открытия щита, перекрывающего канал прямоугольного сечения. Щит расположен под углом α = 60° к горизонту и закреплен шарнирно в т. О к опоре. Ширина щита в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа, В = 3,0 м. Глубина воды перед щитом Н1 = 2,0 м, за щитом Н2 = 0,7 м. Уровень воды над шарниром h = 0,5 м. Масса щита М = 400 кг (рис. 2.28).

Представить аналитическое и графо-аналитическое решение.

2.28

Купить задачу 2.4.15

Задача 3.2.3

Определить силу давления воды на четверть цилиндрической поверхности АВ открытого резервуара, угол наклона силы к горизонту и глубину погружения центра давления, если глубина заполнения резервуара Н = 1,6 м, радиус цилиндрической поверхности r = 0,8 м, длина резервуара L = 5,0 м (рис. 3.6).

Рис. 3.6 (а)

Купить задачу 3.2.3

Задача 3.3.4

Определить величину и угол наклона к горизонту равнодействующей давления воды на криволинейную стенку АВ резервуара (рис. 3.12), если ширина резервуара B = 3,0 м, напоры воды соответственно H1 = 2,0 м, H2 = 1,0 м.

3.12

Купить задачу 3.3.4

Задача 3.3.9

Определить равнодействующую сил давления воды, угол наклона ее к горизонту и глубину погружения центра давления для цилиндрической поверхности АВ с секторным углом φ = 120°. Длина поверхности L = 3,0 м. Действующий напор воды слева H = 1,5 м, cправа h = H/2 = 0,75 м (рис. 3.17). При решении представить чертеж в виде вертикального сечения криволинейной поверхности.

3.17

Купить задачу 3.3.9

Задача 6.2.1

С помощью насоса по трубе диаметром d = 50 мм и длиной l = 70 м нефть подается в закрытый резервуар на высоту Н = 15 м. Считать Н = const.

Определить показание мановакуумметра (pмв), установленного на поверхности нефти в закрытом резервуаре, если показание манометра после насоса pман = 1,3 ат. Расход нефти Q = 1,2 л/с, плотность нефти ρн = 900 кг/м3, относительная вязкость по Энглеру °E = 4,0. В системе установлен пробковый кран с углом закрытия α = 40° и два колена с коэффициентом сопротивления ζкол = 0,8 (рис. 6.4).

6.4

Купить задачу 6.2.1

Задача 6.2.2

Вода из закрытого резервуара А поступает в открытый резервуар В при пропускной способности системы Q = 15 л/с по трубам: d1 = 75 мм; l1 = 8 м и l2 = 12 м; d2 =100 мм и l3 = 15 м. Напоры воды в резервуарах постоянны относительно оси трубы: Н1 = 1,5 м; Н2 = 3,5 м (рис. 6.5).

Определить показание манометра ман) на поверхности воды в закрытом резервуаре, а также соответствующий манометрический напор (Hман).

Принять абсолютную шероховатость труб: Δ1 = 0,5 мм; Δ2 = 0,2 мм. Учесть местные сопротивления в системе: на входе в первую трубу; в пробковом кране при угле закрытия α = 30˚; при внезапном расширении и на выходе из второй трубы.

Движение воды в системе считать установившемся, т.е. Q = const. Построить линию полного напора (напорную линию), пьезометрическую линию, показать эпюру потерь напора.

Рис. 6.5

Купить задачу 6.2.2

Задача 6.2.3

С помощью насоса вода поднимается на высоту Н = 15 м с истечением в атмосферу. Определить пропускную способность (расход) системы, если показание манометра, установленного после насоса, рмвн =1,6 ат; длина трубы l = 80 м; диаметр трубы d = 100 мм с абсолютной шероховатостью Δ = 0,5 мм. На трубопроводе установлены: задвижка Лудло со степенью закрытия a/d = 3/4 и три колена.

Принять плотность воды ρ = 103 кг/м3, кинематический коэффициент вязкости ν = 1,008·10ˉ6 м2/с. Движение воды считать установившимся, т. е. Q = const (рис. 6.6).

Рис. 6.6

Купить задачу 6.2.3

Задача 6.2.4

Определить высоту установки центробежного насоса (Hнас.), который отсасывает воду из зумпфа больших размеров, если диаметр всасывающего трубопровода d =100 мм, длина l = 25 м; вакуумметрическое давление на входе в насос рвах. = 0,6 ат. Труба водопроводная несколько загрязнённая имеет водозаборную сетку с обратным клапаном и одно колено с углом поворота α = 90˚. Насос должен обеспечить постоянную подачу воды Q = 9,0 л/с (см. рис. 6.7).

Рис. 6.7

Купить задачу 6.2.4

Задача 6.2.5

Рассчитать максимальную пропускную способность и высоту сифона, откачивающего воду из верхнего зумпфа в нижний, при неизменной разности уровней воды в зумпфах Н = 2,0 м. Труба водопроводная нормальная диаметром d = 150 мм длиной l1 = 10 м (до верхней точки сифона) и l2 = 20 м. На входе в трубу установлена водозаборная сетка с обратным клапаном. Система имеет вентиль с коэффициентом сопротивления ζвент.= 7,0, одно колено с углом поворота
α = 90° и два поворота трубы с углами α1 = 30˚ и α2 = 60˚. Величина предельного вакуума в верхней точке сифона рвак. = 0,55 ат ( рис. 6.8).

Рис. 6.8

Купить задачу 6.2.5

Задача 6.3.1

При закрытом кране на трубопроводе диаметром d = 50 мм и длиной l = 10 м показание манометра перед краном pман = 0,18 ат.

Определить показание манометра при открытом кране, если слив воды происходит в мерную ёмкость. За время t = 30 с наполняется объем W = 70,5 л. Труба водопроводная с абсолютной шероховатостью Δ = 1,0 мм. Учесть потери напора на входе в трубу с острыми кромками. Принять коэффициент кинематической вязкости воды ν = 1 · 10-6 м2/с (рис. 6.9).

6.9

Купить задачу 6.3.1

Задача 6.3.2

Из напорного бака с постоянным напором H = 3,0 м вода подается в зумпф по двум трубам d1 = 100 мм длиной l1 = 5,0 м и d2 = 50 мм длиной l2 = 8,0 м. Определить расход воды в трубопроводе и скорости движения воды в каждой трубе. На трубе диаметром d1 установлен пробковый кран с углом закрытия α = 40°. Учесть потери напора на входе в трубу с острыми кромками, а также при внезапном сужении (ζв.с = 0,38). Трубы водопроводные нормальные (рис. 6.10).

6.10

Купить задачу 6.3.2

Задача 6.3.3

Из резервуара А в резервуар В вода подается по трубопроводу диаметром d = 50 мм, состоящему из трех участков длиной l1 = 5,0 м; l2 = 4,0 м; l3 = 6,0 м. Расход воды в системе Q = 2,5 л/с. На входе в трубу установлена решетка без обратного клапана, на первом участке стоит вентиль с коэффициентом сопротивления ζвент = 5,0 (рис. 6.11).

Напор воды в резервуаре А Н1 = 1,5 м, в резервуаре ВН2 = 2,5 м. Определить показание манометра (pман2) на поверхности воды в резервуаре В, если показание манометра на поверхности воды в резервуаре А pман1 = 0,45 ат. Принять абсолютную шероховатость трубы Δ = 0,5 мм; кинематический коэффициент вязкости воды ν = 1 · 10-6 м2/с.

6.11

Купить задачу 6.3.3

Задача 6.3.4

Определить расход воды из дозаторного резервуара A в резервуар B при постоянном напоре H = 2,5 м по трубам d1 = 50 мм; l1 = 5,0 м и d2 = 100 мм; l2 = 8,0 м. Трубы водопроводные нормальные. На трубе d2 = 100 мм установлен пробковый кран с углом закрытия α = 40°.

Учесть потери напора на входе и выходе трубопроводной системы, а также при внезапном расширении трубопровода. Построить напорную и пьезометрическую линии, показать эпюру потерь напора (рис. 6.12).

6.12

Купить задачу 6.3.4

Задача 6.3.5

С помощью насоса вода подается в напорный бак на высоту Н = 6,0 м, диаметр трубы d = 100 мм, длина l = 80 м. Показание манометра в начале трубопровода pман1 = 1,5 ат, в конце pман2 = 0,75 ат. Определить, при каком коэффициенте сопротивления пробкового крана будет обеспечен расход Q = 6,0 л/с. Принять абсолютная шероховатость трубы Δ = 0,5 мм, коэффициент кинематической вязкости воды ν = 1 · 10-6 м2/с (рис. 6.13).

6.13

Купить задачу 6.3.5

Задача 6.3.6

Бензин из бензохранилища с помощью насоса подается в бензобак на высоту H = 3,0 м. На поверхности бензина в бензобаке поддерживается вакуум рвак = 0,16 ат. Определить, каким должно быть манометрическое давление (рман в ат) на выходе из насоса при подаче Q = 2,4 л/с, если транспортирование бензина происходит по новой стальной трубе с абсолютной шероховатостью Δ = 0,05 мм, диаметром d = 50 мм, длиной l = 30 м, на трубе установлена задвижка Лудло со степенью закрытия a/d = 5/8, учесть потери напора в двух коленах и на выходе из трубы в бензобак. Принять плотность бензина ρбенз = 720 кг/м3; коэффициент кинематической вязкости бензина νбенз = 0,65 · 10-6 м2/с (рис. 6.14).

6.14

Купить задачу 6.3.6

Задача 6.3.7

В пневмотранспортной системе регулирование скорости и расхода воздуха осуществляется с помощью задвижки и контролируется по U-образному спиртовому мановакуумметру, установленному на входном участке коллектора. Определить, каким должно быть показание мановакуумметра (hсп) на трубе диаметром d = 100 мм при расходе воздуха Q = 180 л/с. Принять коэффициент сопротивления на входе в коллектор ζвх = 0,2; плотность воздуха ρвозд = 1,22 кг/м3; плотность спирта ρсп = 880 кг/м3 (рис. 6.15).

6.15

 

Купить задачу 6.3.7

Задача 6.3.8

В плотине сделан водоспуск в виде железобетонной трубы с весьма хорошей бетонировкой диаметром d = 800 мм и длиной l = 5,0 м. Напор над водоспуском при истечении в атмосферу Н = 4,0 м. Определить пропускную способность трубы (Q, м3/с), если она имеет водозаборную сетку без обратного клапана.

Как изменится пропускная способность трубы, если за водосливом напор поднимется до h = 2,5 м (рис. 6.16).

6.16

 

Купить задачу 6.3.8

Задача 6.3.9

Определить показание U-образного спиртового манометра, установленного на трубе Вентури в вентиляционном трубопроводе при значении диаметров d1 = 100 мм и d2 = 50 мм, если расход воздуха Q = 78,5 л/с. Принять плотность воздуха ρвозд = 1,23 кг/м3; плотность спирта ρсп = 820 кг/м3. Коэффициент сопротивления трубы Вентури принять равным ζвент = 0,2 (рис. 6.17).

6.17

Купить задачу 6.3.9

Задача 6.3.10

Для измерения расхода воды в трубопроводе диаметром d1 = 100 мм установлен расходомер Вентури с диаметром цилиндрической части d2 = 50 мм. К широкой и узкой части расходомера подсоединены пьезометры в виде U-образной трубки, расстояние между которыми равно z.

Пренебрегая потерями напора в расходомере, определить скорости в широкой и узкой частях трубы Вентури, а также расход воды в трубопроводе, если разность показаний пьезометров h = 40 см. При расчете давлением столба воздуха в пьезометре пренебречь. Коэффициент Кориолиса принять равным единице (α = 1,0) (рис. 6.18).

6.18

Купить задачу 6.3.10

Задача 6.3.11

Для определения коэффициента кинематической вязкости (ν) масла «Турбинное 30» производится прокачка его через трубку диаметром d = 12,5 мм. На расстоянии l = 1,5 м подключен U-образный ртутный манометр, показание которого hрт = 50 мм. Расход масла Q = 0,1 л/с, плотность масла ρмасл = 900 кг/м3, плотность ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3.

Предположить режим движения масла ламинарным. По окончании расчета проверить режим движения (рис. 6.19).

6.19

Купить задачу 6.3.11

Задача 6.3.12

Определить, на какой высоте (h) следует установить шестерёнчатый насос системы смазки, подающий масло «Турбинное 22» при расходе Q = 0,6 л/с по стальной трубе диаметром d = 35 мм и длиной l = 2,0 м. Показание вакуумметра на входе в насос pвак = 0,15 ат.

В системе установлен пробковый кран с углом закрытия α = 40°. Учесть потери напора в двух коленах при ζкол = 0,86 и на входе в трубу из бензобака ζвх = 0,5. Принять плотность масла ρмасл = 900 кг/м3, коэффициент кинематической вязкости масла νмасл = 22 · 10-6 м2/с (рис. 6.20).

6.20

Купить задачу 6.3.12

Задача 6.3.13

Сифонный водосброс диаметром d = 200 мм и длиной l = 10 м сбрасывает воду из водохранилища в водоем, уровень которого на H = 2,5 м ниже уровня воды в водохранилище.

Определить пропускную способность сифона (Q, л/с), если труба водопроводная загрязненная имеет водозаборную сетку с обратным клапаном, два колена: одно с углом закругления α1 = 90° и отношением r/R = 0,5; второе без закругления с углом α2 = 60°; вентиль с коэффициентом сопротивления ζвент = 5,0 и выход из трубы в резервуар больших размеров. Рассчитать, каким должен быть вакуум (pвак, в ат.) в конце горизонтального участка сифона, если длина трубы до этого сечения l1 = 4,0 м, высота сифона hсиф = 1,5 м (рис. 6.21).

6.21

Купить задачу 6.3.13

Задача 6.3.14

Определить предельную длину трубопровода диаметром d = 100 мм с абсолютной шероховатостью Δ = 0,1 мм, с помощью которого бензин плотностью ρбенз = 720 кг/м3 и коэффициентом кинематической вязкости νбенз = 0,65 · 10-6 м2/с может быть поднят на высоту Н = 15,5 м при пропускной способности Q = 8,0 л/с, если показание манометра после насоса рман = 1,2 ат. Истечение бензина происходит под уровень. Учесть потери напора в пробковом кране при угле закрытия α = 30°, трех коленах и на выходе из трубы в резервуар больших размеров (рис. 6.22).

6.22

Купить задачу 6.3.14

Задача 6.3.15

Из водоема с помощью центробежного насоса вода подается на горное предприятие. Определить высоту расположения оси центробежного насоса над уровнем воды в водоеме (hнас), если расход воды Q = 30 л/с, диаметр трубы d = 200 мм, длина l = 25 м, вакуумметрическое давление на входе в насос рвак = 0,5 ат. На входе в трубу установлена сетка с обратным клапаном. Учесть потери напора в трех коленах при угле α = 90° и в задвижке Лудло со степенью закрытия a/d = 5/8. Считать трубу водопроводной загрязненной (рис. 6.23).

6.23

Купить задачу 6.3.15

Задача 6.3.16

Поршень диаметром D = 200 мм движется равномерно вверх в цилиндре, засасывая воду из открытого водоема с постоянным уровнем по трубопроводу диаметром d = 50 мм и длиной l = 12 м. Труба водопроводная нормальная имеет два колена, вход в трубу с острыми кромками и выход воды под уровень. Когда поршень находится выше уровня воды в водоеме на высоте h = 2 м, необходимая сила для его перемещения F = 2,4 кН.

Определить скорость подъема поршня (Vп) и найти, до какой высоты hmax его можно поднимать с такой скоростью без опасности отрыва от него жидкости, если давление насыщенных паров pн.п. = 4,25 кПа. Давление насыщенных паров учитывать как абсолютное давление под поршнем. Массой поршня, трением его о стенки и потерями напора в цилиндре можно пренебречь (рис. 6.24).

 

Купить задачу 6.3.16

Задача 6.3.17

На водопроводной трубе диаметром d1 = 50 мм установлен пробковый кран с углом закрытия αкр = 20°, разность показаний пьезометров, соответствующая потерям напора в кране, hкр = 45 см.

Определить разность показаний пьезометров (h) при внезапном расширении трубы до диаметра d2 = 100 мм. Потерями напора по длине между краном м внезапным расширением можно пренебречь (рис. 6.25).

6.25

Купить задачу 6.3.17

Задача 6.5.1

Сложная система с водонапорной башней включает кольцевое соединение труб и доставляет воду двум потребителям (рис. 6.30).

Определить отметку уровня воды в водонапорной башне, питающей два потребителя: А с расходом QА = 18 л/с и С с расходом QС = 32 л/с. Система включает магистральный трубопровод d1 = 250 мм; l1 = 600 м; два параллельно проложенных трубопровода: d2 = 150 мм; l2 = 550 м; d3 = 100 мм; l3 = 400 м и трубопровод d4 = 200 мм; l4 = 720 м, подающий воду потребителю С. Остаточный напор у потребителя С должен быть не менее 10 м (hост.С ≥10 м).

Трубы водопроводные нормальные. Местные потери напора принять равными 10 % от потерь по длине. Построить пьезометрическую линию.

Рис. 6.30

Купить задачу 6.5.1

Задача 6.5.2

Тупиковая водопроводная система имеет пять участков труб, длины и диаметры которых указаны на рис. 6.31. В системе четыре потребителя с расходами: QА =10 л/с; QB = 18 л/с; QС = 12 л/с; QD = 8 л/с; на пятом участке равномерная раздача воды с путевым расходом Qпут. = 15 л/с.

Определить высоту водонапорной башни (Н), рассчитать диаметры труб на первом и третьем участках системы при условии, что эксплуатационная скорость υэкс. ≤ 1,4 м/с.

Принять l1 = 500 м; l3 = 450 м; d2 = 150 мм; l2 = 550 м; d4= 125 мм;
l4 = 600 м; d5 = 150 мм; l5 = 700 м. Потери напора в местных сопротивлениях составляют 5 % от потерь по длине.

Построить пьезометрическую линию.

Рис. 6.31

Купить задачу 6.5.2

Задача 6.5.3

Из водонапорной башни А, на поверхности воды в которой действует избыточное давление (рман), по трём последовательно соединённым трубам подаётся вода трём потребителям с расходами:
QВ = 15 л/с; QС =8 л/с; QD = 12 л/с. Диаметры и длины участков системы принять: d1 = 200 мм, l1 = 700 м; d2 = 150 мм, l2 = 600 м; d3 = 125 мм,
l3 = 500 м. Остаточный (свободный) напор у потребителя D должен быть не менее 10 м (hостD ≥ 10 м). Действующий напор водонапорной башни Н = 15 м считать постоянным (рис. 6.32).

Определить, каким должно быть показание манометра (рман) на поверхности воды в башне для обеспечения водой потребителей при условии, что местные сопротивления составляют 10% от потерь по длине. Трубы водопроводные нормальные. Построить пьезометрическую линию.

Рис. 6.32

Купить задачу 6.5.3

Задача 6.6.1

Водонапорная башня А с отметкой 22,0 м питает два потребителя – В и С – через систему двух последовательно соединённых труб. Пьезометрический напор в конце первого участка равен hp = 15,0 м. Определить расход воды на первом участке (Q1) и расход потребителя С (QC), а также отметку потребителя С. Принять расход потребителя В QB = 10 л/с. Диаметры и длины участков водопроводной системы соответственно: d1 = 150 мм, l1 = 600 м; d2 = 125 мм; l2 = 500 м. Трубы водопроводные нормальные. Местные потери напора принять равными 5 % от потерь по длине. Построить пьезометрическую линию (рис. 6.33).

6.33

Купить задачу 6.6.1

Задача 6.6.2

Из водонапорной башни А обеспечивается водой три потребителя в точках В, С и D. Пропускная способность первого участка Q1 = 30 л/с; расходы потребителей: QB = 12 л/с; QC = 10 л/с. Определить расход потребителя D (QD, л/с), а также отметку свободной поверхности воды в водонапорной башне, если остаточный напор у потребителя D (hост.D) должен быть не менее 10 м. Принять диаметры и длины участков труб: d1 = 200 мм, l1 = 600 м; d2 = 150 мм, l2 = 500 м; d3 = 125 мм, l3 = 400 м. Трубы водопроводные нормальные, местные сопротивления составляют 10% от потерь по длине. Построить пьезометрическую линию (рис. 6.34).

6.34

Купить задачу 6.6.2

Задача 6.6.3

Из водонапорного бака А с избыточным давлением на поверхности рман = 19,6 кПа по трем последовательно соединенным трубам вода подается потребителям В, С и D с одинаковыми расходами: QB = QC = QD = Q. У потребителя D – выход воды в атмосферу. Определить расход воды на каждом участке трубы, диаметры и длины участков соответственно: d1 = 200 мм, l1 = 600 м; d2 = 150 мм, l2 = 500 м; d3 = 125 мм, l3 = 400 м. Действующий напор H = 15 м считать постоянным. Трубы водопроводные нормальные. Местные потери принять равными 10% от потерь по длине. Построить пьезометрическую линию (рис. 6.35).

6.35

Купить задачу 6.6.3

Задача 6.6.4

От насосной установки по трубопроводной системе с параллельным соединением труб вода подается двум потребителям – А и В – с расходами QА = 10 л/с и QВ = 12 л/с. Длины и диаметры участков системы: d1 = 100 мм, l1 = 500 м; d2 = 125 мм, l2 = 700 м; d3 = 125 мм, l3 = 600 м. Высота подъема воды у потребителя ВHВ = 8 м. Определить распределение расходов в параллельных участках труб, а также показание манометра, установленного после насоса (pман). Местные сопротивления принять равными 5% от потерь по длине. Считать, что трубы водопроводные нормальные уложены на одном горизонте (рис. 6.36).

6.36

Купить задачу 6.6.4

Задача 6.6.5

Тупиковая система, представленная в плане, предназначена для снабжения водой четырех потребителей – А, В, С и D. Расходы потребителей: QА = 16 л/с; QВ = 14 л/с; QС = 12 л/с; QD = 8 л/с.

Рассчитать диаметры труб на каждом участке при условии, что средняя скорость в трубах не должна превышать υср = 1,2 м/с. Определить высоту водонапорной башни H, если остаточный напор (hост) у потребителей должен быть не менее 10 м. Длины участков сети: l1 = 700 м; l2 = 400 м; l3 = 600 м; l4 = 350 м. Трубы водопроводные нормальные. Потери напора в местных сопротивлениях принять равными 10 % от потерь по длине. Построить в аксонометрии пьезометрическую линию (рис. 6.37).

6.37

Купить задачу 6.6.5

Задача 6.6.6

Два цеха обогатительной фабрики В и С с расходами QВ = 20 л/с и QС = 15 л/с питаются от насосной установки. Отметки, на которые надо поднять воду у потребителей: hB = 12,0 м; hС = 10,0 м; диаметры и длины трубопроводов: d2 = 150 мм, l2 = 500 м; d3 = 125 мм, l3 = 400 м. Определить расход воды на магистральном участке (Q1), рассчитать диаметр трубы первого участка (d1) при условии, что эксплуатационная скорость не должна превышать Vэкс = 1,2 м/с, длина первого участка l1 = 600 м. Рассчитать показание манометра (pман), установленного после насоса. Трубы водопроводные нормальные. Потери напора в местных сопротивлениях принять равными 10% от потерь по длине (рис. 6.38).

6.38

Купить задачу 6.6.6

Задача 6.6.7

Система водоснабжения, представленная в плане, имеет три потребителя – А, В и С. Определить расходы воды у потребителей (QА, QВ, QС в л/с), если свободные (или остаточные) напоры у потребителей: hА = 20,0 м; hВ = 14,0 м; hС = 15,0 м. Показание манометра, установленного после насоса, pман = 2,7 ат. Потребители расположены на одном горизонте. Диаметры и длины участков сети: d1 = 200 мм, l1 = 600 м; d2 = 150 мм, l2 = 500 м; d3 = 125 мм, l3 = 400 м. Трубы водопроводные нормальные. Потери напора в местных сопротивлениях принять равными 10 % от потерь по длине. Построить в аксонометрии пьезометрическую линию (рис. 6.39).

6.39

Купить задачу 6.6.7

Задача 6.6.8

Определить, каким должно быть давление на поверхности воды в закрытом резервуаре (pман1), из которого по системе труб с кольцевым соединением вода поступает в другой закрытый резервуар с давлением на поверхности pман2 = 0,2 ат. Общий расход воды в системе Q = 45,0 л/с.

Длины и диаметры водопроводной сети: d1 = 250 мм, l1 = 500 м; d2 = 150 мм, l2 = 300 м; d3 = 100 мм, l3 = 250 м; d4 = 200 мм, l4 = 400 м. Разность уровней в резервуарах H = 4 м. Трубы водопроводные нормальные. Местные сопротивления принять равными 10 % от потерь по длине.

Построить пьезометрическую линию (рис. 6.40).

6.40

Купить задачу 6.6.8

Задача 6.6.9

От насосной установки по двум трубам d1 = 250 мм, l1 = 600 м и d2 = 200 мм, l2 = 400 м вода подаётся двум потребителям А и В – с расходами QА = 30 л/с; QВ = 10 л/с. На втором участке предусмотрена равномерная раздача воды с путевым расходом Qпут = 20 л/с (рис. 6.41).

Определить остаточные напоры у потребителей А и В, если показание манометра, установленного после насоса, равно pман = 2,0 ат.

Трубы водопроводные нормальные. Местные сопротивления принять равными 10% от потерь по длине. Построить пьезометрическую линию.

6.41

Купить задачу 6.6.9

Задача 6.6.10

Из двух напорных резервуаров – A и C – вода подается потребителю В с расходом QВ = 10 л/с. Определить расходы воды из резервуаров QА и QС, построить пьезометрическую линию, если длины и диаметры участков сети: d1 = 100 мм, l1 = 400 м; d2 = 125 мм, l2 = 250 м. Отметка резервуара A равна 17,8 м, резервуара C – 12,0 м. Трубы водопроводные нормальные. Местные потери принять равными 5 % от потерь по длине (рис. 6.42).

6.42

Купить задачу 6.6.10

Задача 6.6.11

Насос, дающий подачу Q = 20 л/с, перекачивает воду в резервуар по трем параллельным трубам под уровень H = 3,0 м. Определить показание манометра (pман), установленного на линии нагнетания, а также расходы воды в каждой трубе. Принять диаметры и длины параллельных участков сети: d1 = 150 мм, l1 = 450 м; d2 = 100 мм, l2 = 400 м; d3 = 125 мм, l3 = 450 м. Трубы водопроводные нормальные. Местные потери составляют 10 % от потерь по длине (рис. 6.43).

Оценить, как изменится показание манометра, если один или два из параллельных трубопроводов будут отключены.

6.43

Купить задачу 6.6.11

Задача 6.6.12

Из напорного бака А вода подается двум потребителям – В и C (рис. 6.44) на отметку 3,0 м при необходимых расходах QВ = 10 л/с; QС = 25 л/с по трубам d1 = 200 мм, l1 = 500 м; d2 = 200 мм, l2 = 650 м. На первом трубопроводе предусмотрена непрерывная раздача воды в виде путевого расхода Qпут = 20 л/с.

Определить отметку уровня воды в напорном баке А. Трубы водопроводные нормальные, потери напора в местных сопротивлениях принять равными 10 % от потерь по длине.

6.44

Купить задачу 6.6.12

Задач, которых нет, Вы можете заказать

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , , , | Комментарии (2)

Основы гидравлики и теплотехники

РАст

Решение задач по гидравлике

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

2. Какая существует связь между плотностью и удельным весом?

22. От каких факторов зависит коэффициент трения при турбулентном течении жидкости в трубах, и по каким формулам его можно найти?

26. На чем основан принцип работы измерительной диафрагмы?

Задача 1

В замкнутом сосуде с водой абсолютное давление на свободной поверхности равно p0. Барометрическое давление pб = 1,013 · 105 Н/м2. На какую высоту H поднимется вода в трубке (так называемой «пьезометрической»), сообщающейся с сосудом на глубине h под свободной поверхностью (рис. 7)?

7

Задача 2

На вертикальную стенку действует давление воды с уровнем H1 и H2. Определить величину равнодействующей силы суммарного гидростатического давления воды на стенку шириной B. Построить равнодействующую сил давления и определить центр давления.

8

Задача 3

Определить напор динамического лопастного насоса для подачи воды на очистные сооружения расходом Q, скорость воды на линии всасывания υвс = 0,5 м/с, на линии нагнетания υнг = 3 м/с. Геодезическая высота всасывания Нвс, геодезическая высота нагнетания Ннг. При решении задачи пользоваться уравнением Дарси-Вейсбаха + Нвс + Ннг. Местные сопротивления: ξфильтр = 2, ξколено = 1, ξклапан = 3, ξзадвижка = 0,2, ξводомер = 3, l1 = 5 м, l2 = 300 м.

9

Задача 4

Из баллона емкостью V выпускается воздух в атмосферу, при этом давление воздуха, измеренное манометром (избыточное давление), уменьшается с р1изб до р2изб. Определить массу выпущенного воздуха, если температура его изменилась от t1 до t2, а барометрическое (давление окружающей среды) давление рман = 750 мм рт. ст.

Задача  5

5 кг азота расширяются от начального состоя­ния р1 = 12 бар и t1 = 250°С до конечного давления  р2 = 2 бар. Опре­делить конечные параметры и работу газа при изотермическом  и адиа­батном расширениях.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

По предложенным трем темам курса «Теплотехника» самостоятельно составить три теста (по одному на каждую тему). Тест должен содержать вопрос и четыре варианта ответа.

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Рубрика: Гидравлика, Задачи, Термодинамика и теплотехника | Метки: , , , , | Добавить комментарий

Гидравлика, водоснабжение и гидротранспорт

РМ.МСХ.6

Решение задач по гидравлике

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Задача 7

Определить разность показаний ртутного дифманометра hx, составив уравнение равновесия относительно плоскости равного давления. Дифманометр подключен к двум закрытым резервуарам с водой (рис. 1.7), давление в резервуаре А равно pА, а в резервуаре В – pВ. Удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3, удельный вес ртути γр = 133,4 кН/м3.

Дано: pА = 190 кПа, pВ = 160 кПа.

1.7

Задача 15        

Два сообщающихся цилиндра наполнены жидкостью (рис. 2.5). В меньший цилиндр диаметром  d  заключен поршень весом G. На какой высоте H установится уровень жидкости в большом цилиндре, когда вся система придет в равновесие (трением пренебречь)? Удельный вес жидкости γ  = 9,81 кН/м3.

Дано: d  = 200 мм, G = 0,10 кН.

2.5

Задача 18

Для накопления энергии используется грузовой гидравлический аккумулятор (рис. 2.8), вес плунжера которого равен G, диаметр – D. Определить запасаемую аккумулятором энергию при ходе плунжера H = 6 м.

Дано: D = 300 мм, G = 196,2 кН.

2.8

Задача 29

Для создания подпора в реке применяется плотина Шануана (рис. 3.9), представляющая собой плоский прямоугольный щит, который может вращаться вокруг горизонтальной оси О. Угол наклона щита α, глубина воды перед щитом h1, а за щитом –  h2. Определить положение оси вращения щита (х0), при котором в случае увеличения верхнего уровня воды выше плотины, щит опрокидывался бы под ее давлением.

Дано: h1 = 2 м, h2 = 0,4 м, α = 60°.

3.9

Задача 31

От пункта А (рис. 4.1) проложена водопроводная сеть с последовательным и параллельным соединением стальных бывших в эксплуатации трубопроводов, на которой расположены два водоема на разных отметках с постоянной разницей уровней H. Вода подается из одного водоема в другой посредством сифона, выполненного из стального трубопровода диаметром d. От нижнего водоема отходит стальной трубопровод, заканчивающий задвижкой. На последнем участке последовательного соединения трубопроводов имеется равномерно распределенный путевой объемный расход q.

Требуется:

1. Определить объемный расход в сифоне с углами поворота α и β.

2. Определить распределение объемного расхода воды Q1 в параллельных ветвях водопровода.

3. Определить потери напора по длине трубопровода на участках последовательного соединения, если объемный расход в конце трубопровода Q2.

4. Определить повышение давления Δp в трубопроводе длиной L и диаметром d при внезапном закрытии задвижки.

4.1

Задача 42

К открытому резервуару подсоединены короткий стальной трубопровод, состоящий из двух участков длиной l1 и l2, диаметрами d1 и d2 и внутренний цилиндрический насадок (насадок Борда) диаметром dн и длиной lн = 5dн (рис. 5.2). Истечение по короткому трубопроводу происходит в атмосферу под постоянным напором H1, коэффициент сопротивления крана принять равным ξкр = 3.

Определить:

1. Скорость и расход воды, вытекающей из трубопровода при температуре воды t = 10 °C.

2. Расход через насадок при разности уровней в резервуарах H, если коэффициент расхода насадка μн = 0,71.

3. Сравнить расход воды через насадок с расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент расхода для отверстия μ = 0,62.

Дано: d1 = 200 мм, d2 = 100 мм, l1 = 4 м, l2 = 10 м, dн = 100 мм, H = 2 м, H1 = 5 м.

5.2

Задача 45

Из открытого резервуара по короткому стальному трубопроводу постоянного поперечного сечения d1 и длиной l1, который заканчивается соплом диаметром dс = 0,5d1 вытекает вода в атмосферу при t = +30 °C в атмосферу. Истечение происходит под напором H1 (рис. 5.5). Коэффициент сопротивления крана принять равным ξк = 2,5. С другой стороны к резервуару подсоединен коноидальный насадок диаметром выходного сопла dн и длиной lн = 5dн.

Определить:

1. Скорость истечения из сопла Vс и расход воды по короткому трубопроводу Qс.

2. Расход воды через затопленный коноидальный насадок при разности уровней в резервуарах H, если коэффициент расхода μ = 0,97.

3. Сравнить расход воды через насадок с расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент расхода для отверстия μ = 0,62.

Дано: d1 = 100 мм, l1 = 3 м, dн = 80 мм, H = 2 м, H1 = 4 м.

5.5

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , , , | Комментарии (2)

Задачи по гидромеханике

Р.54.1

Решение задач по гидравлике

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Задача 1.1

Дифференциальный манометр, заполненный ртутью, предназначен для измерения разности давлений на уровне осей трубопроводов А (pA) и В (pB), транспортирующих воду и бензин. Оси трубопроводов находятся на одном горизонте (рис. 1.1).

Определить разность давлений в кПа по оси трубопроводов при значениях h1 = 400 мм; h2 = 500 мм. Принять плотности жидкостей: воды ρ = 103 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3; бензина ρбенз = 720 кг/м3.

1.1

Задача 1.3

К двум трубопроводам А и В, заполненным водой и бензином, подключен U-образный ртутный манометр, показание которого hрт = 150 мм. На уровне оси трубопровода А установлен манометр, показание которого pман = 0,12 ат. Ось трубы В находится выше оси трубы А на расстоянии z = 300 мм (рис. 1.3).

Определить, какое давление, манометрическое или вакуумметрическое, показывает мановакуумметр (МВ), установленный на уровне оси трубы В, если высота уровня ртути в левом колене манометра относительно оси трубы Аh = 800 мм. Принять плотность жидкостей: воды ρ = 103 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3; бензина ρбенз = 720 кг/м3.

Рис. 1.3

Задача 1.5

Два резервуара А и В, линии центров которых совпадают, соединены двухколенным ртутным манометром (рис 1.4).

Определить показание манометра на поверхности воды в резервуаре А, если абсолютное давление воздуха в резервуаре Bрабс = 0,95 ат, высоты уровней ртути в дифференциальном манометре h1 = 100 мм; h2 = 120 мм. Уровень ртути в левом колене расположен ниже уровня воды в резервуаре A на величину h = 0,6 м. Пространство между уровнями ртути в манометре заполнено маслом плотностью ρмасл = 880 кг/м3. Принять плотность ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3; воды ρ = 103 кг/м3. Атмосферное давление считать равным 1 ат. Плотностью воздуха при расчётах можно пренебречь.

Задача 1.6

Два трубопровода А и В, заполненные водой, соединены U-образным ртутный манометром (рис. 1.5).

Определить показание ртутного манометра (hрт), если показание манометра (М) на уровне оси трубопровода Аpман = 0,1 ат, показание мановакуумметра (МВ) на уровне оси трубопровода В соответствует вакууму pвак = 0,12 ат. Ось трубы А выше оси трубы В на величину Z = 0,3 м. Высота уровня ртути от оси В равна h = 0,8 м.

Принять плотность ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3; воды ρ = 103 кг/м3.

Задача 1.10

Водонапорный бак В соединен трубой с цилиндрическим резервуаром А, на котором установлен пьезометр для контроля уровня воды в напорном баке (см. рис. 1.6). Кроме этого, давление контролируется по U-образному ртутному манометру, установленному на высоте h = 1,0 м от оси трубы. Определить показание манометра (рман в ат) на трубе, а также пьезометрическую высоту (hp), если показание U-образного ртутного манометра hpт = 160 мм, поправка прибора а = 140 мм, высота цилиндрического резервуара Н = 1,5 м.

Принять плотность воды ρ = 103 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3.

Задача 1.15

Для определения давления в воздуховоде установлена U-образная трубка, заполненная водой. Для большей точности замеров в случае необходимости подключается чашечный микроманометр с наклонной трубкой, заполненной спиртом (рис. 1.10).

Определить абсолютное давление (рабс) в воздуховоде по показанию U-образного манометра h = 120 мм, а также рассчитать показание микроманометра (l в мм), если угол наклона трубки α = 60°.

Принять атмосферное давление ра = 740 мм рт. ст., плотности жидкостей: спирта ρсп = 790 кг/м3; воды ρ = 103 кг/м3. Плотность воздуха можно не учитывать.

1.10

Задача 1.20

В закрытом баке, заполненном бензином, установлено три прибора для регистрации давления: пружинный манометр, учитывающий давление на поверхности бензина, U-образный манометр, заполненный ртутью и водой, и пьезометр, выведенный у дна резервуара (рис. 1.13).

В установке предусмотрен уровнемер в виде закрытой стеклянной трубки для отсчета значений H, h, a.

Определить показание манометра (рман в ат) и высоту уровня бензина в пьезометре (hр), если высота столба воды hв = 30 мм, показание U-образного ртутного манометра hрт = 80 мм. Принять значения h = 0,8 м; a = 200 мм; H = 2,0 м; плотности жидкостей: воды ρ = 103 кг/м3; бензина ρбенз = 720 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3.

1.13

 

Задача 1.21

Для установки, описанной в задаче 1.20 и представленной на рис. 1.13, определить показание U-образного ртутного манометра (hрт) и высоту уровня бензина в пьезометре (hр), если показание пружинного манометра рман = 0,036 ат; h = 1,2 м; a = 200 мм; высота столба воды hв = 30 мм; глубина, на которой выведен пьезометр, H = 1,8 м.

Принять плотность жидкостей: воды ρ = 103 кг/м3; бензина ρбенз = 720 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3.

1.13

Задача 1.38

Определить абсолютное давление на поверхности бензина в закрытом резервуаре (pабс) (рис. 1.26), а также показание мановакуумметра (pмв в бар), установленного на глубине h1 = 1,6 м при заданных величинах h = 0,5 м, hрт = 300 мм, атмосферное давление pа = 740 мм рт. ст.

Принять плотности жидкостей: бензина ρбенз = 720 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3. Давлением воздуха в U-образном ртутном манометре можно пренебречь.

1-26

Задача 2.1

Горизонтальная труба диаметром D = 400 мм с двумя поршнями А и В соединена с вертикальной трубкой диаметром d = 50 мм, заканчивающейся поршнем С, к которому приложена сила F1 = 100 Н (рис. 2.1). Установка заполнена водой. Высота столба воды от оси горизонтальной трубы до поршня С: h = 1,0 м.

Определить, какое усилие F2 нужно приложить к поршням А и В, чтобы система находилась в равновесии. Плотность воды ρ = 103 кг/м3.

2.1

Задача 2.3

Поворотный вертикальный затвор квадратного сечения со стороной а = 2,0 м, перекрывающий вход воды в штольню, может вращаться вокруг горизонтальной оси шарнира О, проходящей через центр затвора (рис. 2.3).

Определить силу F, которую нужно приложить к нижней кромке затвора, чтобы удержать его в заданном положении, если глубина воды перед затвором h = 3,2 м. В штольне справа – воздух. Трением пренебречь.

Представить аналитический и графо-аналитический методы определения величины силы давления воды, её линии действия и точки приложения.

Рис. 2.3

Задача 2.4

Закрытый резервуар заполнен маслом плотностью ρмасл = 900 кг/м3. На поверхности масла действует избыточное давление рман = 0,1 ат. Выход из резервуара сделан в виде патрубка прямоугольного сечения высотой h и шириной b. Патрубок закрывается крышкой, поворачивающейся относительно оси шарнира А (рис. 2.4).

Определить ширину крышки, чтобы сила F, приложенная к верхней кромке крышки, не превышала 1 кН (F ≤ 1,0 кН). Принять высоту крышки h = 0,4 м, глубину масла над верхней кромкой крышки а = 0,6 м.

2.4

Задача 2.5

Поворотный клапан АО закрывает выход из бензобака в трубу квадратного сечения со стороной a = 0,3 м. Клапан опирается на срез трубы, сделанный под углом α = 45°. С другой стороны клапана – воздух (рис. 2.5).

Определить силу натяжения троса T, необходимую для открытия клапана, если уровень бензина над нижней кромкой клапана H = 0,85 м, давление на поверхности бензина соответствует показанию манометра pман = 0,05 ат. Плотность бензина ρ = 700 кг/м3. Трение в шарнирной опоре О и в ролике В не учитывать.

2.5

Задача 2.6

Вход в туннель перекрыт прямоугольным деревянным щитом, который удерживается в вертикальном положении двумя тросами (рис. 2.6). Ширина щита B = 2,0 м, толщина досок δ = 60 мм. Глубина воды над верхней кромкой щита h = 0,8 м. Щит удерживает напор воды слева h1 = 3,2 м, глубина воды в туннеле h2 = 1,6 м. Рассчитать аналитическим и графоаналитическим методами силы давления воды на щит слева и справа, глубины центров давления для этих сил, показать линии действия этих сил.

Определить равнодействующую сил давления, а также подъемное усилие (Т) тросов. Коэффициент трения в направляющих пазах f = 0,5. Принять плотность дерева ρдер = 1,2 · 103 кг/м3, воды ρ = 103 кг/м3.

Задача 2.7

В плотине сделано водопропускное отверстие в виде трубы диаметром d = 1,0 м. Труба перекрывается круглым затвором, имеющим неподвижную горизонтальную ось вращения, проходящую через точку А (рис. 2.7).

Определить начальную силу натяжения троса (Т) для открытия затвора. Трос прикреплен к нижней кромке под углом α = 60° к горизонту. Глубина воды над нижней кромкой затвора Н = 2,5 м. Массу затвора не учитывать.

2.7

Задача 2.8

Закрытый резервуар, заполненный маслом плотностью ρмасл = 900 кг/м3, имеет выпускную трубу диаметром D = 600 мм, перекрытую дисковым затвором с осью поворота, проходящей горизонтально через точку О (рис. 2.8). На поверхности масла действует манометрическое давление рман = 8 кПа. Уровень масла над нижней кромкой трубы Н = 0,9 м. Определить равнодействующую давления на дисковый затвор и момент этой силы относительно оси поворота затвора.

Задача 2.9

Сферический резервуар, плавающий в воде, имеет люк, закрытый изнутри плоской круглой крышкой диаметром d = 1,0 м (рис. 2.9).

Определить горизонтальную равнодействующую давления на крышку, линию действия силы и ее положение, если абсолютное давление внутри резервуара pабс = 95 кПа, уровень воды над осью крышки H = 1,2 м.

Найти расстояние (е) от линии действия равнодействующей до оси крышки.

2.9

Задача 2.15

Выход из резервуара, заполненного водой, представляет патрубок, который закрывается круглой крышкой диаметром D = 600 мм. Крышка может поворачиваться вокруг шарнира A (рис. 2.14).

Определить силу T для удержания крышки в закрытом положении, если показание ртутного манометра hрт = 120 мм, высота уровня масла над ртутью hм = 50 мм. Принять а = 500 мм, плотность ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3; плотность масла ρмасл = 900 кг/м3.

2-14

Задача 2.21

Определить нормальное усилие F, приложенное к наклонной крышке АВ для удержания крышки в закрытом положении. Крышка расположена под углом α = 60° к горизонту, укреплена с помощью шарнира В и перекрывает патрубок квадратного сечения со стороной а = 200 мм. Патрубок заполнен маслом плотностью ρмасл = 900 кг/м3 (рис. 2.20).

К дну патрубка присоединен пьезометр, показание которого H = 300 мм. Сила F приложена по нормали к крышке на расстоянии b = 50 мм от стенки патрубка. Силу тяжести крышки не учитывать.

2-20

Задача 2.49

Промывочный колодец для удаления загрязненной воды имеет отводную трубу диаметром d = 200 мм, перекрываемую плоским круглым клапаном. Периодическое открытие клапана производится с помощью троса, прикрепленного к шарнирному устройству с осью в точке А (рис. 2.47).

Определить силу натяжения троса T при глубине заполнения колодца H = 1,8 м. Нижняя кромка отверстия находится на расстоянии a = 100 мм от дна, верхняя кромка – на расстоянии b = 200 мм от шарнира. Трос укреплен на расстоянии с = 150 мм от оси клапана. Принять плотность загрязненной воды ρ = 1050 кг/м3.

2.47

Задача 3.3

По дну водоема проложен стальной трубопровод диаметром d = 400 мм для пропуска загрязненных сточных вод в очистные сооружения. Трубопровод уложен на глубине H = 10 м (рис. 3.3).

Определить силу, действующую на трубопровод сверху (Rверт); силы, действующие на боковые поверхности (Rгор); рассчитать минимальную толщину стенок (δ) незатопленной трубы, чтобы исключить возможность ее всплытия.

Принять плотность воды ρ = 103 кг/м3; плотность стали ρст = 7800 кг/м3.

Расчеты отнести к длине трубы l = 1,0 м.

3.3

Задача 3.4

Резервуар, заполненный маслом плотностью ρмасл = 900 кг/м3, имеет донное круглое отверстие диаметром d = 400 мм, которое перекрывается коническим клапаном высотой h = 300 мм (рис. 3.4).

Определить силу натяжения троса T, необходимую для открытия клапана, если глубина заполнения резервуара H = 1,2 м, абсолютное давление на поверхности масла pабс = 1,09 ат. Масса клапана М = 5,0 кг. Трение в ролике В не учитывать.

3.4

Задача 3.5

Резервуар, заполненный маслом плотностью ρмасл = 880 кг/м3, имеет донное отверстие диаметром d = 300 мм, которое перекрывается коническим клапаном высотой h = 240 мм (рис. 3.4).

Определить глубину заполнения резервуара H, если сила натяжения троса необходимая для открытия клапана, T = 368,2 Н; абсолютное давление на поверхности масла pабс = 0,94 ат. Масса клапана М = 4,0 кг. Трение в ролике В не учитывать.

Задача 3.6

Водонапорный бак оборудован устройством для ограничения уровня воды в виде полусферического клапана А диаметром d = 150 мм, соединенного тягой с цилиндрическим поплавком В диаметром D = 400 мм.

При повышении уровня воды выше предельного значения погружение поплавка достигает такой величины, при которой выталкивающая сила для поплавка превышает силу давления воды на клапан и силу тяжести устройства. Клапан открывается, через донное отверстие сбрасывается часть воды. При снижении уровня воды клапан закрывается (рис. 3.5).

Определить расстояние h от дна резервуара до низа поплавка, при котором будет обеспечена глубина заполнения Н = 4,0 м. Сила тяжести устройства G = 125 Н.

Задача 3.7

В резервуаре, заполненном бензином, боковое круглое отверстие диаметром d = 400 мм закрыто конусной крышкой длиной l = 300 мм (рис. 3.6). Определить растягивающее (Rраст) и срезающее (Rсрез) усилия для шести болтов, крепящих крышку. Показать их линии действия и геометрическое положение.

Уровень бензина над верхней кромкой крышки h = 1,5 м. Показание мановакуумметра соответствует манометрическому давлению pман = 0,15 ат. Плотность бензина ρбенз = 750 кг/м3. Масса конической крышки М = 4,0 кг.

3.3

Задача 3.9

Определить силу давления бензина на полусферическое дно цилиндрического резервуара радиусом r = 0,4 м (рис. 3.7), если показание манометра, установленного на расстоянии h = 0,8 м от дна резервуара, pман = 0,12 ат. Принять плотность бензина ρбенз = 720 кг/м3.

3.7

Задача 3.8

В резервуаре, заполненном бензином, боковое круглое отверстие диаметром d = 450 мм закрыто конусной крышкой длиной l = 350 мм, закрепленной на болтах (см. рис. 3.6). Уровень бензина над верхней кромкой крышки h = 1,2 м.

Определить показание мановакуумметра (pмв), установленного над свободной поверхностью бензина, если растягивающее усилие в шести болтах Rраст = 3,5 кН. Рассчитать срезающее усилие в болтах (Rсрез), соответствующее вертикальной силе давления, показать его линию действия и геометрическое положение. Масса крышки М = 5,0 кг. Плотность бензина ρ = 720 кг/м3.

Купить задачу 3.8

Задача 3.13

Определить равнодействующую давления масла на цилиндрическую стенку резервуара АВ (рис. 3.10), линию действия, угол наклона силы и глубину погружения центра давления (hDравн), если глубина наполнения H = 0,8 м; радиус цилиндрической части r = 0,6 м, секторный угол 90°; длина образующей цилиндрической поверхности L = 1,2 м. Плотность масла ρмасл = 860 кг/м3.

Задача 3.15

Определить величину и угол наклона к горизонту равнодействующей давления воды на стенку резервуара АКВ, состоящую из вертикальной плоской стенки АК и цилиндрической поверхности КВ с секторным углом 90° (рис. 3.12).

Ширина резервуара L = 3,0 м, напоры воды соответственно Н1 = 2,0 м, Н2 = 1,0 м.

3.12

Задача 3.17

Определить величину равнодействующей давления воды (R) на криволинейную стенку АВ (рис. 3.14), линию действия, угол наклона к горизонту (α) и глубину центра давления (hDравн) для силы. Длина стенки L = 3,0 м, удерживаемый напор Н = 1,5 м. Стенка АВ представляет часть цилиндрической поверхности с секторным углом φ = 60°.

3.14

Задача 3.21

В закрытом резервуаре, заполненном бензином, в боковой плоской стенке сделано круглое отверстие, которое закрывается полусферической крышкой радиусом r = 0,6 м (рис. 3.18). Крышка укреплена с помощью шарнира в точке А. На расстоянии h = 1,2 м от шарнира на свободной поверхности бензина действует вакуумметрическое давление pвак = 0,05 ат. Определить усилие F для удержания крышки в закрытом положении. Принять плотность бензина ρбенз = 710 кг/м3.

3.18

Задача 3.25

Закрытый цилиндрический резервуар диаметром D = 1,2 м с полусферическим дном заполнен бензином плотностью ρ = 720 кг/м3 (см. рис. 3.21). Сила давления бензина на дно резервуара R = 24,0 кН.

Определить показание манометра (pман), установленного на высоте h = 0,8 м от оси полусферы.

3.21

Задача 3.26

Закрытый цилиндрический резервуар диаметром D = 1,2 м с полусферическим дном заполнен трансформаторным маслом плотностью ρмас = 880 кг/м3. Глубина заполнения H = 1,8 м. На поверхности масла действует вакуумметрическое давление pвак = 0,07 ат (рис. 3.22).

Определить силу давления масла на полусферическое дно резервуара.

3.22

Задача 3.34

Определить усилие F, которое нужно приложить к полусферической крышке резервуара с водой (рис. 3.27) для удержания ее в закрытом положении, если радиус полусферы r = 0,2 м. Крышка крепится шарнирно в точке А на плоской верхней поверхности резервуара. Показание пьезометра, установленного на уровне шарнира, h = 0,6 м.

3.16

Задача 3.36

В закрытом резервуаре, заполненном водой, круглое боковое отверстие закрыто конусной крышкой диаметром d = 600 мм и длиной l = 500 мм. Крышка крепится болтами и входит внутрь резервуара (рис. 3.28). На высоте h = 0,7 м от оси крышки установлен манометр, показание которого pман = 0,08 ат.

Определить равнодействующую давления воды на коническую крышку, показать ее линию действия, точку приложения и угол наклона к горизонту.

Плотность воды ρ = 103 кг/м3. Чертеж представить в масштабе.

3.28

Задача 3.47

Определить равнодействующую давления бензина (R) на полусферическую крышку ACB радиусом r = 0,3 м, входящую внутрь закрытого резервуара (см. рис. 3.34), показать линию действия силы, точку приложения силы к криволинейной поверхности и угол наклона (α) силы к горизонту. На уровне нижней части крышки показание манометра pман = 0,09 ат. Принять плотность бензина ρбенз = 750 кг/м3. Чертеж представить в масштабе.

Задача3.34

Задача 4.1

Для определения скорости движения воды по оси потока в трубопроводе выведены пьезометрическая трубка и трубка Пито. Разность показаний трубок h = 10 см (рис. 4.1).

Определить скорость по оси потока (umax).

Задача 4.3

Определить скорость движения воды по оси трубы (umax), если разность показаний между трубкой Пито и трубкой статического напора, определяемая по U-образной трубке, заполненной ртутью, h = 15 мм (рис. 4.2). Принять плотности жидкостей: воды ρ = 103 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3.

4.2

Задача 4.5

В пневмотранспортной системе регулирование скорости и расхода воздуха осуществляется с помощью задвижки и контролируется по U-образному спиртовому мановакуумметру, установленному на входном участке коллектора. Определить, каким должно быть показание мановакуумметра (hсп) на трубе диаметром d = 100 мм при расходе воздуха Q = 180 л/с. Принять коэффициент сопротивления на входе в коллектор ζвх = 0,2; плотность воздуха ρвозд = 1,22 кг/м3; плотность спирта ρсп = 880 кг/м3 (рис. 4.4).

4-4

Задача 4.6

Для определения расхода воздуха в пневмотранспортной системе на входе в воздуховод установлен входной коллектор с плавным входом (рис. 4.5).

Определить расход воздуха (Q) в воздуховоде диаметром d = 100 мм, если показание чашечного микроманометра, заполненного спиртом, lсп = 125 мм; синус угла наклона трубки микроманометра sinα = 0,4. Принять коэффициент сопротивления на входе в коллектор ζвх = 0,1; плотность воздуха ρвозд = 1,25 кг/м3; спирта ρсп = 890 кг/м3.

Рис. 4.5

Задача 4.12

На горизонтальном трубопроводе на расстоянии l = 40 м выведен U-образный дифференциальный пьезометр, заполненный ртутью для определения потерь напора по длине (hl) (рис. 4.9). Разность уровней ртути в U-образной трубке h = 70 мм; диаметр трубопровода d = 100 мм; расход воды Q = 9,0 л/с.

Определить коэффициент Дарси (λ), вычислить гидравлический уклон (I). Плотность жидкостей: воды ρ = 103 кг/м3; ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3.

4.9

Задача 4.15

На водопроводной трубе диаметром d1 = 50 мм установлен пробковый кран с углом закрытия α = 20°, разность показаний пьезометров, соответствующая потерям напора в кране, hкр = 45 см (рис. 4.11).

Определить разность показаний пьезометров (h) при внезапном расширении трубы до диаметра d2 = 100 мм. Потерями напора по длине между краном и внезапным расширением можно пренебречь.

4-11

Задача 4.16

Из магистрального трубопровода бензин по трубе диаметром d = 100 мм и длиной l = 150 м подается в бензохранилище. Уровень бензина в бензохранилище ниже оси трубы на величину h = 0,4 м (рис. 4.12).

Определить показание манометра в начале трубопровода для обеспечения пропускной способности Q = 6,0 л/с. На трубе установлена задвижка Лудло со степенью открытия a/d = 3/4. Принять шероховатость трубы Δ = 0,5 мм. Плотность бензина ρбенз = 750 кг/м3; коэффициент кинематической вязкости бензина νбенз = 0,85 · 10-6 м2/с.

4.12

Задача 4.21

Из бака с постоянным напором (H = const) вода подается в зумпф, уровень воды в котором также постоянный и ниже оси трубы на величину h = 2,0 м (рис. 4.15).

Определить напор воды (H) в баке, чтобы расход воды, пропускаемый по трубопроводу диаметром d = 100 мм и длиной l = 80 м, был Q = 14,0 л/с.

Труба водопроводная, чугунная с абсолютной шероховатостью Δ = 1,0 мм. В системе установлен пробковый кран с углом закрытия α = 30°.

Плотность воды ρ = 103 кг/м3; коэффициент кинематической вязкости воды ν = 1 · 10-6 м2/с.

Задача 4.22

Для установки, представленной в задаче 4.21 и на рис. 4.15, определить, какой расход (Q) может пройти по трубе диаметром d = 100 мм с абсолютной шероховатостью Δ = 1,0 мм, длиной l = 100 м. Угол закрытия пробкового крана α = 30°. Действующий напор в баке H = 3,2 м, понижение уровня воды в зумпфе h = 2,0 м.

Считать режим движения воды турбулентным, а область сопротивления квадратичной. По окончании расчета проверить режим движения и область сопротивления.

Плотность воды ρ = 103 кг/м3; коэффициент кинематической вязкости воды ν = 1 · 10-6 м2/с.

Задача 4.23

При постоянном напоре вода по двум трубам подается из резервуара А в резервуар В (рис. 4.16).

Определить разность уровней воды в резервуарах (H) при расходе Q = 6,0 л/с. Диаметры и длины труб: d1 = 50 мм, l1 = 5,0 м; d2 = 100 мм, l2 = 10 м, соответственно абсолютная шероховатость труб: Δ1 = 0,5 мм, Δ2 = 0,6 мм. На трубе диаметром d1 на расстоянии (1/3)l1 от входа в трубу установлен вентиль с коэффициентом сопротивления равным ζвент = 4,0.

Учесть потери напора на входе и выходе трубопровода, а также при внезапном расширении.

Принять коэффициент кинематической вязкости воды ν = 1 · 10-6 м2/с.

Построить напорную и пьезометрическую линии, показать эпюру потерь напора.

4.16

Задача 4.31

С помощью насоса вода подается в напорный бак на высоту Н = 6,0 м, диаметр трубы d = 100 мм, длиной l = 80 м. Показание манометра в начале трубопровода pман1 = 1,5 ат, в конце pман2 = 0,75 ат (рис. 4.21).

Определить, при каком коэффициенте сопротивления пробкового крана будет обеспечен расход Q = 6,0 л/с.

Принять абсолютную шероховатость трубы Δ = 0,5 мм, коэффициент кинематической вязкости воды ν = 1 · 10-6 м2/с.

Задача 4.33

Определить, на какой высоте (h) следует установить шестеренчатый насос системы смазки, подающий масло «Турбинное 22» при расходе Q = 0,6 л/с по стальной трубе диаметром d = 35 мм и длиной l = 2,0 м. Показание вакуумметра на входе в насос pвак = 0,15 ат (рис. 4.23).

В системе установлен пробковый кран с углом закрытия α = 40°. Учесть потери напора в двух коленах при ζкол = 0,86 и на входе в трубу из маслобака ζвх = 0,5. Принять плотность масла ρмасл = 900 кг/м3, коэффициент кинематической вязкости масла νмасл = 22 · 10-6 м2/с.

6.20

Задача 4.37

Определить предельную длину трубопровода диаметром d = 100 мм с абсолютной шероховатостью Δ = 0,1 мм, с помощью которого бензин плотностью ρбенз = 720 кг/м3 и коэффициентом кинематической вязкости νбенз = 0,65 · 10-6 м2/с может быть поднят на высоту Н = 15,5 м при пропускной способности Q = 8,0 л/с, если показание манометра после насоса рман = 1,2 ат (рис 4.26). Истечение бензина происходит под уровень. Учесть потери напора в пробковом кране при угле закрытия α = 30°, трех коленах и на выходе из трубы в резервуар больших размеров.

Задача 4.38

Из напорного бака по стальной трубе длиной l = 30,0 м, диаметром d = 50 мм с абсолютной шероховатостью Δ = 0,15 мм бензин подается в открытый резервуар (рис. 4.27). Транспортирование производится при постоянном напоре Н = 5,0 м. На поверхности бензина в баке действует вакуумметрическое давление (pвак). Пропускная способность системы Q = 2,5 л/с. На трубопроводе установлен вентиль с коэффициентом сопротивления ζвент = 8,0.

Определить величину вакуума (pвак) в бензобаке. Принять плотность бензина ρбенз = 750 кг/м3; коэффициент кинематической вязкости бензина νбенз = 0,9 · 10-6 м2/с.

4-17

Задача 4.39

В трубопроводной системе, описанной в задаче 4.38 и представленной на рис. 4.27, бензин транспортируется по новой стальной трубе диаметром d = 50 мм с абсолютной шероховатостью Δ = 0,05 мм, длиной l = 25,0 м.

Действующий напор Н = 4,0 м, вакуумметрическое давление на поверхности бензина в баке pвак = 0,15 ат.

Определить, каким должен быть коэффициент сопротивления вентиля (ζвент) для обеспечения пропускной способности Q = 2,0 л/с. Плотность бензина ρбенз = 750 кг/м3; коэффициент кинематической вязкости бензина νбенз = 0,9 · 10-6 м2/с.

4-17

Задача 4.47

Истечение воды в атмосферу происходит по горизонтальной трубе диаметром d = 50 мм, длиной l = 12,0 м при постоянном напоре в резервуаре H = 4,0 м (рис. 4.33). На расстоянии l/3 от входа в трубу установлен пьезометр, показание которого h = 2,4 м.

Определить расход воды (Q, л/с) и коэффициент гидравлического сопротивления (λ). Потерями на входе в трубу пренебречь.

Построить пьезометрическую линию и линию полного напора, показать эпюру потерь напора.

Задача 4.48

Вода из напорного бака с постоянным напором (H = const) по горизонтальной трубе диаметром d = 50 мм вытекает в атмосферу (рис. 4.34). Труба водопроводная нормальная состоит из трех участков длиной l = 5,0 м каждый. Участки разделены пьезометрами, разность показаний которых Δh = 1,9 м. На середине второго участка установлен пробковый кран с углом закрытия α = 30°.

Определить действующий напор (H) и расход воды (Q). Потерями напора при входе в трубу пренебречь.

Построить пьезометрическую линию и линию полного напора, показать эпюру потерь напора.

4-23

Задача 4.53

Поршень диаметром D = 200 мм движется равномерно вверх в цилиндре, засасывая воду из открытого водоема с постоянным уровнем по трубопроводу диаметром d = 50 мм и длиной l = 12 м (рис. 4.38). Труба водопроводная нормальная имеет два колена, вход в трубу с острыми кромками и выход воды под уровень. Когда поршень находится выше уровня воды в водоеме на высоте h = 2 м, необходимая сила для его перемещения F = 2,4 кН.

Определить скорость подъема поршня (Vп) и найти, до какой высоты hmax его можно поднимать с такой скоростью без опасности отрыва от него жидкости, если давление насыщенных паров pн.п. = 4,25 кПа. Давление насыщенных паров учитывать как абсолютное давление под поршнем. Массой поршня, трением его о стенки и потерями напора в цилиндре можно пренебречь.

Задача 5.1

Из водонапорной башни А по трем последовательно соединенным трубам вода поступает в напорный бак D с отметкой горизонта воды 12,0 м. Расход воды в системе Q = 18,4 л/с. Диаметры и длины участков трубопровода: d1 = 200 мм, l1 = 600 м; d2 = 150 мм, l2 = 500; d3 = 125 мм, l3 = 400 м. Система работает при постоянном напоре (рис. 5.1).

Определить отметку горизонта воды в водонапорной башне (Hбашни), а также напоры в пунктах В (HВ) и С (HС). Построить пьезометрическую линию, показать эпюру потерь напора.

Трубы водопроводные нормальные. Потери напора в местных сопротивлениях принять равными 10 % от потерь по длине.

Задача 5.3

Водонапорная башня А с отметкой 22,0 м питает два потребителя – В и С – через систему двух последовательно соединенных труб. Пьезометрический напор в конце первого участка равен hp = 15,0 м (рис. 5.3).

Определить расход воды на первом участке (Q1) и расход потребителя С (QC), а также отметку потребителя С. Принять расход потребителя В QB = 10 л/с.

Диаметры и длины участков водопроводной системы соответственно: d1 = 150 мм, l1 = 600 м; d2 = 125 мм; l2 = 500 м. Трубы водопроводные нормальные. Местные потери напора принять равными 5 % от потерь по длине. Построить пьезометрическую линию.

Рис. 5.3

Задача 5.5

Из водонапорного бака А с избыточным давлением на поверхности рман = 19,6 кПа по трем последовательно соединенным трубам вода подается потребителям В, С и D с одинаковыми расходами: QB = QC = QD = Q. У потребителя D – выход воды в атмосферу (рис. 5.5).

Определить расход воды на каждом участке трубы, диаметры и длины участков соответственно: d1 = 200 мм, l1 = 600 м; d2 = 150 мм, l2 = 500 м; d3 = 125 мм, l3 = 400 м.

Действующий напор H = 15 м считать постоянным. Трубы водопроводные нормальные. Местные потери принять равными 10% от потерь по длине. Построить пьезометрическую линию и эпюру потерь напора.

5.5

Задача 5.6

Из водонапорного бака с избыточным давлением на поверхности (рман) по трём последовательно соединённым трубам вода подаётся трём потребителям В, С и D (см. рис. 5.5) с расходами: QB = 13,0 л/с; QC = 12,0 л/с; QD = 10,0 л/с. У потребителя D принять выход воды в атмосферу.

Диаметры и длины участков сети: d1 = 200 мм, l1 = 600 м; d2 = 150 мм, l2 = 450 м; d3 = 125 мм, l3 = 400 м. Действующий напор H = 6,5 м считать постоянным.

Определить, каким должно быть избыточное давление на поверхности воды в баке (pман) для обеспечения расходов потребителей. Построить пьезометрическую линию с указанием пьезометрических напоров HВ и HС в пунктах В и С, показать эпюру потерь напора.

Трубы водопроводные нормальные. Местные потери принять равными 10% от потерь по длине.

5.5

Задача 5.7

Из водонапорной башни по трубопроводам вода поступает четырём потребителям – А, В, С и D – на отметку 12,0 м. Расходы потребителей составляют: QA = 6,0 л/с; QB = QC = 8,0 л/с; QD = 10,0 л/с (рис. 5.6).

Определить отметку уровня воды в водонапорной башне (Hбашни), считая её постоянной. Построить пьезометрическую линию и эпюру потерь напора, показать отметки пьезометрических напоров в узловых точках A, В и С. Диаметры и длины участков труб: d1 = 200 мм, l1 = 400 м; d2 = 200 мм. l2 = 450 м; d3 = 150 мм, l3 = 350 м; d4= 125 мм, l4 = 300 м. Потери напора в местных сопротивлениях принять равными 5 % от потерь по длине.

5.5

Задача 5.8

Из водонапорной башни с постоянной отметкой уровня воды при Hбашни = 24 м, по трубопроводной системе вода подается четырем потребителям – А, В, С и D – на отметку H = 12,0 м (см. рис. 5.6).

Определить, какой расход подается каждому потребителю (QА, QВ, QС, QD), если отметки пьезометрической линии в узловых точках: HА = 20,9 м; HВ = 18,7 м; HС = 15,0 м. Диаметры и длины участков труб: d1 = 200 мм, l1 = 400 м; d2 = 200 мм. l2 = 450 м; d3 = 150 мм, l3 = 350 м; d4= 125 мм, l4 = 300 м.

Потери напора в местных сопротивлениях принять равными 5 % от потерь по длине. Показать распределение пьезометрического напора и эпюру потерь напора для системы.

5.5

Задача 5.9

Из водонапорной башни с постоянным напором H = 17,0 вода подается двум потребителям А и В (рис. 5.7). Расходы потребителей: QА = 21,0 л/с, QВ = 14,5 л/с. Диаметры и длины трубопроводов до потребителей: d1 = 150 мм, l1 = 650 м; d2 = 125 мм, l2 = 400 м.

Определить остаточные напоры у потребителей hостА и hостВ. Трубы водопроводные нормальные. Потери напора в местных сопротивлениях принять 5 % от потерь по длине.

5.7

Задача 5.14

От насосной установки вода подается двум потребителям – А и В – с расходами QА = 15,0 л/с и QВ = 20,0 л/с. У потребителя В вода подается на высоту 12,0 м (рис. 5.11).

Определить показание манометров после насоса (pман) и на середине второго участка (pман1). Диаметры и длины участков: d1 = 200 мм, l1 = 700 м; d2 = 150 мм, l2 = 600 м.

Трубы водопроводные нормальные. Местные потери принять равными 5 % от потерь напора по длине. Построить пьезометрическую линию и эпюру потерь напора.

5.11

Задача 5.15

Из водонапорной башни А вода поступает потребителю D система включает параллельное соединение труб на участке ВC (рис. 5.12).

Определить действующий напор (Н), а также распределение расхода в параллельных участках (Q2, Q3, Q4), если общий расход Q = 52,0 л/с.

Диаметры и длины участков сети: d1 = 250 мм, l1 = 400 мм; d2 = 150 мм, l2 = 500 мм; d3 = 125 мм, l3 = 450 мм; d4 = 150 мм, l4 = 550 мм; d5 = 200 мм, l5 = 350 мм. Трубы водопроводные нормальные. Местные сопротивления принять равными 10% от потерь по длине.

Построить пьезометрическую линию, показать эпюру потерь напора.

5-12

Задача 5.18

Из водонапорной башни А по системе труб вода подаётся потребителю D в количествеQD = 37,0 л/с. Горизонт воды в баке удерживается на постоянной отметке 18,0 м. На участке BC трубы закольцованы (см. рис. 5.13).

Диаметры и длины трубопроводов: d1 = 150 мм,  l1 = 380 м; d2 = 125 мм, l2 = 420 м; d3 = 200 мм, l3 = 400 м. Трубы водопроводные нормальные.

Определить расход воды на первом (Q1) и втором (Q2) участках, а также остаточный напор у потребителя D (hостD).

Потери напора на участке AB не учитывать. Потери напора в местных сопротивлениях составляют 5 %  от потерь по длине.

Построить пьезометрическую линию и эпюру потерь напора.

Задача 5.19

От насосной установки по трубопроводной системе с параллельным соединением труб вода подается двум потребителям – А и В – с расходами QА = 10,0 л/с и QВ = 12,0 л/с (рис. 5.14). Длины и диаметры участков системы:d1 = 100 мм, l1 = 500 м; d2 = 125 мм, l2 = 700 м;d3 = 125 мм, l3 = 600 м. Высота подъема воды у потребителя В относительно магистрального трубопровода HВ = 8 м.

Определить распределение расходов в параллельных участках труб (Q1 и Q2), а также показание манометра, установленного после насоса (pман). Местные сопротивления принять равными 5% от потерь по длине. Потери напора на участке от насоса до узла разветвления труб не учитывать. Трубы водопроводные нормальные уложены на одном горизонте.

Построить пьезометрическую линию и эпюру потерь напора в вертикальной плоскости чертежа.

Задача 5.22

Из центральной водонапорной башни с постоянным напором Н снабжаются три потребителя – А, В и С  с расходами: QА = 8,0 л/с; QВ = 10 л/с; QС = 32,0 л/с (см. рис. 5.15). Система включает параллельное соединение труб на участке АВ. Диаметры участков трубопроводов: d1 = 250 мм, l1 = 600 мм; d2 = 200 мм, l2 = 550 мм; d3 = 150 мм, l3 = 400 мм; d4 = 200 мм, l4 = 650 мм. Трубы водопроводные нормальные проложены на одном горизонте.

Определить расходы воды в параллельных участках (Q2 и Q3), а также действующий напор Н при условии, что остаточный напор у потребителя С должен быть не менее 10 м (hост ≥ 10 м).

Потери напора в местных сопротивлениях принять равными 10 %  от потерь напора по длине. Построить пьезометрическую линию и эпюру потерь напора.

5-15

Задача 5.27

Три потребителя – A, B и C – снабжаются водой из водонапорной башни по системе труб, уложенных на одном горизонте. Потребителю A отводится расход QА = 12,0 л/с; потребителю BQВ = 17,0 л/с. На участке между потребителями A и B трубы закольцованы, в узлах отвода воды выведены манометры М1 и М2 (рис. 5.19). Показание второго манометра pман2 = 2,2 ат.

Диаметры и длины участков трубопроводов: d1 = 250 мм, l1 = 500 м; d2 = 200 мм, l2 = 550 м; d3 = 150 мм, l3 = 440 м; d4 = 150 мм, l4 = 600 м.

Определить расходы воды, поступающей от водонапорной башни (Q), расход потребителя С (QС), показание первого манометра (pман1), а также отметку горизонта воды в напорной башне (Нбашн).

Отметка потребителя С равна 3,0 м, остаточный напор у потребителя С hостС ≥ 10,0 м.

Трубы водопроводные нормальные, Потери напора в местных сопротивлениях принять равными 10 % от потерь напора по длине.

Построить пьезометрическую линию и эпюру потерь напора.

5.19

Задача 5.32

Два потребителя – В и С – с расходами QВ и QС питаются от насосной установки. Отметки, на которые надо поднять воду у потребителей: hB = 12,0 м; hС = 10,0 м (рис. 5.32). Диаметры трубопроводов на втором и третьем участках: d2 = 150 мм, d3 = 125 мм; длины участков водопроводной системы соответственно равны l1, l2, l3.

Определить расход воды на магистральном участке Q1, рассчитать диаметр трубы первого участка d1 при условии, что эксплуатационная скорость не должна превышать 1,2 м/с (Vэкс ≤ 1,2 м/с).

Рассчитать показание манометра pман, установленного после насоса. Трубы водопроводные нормальные. Потери напора в местных сопротивлениях принять равными 10% от потерь по длине.

6.38

Задача 5.34

От насосной установки по трубопроводной системе, представленной в плане на рис. 5.21, вода подается потребителю С в количестве QС = 14,0 л/с. Система включает кольцевое соединение труб на участке АВ: d1 = 150 мм, l1 = 400 м; d2 = 125 мм, l2 = 360 м. На участке ВС диаметрам d3 = 200 мм длиной l3 = 500 м предусмотрен путевой расход Qпут = 22,0 л/с.

Определить расходы воды в параллельных трубах (Q1 и Q2, а также показание манометра после насоса (pман), если остаточный напор у потребителя С должен быть не менее 10 м (hостС ≥ 10 м).

Потери напора на участке от насоса до узла разветвления труб А не учитывать. Потери напора в местных сопротивлениях принять равными 10% от потерь напора по длине. Трубы нормальные водопроводные.

Построить пьезометрическую линию и эпюру потерь напора в вертикальной плоскости чертежа.

5.14

Задача 5.37

Насос, дающий подачу Q = 20 л/с, перекачивает воду в резервуар по трем параллельным трубам под уровень H = 3,0 м (рис. 5.23).

Определить показание манометра (pман), установленного на линии нагнетания, а также расходы воды в каждой трубе. Принять диаметры и длины параллельных участков сети: d1 = 150 мм, l1 = 450 м; d2 = 100 мм, l2 = 400 м; d3 = 125 мм, l3 = 450 м.

Трубы водопроводные нормальные уложены на одном горизонте. Местные потери составляют 10 % от потерь по длине. Потери напора на магистральном участке с расходом Q не учитывать.

Оценить, как изменится показание манометра, если один или два из параллельных трубопроводов будут отключены.

6.43

Задача 5.42

Система водоснабжения, представленная в плане на рис. 5.26, имеет три потребителя – А, В и С. Определить расходы воды у потребителей (QА, QВ, QС в л/с), если свободные (остаточные) напоры у потребителей: hА = 20,0 м; hВ = 14,0 м; hС = 15,0 м. Показание манометра, установленного после насоса, pман = 2,7 ат. Потребители расположены на одном горизонте.

Диаметры и длины участков сети: d1 = 200 мм, l1 = 600 м; d2 = 150 мм, l2 = 500 м; d3 = 125 мм, l3 = 400 м. Трубы водопроводные нормальные. Потери напора в местных сопротивлениях принять равными 10 % от потерь по длине. Построить в аксонометрии пьезометрическую линию.

5.26

Вариант 6

При закрытом кране на трубопроводе диаметром d = 50 мм и длиной l = 10 м показание манометра перед краном pман = 0,18 ат.

Определить показание манометра при открытом кране, если слив воды происходит в мерную ёмкость. За время t = 30 с наполняется объем W = 70,5 л. Труба водопроводная с абсолютной шероховатостью Δ = 1,0 мм. Учесть потери напора на входе в трубу с острыми кромками. Принять коэффициент кинематической вязкости воды ν = 1 · 10-6 м2/с.

Вариант 7

Из напорного бака с постоянным напором H = 3,0 м вода подается в зумпф по двум трубам d1 = 100 мм длиной l1 = 5,0 м и d2 = 50 мм длиной l2 = 8,0 м. Определить расход воды в трубопроводе и скорости движения воды в каждой трубе. На трубе диаметром d1 установлен пробковый кран с углом закрытия α = 40°. Учесть потери напора на входе в трубу с острыми кромками, а также при внезапном сужении (ζв.с = 0,38). Трубы водопроводные нормальные.

7

Вариант 10

С помощью насоса вода подается в напорный бак на высоту Н = 6,0 м, диаметр трубы d = 100 мм, длиной l = 80 м. Показание манометра в начале трубопровода pман1 = 1,5 ат, в конце pман2 = 0,75 ат. Определить, при каком коэффициенте сопротивления пробкового крана будет обеспечен расход Q = 6,0 л/с. Принять абсолютную шероховатость трубы Δ = 0,5 мм, коэффициент кинематической вязкости воды ν = 1 · 10-6 м2/с.

Вариант 15

Для измерения расхода воды в трубопроводе диаметром d1 = 100 мм установлен расходомер Вентури с диаметром цилиндрической части d2 = 50 мм. К широкой и узкой части расходомера подсоединены пьезометры в виде U-образной трубки, расстояние между которыми равно z.

 Пренебрегая потерями напора в расходомере, определить скорости в широкой и узкой частях трубы Вентури, а также расход воды в трубопроводе, если разность показаний пьезометров h = 40 см. При расчете давлением воздуха в пьезометре пренебречь. Коэффициент Кориолиса принять равным единице (α = 1,0).

Вариант 23

Осадки отводятся новой стальной трубой с пропускной способностью Q = 6 л/с. Найти потребную площадь поперечного сечения трубы, если его форма прямоугольная с соотношением сторон 1,7:1 и оно полностью заполнено водой. Пренебречь скоростным напором на свободной поверхности и гидравлическими потерями в колене.

23

Задача 7

Нефть с помощью насоса поднимается на высоту H = 12,0 м по трубопроводу диаметром d = 50 мм. Определить показание второго манометра на pман2 на расстоянии l = 50 м от первого манометра, установленного в начале участка трубы, показание которого pман1 = 1,62 ат. Расход нефти Q = 1,3 л/с, плотность нефти ρнефт = 900 кг/м3, коэффициент кинематической вязкости нефти νнефт = 0,28 · 10-4 м2/с.

В системе установлен пробковый кран с углом закрытия α = 40° и два колена с коэффициентом сопротивления ζ = 0,8. Считать H = const.

7

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , , , | Комментарии (2)

Расчетно-графическая работа по гидравлике

РМ.МАДИ.11

Решение задач по гидравлике

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

«Расчет силового воздействия жидкости на плоские и криволинейные поверхности»

Задача 2_1

1. Построить эпюру распределения нормального избыточного давления на заданную поверхность, а также эпюры горизонтальной и вертикальной составляющих на криволинейную поверхность.

2. Найти силы и центры давления на каждый из участков заданной поверхности.

Ширина стенки b = 1 м, h = 1 м, r = 2 м, H = 5 м, α = 45°.

2_1

Задача 2_2

1. Построить эпюру распределения нормального избыточного давления на заданную поверхность, а также эпюры горизонтальной и вертикальной составляющих давления на криволинейную поверхность.

2. Найти силы и центры давления на каждый из участков заданной поверхности.

Ширина стенки b = 1 м, h = 2 м, r = 5 м, H = 10 м, α = 45°.

2_2

Задача 2_3

1. Построить эпюру распределения нормального избыточного давления на заданную поверхность, а также эпюры горизонтальной и вертикальной составляющих давления на криволинейную поверхность.

2. Найти силы и центры давления на каждый из участков заданной поверхности.

Ширина стенки b = 1 м, h = 1 м, r = 3 м, H = 7 м, α = 45°.

2_3

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , | Добавить комментарий

Гидравлика

РХ.ХГТУ.5

Решение задач по гидравлике

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Задача 3(Б)

Определить показания манометра, подсоединенного к пневмобаку автоматической установки пожаротушения, если H = 2 м; h1 = 0,2 м; h2 = 0,8 м; h3 = 0,3 м; h4 = 0,9 м; h5 = 0,1 м (рис. 3). Пространство между столбами ртути в двухколенном дифманометре, заполнено водой. Плотность ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3; воды ρв = 103 кг/м3.

3

Задача 3(Г)

Определить силу гидростатического давления воды на нижнюю часть АВС шаровой колбы, если ее радиус r = 0,1 м, диаметр d = 0,03 м, а масса налитой в колбу воды m = 4,3 кг (рис. 13).

13

Задача 3(Е)

Определить диаметр трубопровода, по которому подается вода с расходом Q = 1,5 л/с, из условия получения в нем максимально возможной скорости при сохранении ламинарного режима. Температура воды 20 °C.

Задача 3(З)

Определить какой объем воды W был налит в цилиндрический бак диаметром D = 0,7 м, если вся вода вытекла из него через отверстие в дне диаметром d = 75 мм за время t = 50 с (рис. 28). Какое время t1 потребуется для опорожнения такого же объема воды, если уменьшить диаметр бака в полтора раза?

28

Задача 3(К)

Стальной водовод от насосной станции до водонапорной башни имеет длину l = 1300 м, диаметр d = 350 мм, толщину стенок 5 мм. Напор воды перед водонапорной башней равен Н = 80 м, расход воды Q = 0,1 м3/с. Определить время закрывания задвижки и напряжение в стенках трубопровода, чтобы максимальное повышение давления не превышало 30 · 104 Па.

Купить вариант 7 (задачи Б3, Г3, Е3, З3, К3)

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , , , , | Добавить комментарий

Задачи по гидравлике с готовыми решениями

РМ.МАДИ.10

Решение задач по гидравлике

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Задача 1

Определить разность уровней пьезометров h.

Система находится в равновесии.

Соотношение площадей поршней равно 3. H = 0,9 м.

Жидкость вода.

1

Задача 1.3

Определить разность уровней h в пьезометрах при равновесии поршней мультипликатора, если D/d = 5, H = 3,3 м. Построить график h = f(D/d), если D/d = 1,5 ÷ 5.

1

Задача 1.5

Тонкостенный сосуд, состоящий из двух цилиндров диаметрами d = 100 мм и D = 500 мм, нижним открытым концом опущен под уровень воды в резервуаре А и покоится на опорах С, расположенных на высоте b = 0,5 м над этим уровнем.

Определить величину силы, воспринимаемой опорами, если в сосуде создан вакуум, обусловивший поднятия воды в нем на высоту a + b = 0,7 м. Собственная вес сосуда G = 300 Н. Как влияет на результат изменение диаметра d?

1.5

Задача 1.7

Определить абсолютное давление воздуха в сосуде, если показание ртутного прибора h = 368 мм, высота H = 1 м. Плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3. Атмосферное давление pатм = 736 мм рт. ст.

1.7

Задача 1.9

Определить давление над поршнем p01, если известны: усилия на поршни P1 = 210 Н, P2 = 50 Н; показание прибора p02 = 245,25 кПа; диаметры поршней d1 = 100 мм, d2 = 50 мм и разность высот h = 0,3 м. ρрт/ρ = 13,6.

1.9

Задача 1.16

Определить давление p в гидросистеме и вес груза G, лежащего на поршне 2, если для его подъема к поршню 1 приложена сила F = 1 кН. Диаметры поршней: D = 300 мм, d = 80 мм, h = 1 м, ρ = 810 кг/м3. Построить график p = f(D), если D изменяется от 300 до 100 мм.

1.16

Задача 1.17.

Определить максимальную высоту Нmax, на которую можно подсасывать бензин поршневым насосом, если давление его насыщенных паров составляет hн.п. = 200 мм рт. ст., а атмосферное давление hа = 700 мм рт. ст. Чему равна при этом сила вдоль штока, если Н0 = 1 м,  ρб = 700 кг/м3; D = 50 мм?

Построить график F = ƒ(D) при изменении D от 50 мм до 150 мм.

1.17

Задача 1.18

Определить диаметр D1 гидравлического цилиндра, необходимый для подъема задвижки при избыточном давлении жидкости p = 1 МПа, если диаметр трубопровода D2 = 1 м и масса подвижных частей устройства m = 204 кг. При расчете коэффициент трения задвижки в направляющих поверхностях принять f = 0,3, силу трения в цилиндре считать равной 5% от веса подвижных частей. Давление за задвижкой равно атмосферному, влиянием площади штока пренебречь.

Построить график зависимости D1 = f(p), если p изменяется в пределах от 0,8 до 5 МПа.

1.18

Задача 1.19

При зарядке гидравлического аккумулятора насос подает воду в цилиндр A, поднимая плунжер B вместе с грузом вверх. При разрядке аккумулятора плунжер, скользя вниз, выдавливает под действием силы тяжести воду из цилиндра в гидравлические прессы.

1. Определить давление воды при зарядке pз (развиваемое насосом) и разрядке pр (получаемое прессами) аккумулятора, если масса плунжера вместе с грузом m = 104 т и диаметр плунжера D = 400 мм.

Плунжер уплотнен манжетой, высота которой b = 40 мм и коэффициент трения о плунжер f = 0,1.

Построить график pз = f(D) и pр = f(D), если D изменяется в пределах от 400 до 100 мм, массу плунжера с грузом считать неизменной.

1.19

Задача 1.21

В герметическом сосуде-питателе А находится расплавленный баббит (ρ = 8000 кг/м3). При показании вакуумметра pвак = 0,07 МПа заполнение разливочного ковша Б прекратилось. При этом H = 750 мм. Определить высоту уровня баббита h в сосуде-питателе А.

1.21

Задача 1.23

Определить силу F, необходимую для удержания поршня на высоте h2 = 2 м над поверхностью воды в колодце. Над поршнем поднимается столб воды высотой h1 = 3 м. Диаметры: поршня D = 100 мм, штока d = 30 мм. Вес поршня и штока не учитывать.

1.23

Задача 1.24

В сосуде находится расплавленный свинец (ρ = 11 г/см3). Определить силу давления, действующую на дно сосуда, если высота уровня свинца h = 500 мм, диаметр сосуда D = 400 мм, показание мановакуумметра pвак = 30 кПа.

Построить график зависимости силы давления от диаметра сосуда, если D изменяется от 400 до 1000 мм

1.24

Задача 1.25

Определить давление p1 жидкости, которую необходимо подвести к гидроцилиндру, чтобы преодолеть усилие, направленное вдоль штока F = 1 кН. Диаметры: цилиндра D = 50 мм, штока d = 25 мм. Давление в бачке p0 = 50 кПа, высота H0 = 5 м. Силу трения не учитывать. Плотность жидкости ρ = 103 кг/м3.

1.25

Задача 1.28

Система в равновесии. D = 100 мм; d = 40 мм; h = 0,5 м.

Какое усилие надо приложить на поршни А и В, если на поршень С действует сила P1 = 0,5 кН? Трением пренебречь. Построить график зависимости P2 от диаметра d, который изменяется от 40 до 90 мм.

1.28

Задача 1.31

Определить силу F на штоке золотника, если показание вакуумметра pвак = 60 кПа, избыточное давление p1 = 1 МПа, высота H = 3 м, диаметры поршней D = 20 мм и d = 15 мм, ρ = 1000 кг/м3.

Построить график F = f(D), если D изменяется от 20 до 160 мм.

1.31

Задача 1.37

На рисунке представлена конструктивная схема гидрозамка, проходное сечение которого открывается при подаче в полость А управляющего потока жидкости с давлением py. Определить, при каком минимальном значении py толкатель поршня 1 сможет открыть шариковый клапан, если известно: предварительное усилие пружины 2 F= 50 H; D = 25 мм, d = 15 мм, p1 = 0,5 МПа, p2 = 0,2 МПа. Силами трения пренебречь.

1.37

Задача 1.38

Определить манометрическое давление pм, если усилие на поршень P = 100 кгс; h1 = 30 см; h2 = 60 см; диаметры поршней d1 = 100 мм; d2 = 400 мм; d3 = 200 мм; ρмв = 0,9. Определить pм.

1.38

Задача 1.41

Определить минимальное значение силы F, приложенной к штоку, под действием которой начнется движение поршня диаметром D = 80 мм, если сила пружины, прижимающая клапан к седлу, равна F0 = 100 H, а давление жидкости p2 = 0,2 МПа. Диаметр входного отверстия клапана (седла) d1 = 10 мм. Диаметр штока d2 = 40 мм, давление жидкости в штоковой полости гидроцилиндра p1 = 1,0 МПа.

1.41

Задача 1.42

Определить величину предварительного поджатия пружины дифференциального предохранительного клапана (мм), обеспечивающую начало открытия клапана при pн = 0,8 МПа. Диаметры клапана: D = 24 мм, d = 18 мм; жесткость пружины с = 6 Н/мм. Давление справа от большего и слева от малого поршней – атмосферное.

1.42

Задача 1.44

В гидродомкрате с ручным приводом (рис. 27) на конце рычага 2 приложено усилие N = 150 Н. Диаметры напорного 1 и подъемного 4 плунжеров соответственно равны: d = 10 мм и D = 110 мм. Малое плечо рычага с = 25 мм.

С учетом общего к. п. д. гидродомкрата η = 0,82 определить длину l рычага 2, достаточную для подъема груза 3 весом 225 кН.

Построить график зависимости l = f(d), если d изменяется от 10 до 50 мм.

27

Задача 1.45

Определить высоту h столба воды в пьезометрической трубке. Столб воды уравновешивает полный поршень с D = 0,6 м и d = 0,2 м, имеющий высоту H = 0,2 м. Собственным весом поршня и трением в уплотнении пренебречь.

Построить график h = f(D), если диаметр D изменяется от 0,6 до 1 м.

1.45

Задача 1.51

Определить диаметр поршня D, если нагрузка на поршень P = 80,0 кг; глубины воды в цилиндрах H = 20 см, h = 10 см.

Построить зависимость P = f(D), если P = (20…80) кг.

1.51

Задача 1.81

Определить показание двухжидкостного манометра h2, если давление на свободной поверхности в баке p0абс = 147,15 кПа, глубина воды в баке H = 1,5 м, расстояние до ртути h1 = 0,5 м, ρртв = 13,6.

1.81

Задача 2.33

Воздух засасывается двигателем из атмосферы, проходит через воздухоочиститель и затем по трубе диаметром d1 = 50 мм подается к карбюратору. Плотность воздуха ρ = 1,28 кг/м3. Определить разрежение в горловине диффузора диаметром d2 = 25 мм (сечение 2–2) при расходе воздуха Q = 0,05 м3/с. Принять следующие коэффициенты сопротивления: воздухоочистителя ζ1 = 5; колена ζ2 = 1; воздушной заслонки ζ3 = 0,5 (отнесены к скорости в трубе); сопла ζ4 = 0,05 (отнесен к скорости в горловине диффузора).

2.33

Задача 18

Для взвешивания тяжелых грузов 3 массой от 20 до 60 т применяют гидродинамометр (рис. 7). Поршень 1 диаметром D = 300 мм, шток 2 диаметром d = 50 мм.

Пренебрегая весом поршня и штока, построить график показаний давления р манометром 4 в зависимости от массы m груза 3.

Задача 23

На рис. 12 показана схема гидроклапана с золотником диаметром d = 20 мм.

Пренебрегая трением в гидроклапане и весом золотника 1, определить минимальное усилие, которое должна развивать сжатая пружина 2 для уравновешивания в нижней полости А давления масла р = 10 МПа.

Построить график зависимости усилия пружины от диаметра d, если d изменяется в пределах от 20 до 40 мм.

12

Задача 25

На рис. 14 показана схема гидрораспределителя с плоским клапаном 2 диаметром d = 20 мм. В напорной полости В гидрораспределителя действует давление масла p = 5 МПа.

Пренебрегая противодавлением в полости А гидрораспределителя и усилием слабой пружины 3, определить длину l плеча рычага 1, достаточную, чтобы открыть плоский клапан 2 приложенный к концу рычага силой F = 50 Н, если длина малого плеча a = 20 мм.

Построить график зависимости F = f(l).

14

Задача 1.210

На рис. 10 показана схема плунжерного реле давления, в котором при перемещении плунжера 3 влево поднимается штырь 2, переключающий электрические контакты 4. Коэффициент жесткости пружины 1 С = 50,26 кН/м. Реле давления срабатывает, т.е. переключает электрические контакты 4 при осевом прогибе пружины 1, равном 10 мм.

Пренебрегая трением в реле давления, определить диаметр d плунжера, если реле давления должно срабатывать при давлении масла в полости А (при выходе) р = 10 МПа.

10

Задача I.27

Гидравлический мультипликатор (устройство для повышения давления) получает от насоса воду под избыточным давлением p1 = 0,5 МПа. При этом заполненный водой подвижный цилиндр А с внешним диаметром D = 200 мм скользит по неподвижной скалке С, имеющей диаметр d = 50 мм, создавая на выходе из мультипликатор давление p2.

Определить давление p2, принимая силу трения в сальниках равной 10% от силы, развиваемой на цилиндре давлением p1, и пренебрегая давлением в линии обратного хода.

Масса подвижных частей мультипликатора m = 204 кг.

Построить график зависимости p2 = f(D), если D изменяется в пределах от 200 до 500 мм, m, d, p1 считать постоянными.

I.27

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , , , , , | Добавить комментарий