10796

80

42. Из резервуара, в котором поддерживаются постоянный уровень H = 18 м и избыточное давления pм = 100 кПа, подается вода по горизонтальному трубопроводу, состоящему из двух последовательно соединенных труб, диаметры и длины которых соответственны, равны d1 = 75 мм, d2 = 50 мм, l1 = l2 = 20 м, а коэффициенты гидравлического трения их λ1 = 0,027, λ2 = 0,03. На конце второй трубы установлен кран. Определить расход воды.

43. Вода из резервуара А перетекает в резервуар С по трубе диаметром d и общей длине lAC. Определить расход Q, а также давление в сечении B, находящемся на расстоянии lAB от начала трубопровода. Трубы неновые чугунные; коэффициент сопротивления: задвижки ξз, колен – ξк, входа в трубу – ξвх = 0,5; избыточное давление на свободной поверхности воды в резервуаре Рм. Дано: d = 100 мм; Р м = 0,10 кПа; Z1 = 102,5 м; Z2 = 100 м; Z3= 99 м; lAC = 100 м; lAB = 98 м; ξз = 5; ξк = 0,2.

44.Определить максимальный расход Q воды, кото¬рый можно подавать

вбак, снабженный сифонной сливной тру¬бой диаметром d = 100 мм и общей длиной L = 10 м, если выход¬ное сечение трубы, ниже предельного

уровня в баке на H1 = 4 м. Труба имеет два сварных колена (ξк = 1,3) и вентиль (ξв = 6,9). Коэффициент сопротивления входа в трубу ξвх = 0,5. Коэффици¬ент сопротивления трения λ = 0,025. Определить вакуум p в в

81

сечении С, если это сечение выше предельного уровня на h = 1,5 м и длина участка трубы до него l = 4,5 м. Каков будет вакуум в этом сечении, когда уровень в баке по-низится на Н2= 2 м? Указание: Из -за срыва потока у внутренней стенки в сечении С возникает сжатие потока (коэффициент сжатия ε = 0,5), вызывающее местное понижение давления. Потерями напора на участке поворота в колене до этого сечения можно пренебречь.

45. По трубопроводу диаметром d = 60 мм и длиной l = 34 м движется жидкость Ж (масло веретенное). Чему равен напор H, при котором происходит смена ламинарного режима на турбулентный? Местные потери напора не учитывать. Температура жидкости t = 20 . Указание. Воспользоваться формулой для потерь на трение при ламинарном режиме (формула Пуазейля).

46. Определить расход воды в водопроводной чугунной трубе переменного сечения при следующих данных: напор воды H = 44 м; длины отдельных участков трубопровода – l1 = 65 м, l 2 = 150 м, l3 = 220 м; диаметры: d1 = 0,60 м, d2 = 0,90 м, d3 = 0,70 м. На середине третьего участка трубы находится задвижка, открытая на половину отверстия. По результатам расчетов построить линии гидравлического и пьезометрического уклонов.

82

47. Жидкость из гидросистемы вытекает в бак через трубопровод 1 длиной l1 = 3 м и диаметром d 1 = 15 мм; фильтр Ф, сопротивление которого эквивалентно сопротивлению трубопровода, длиной l = 300 d1 и трубопровод 2 длиной l2 = 5 м и диаметром d2 = 25 мм. Определить расход жидкости, если её вязкость ν = 0,5 Ст; плотность ρ = 900 кг/м3; давление в сечении 1-1 p0 = 0,25 МПа; высота фильтра h = 0,3 м. Учесть потерю напора при выходе из трубы в бак.

48. Определить избыточное давление на входе в шестеренный насос системы смазки, подающий Q = 60 л/мин = 0,001 м3/с масла при температуре t = 20 (кинематическая вязкость масла ν20 = 2 Ст, плотность ρ20 = 920 кг/м3). Длинна стального всасывающего трубопровода l = 5 м и диаметр d = 30 мм, его шероховатость = 0,1 мм. Входное сечение насоса расположено ниже свободной поверхности в масляном баке на h = 2 м. Как изменится давление перед насосом, если масла нагреется до температуры t = 80 (кинематическая вязкость масла ν80 = 0,1 Ст, плотность ρ80 = 870 кг/м3)? Местные потери в трубопроводе принять равным 10 % от потерь на трение по длине.

49. Из накопителя A с постоянным уровнем периодически и кратковременно выпускают часть воды по самотечному трубопроводу с расходом Q = 126 м3/ч = 0,035 м3/с. Трубопровод стальной, эксплуатируется несколько лет и имеет следующие размеры: верхний горизонтальный участок с шиберной задвижкой (ЗШ) – l1 = 10 м, d1 = 100 мм; вертикальный участок – l2 = 5 м, d 2 = d1; нижний горизонтальный участок – l3 = 30 м, d 3 = 150 мм. Выпуск воды производят при полностью открытой ЗШ. Резерв высоты h в накопителе для твердого осадка равен 0,27 м; участки соединены между собой прямыми коленами с = 90 0. Определить высоту H слоя воды в накопителе во время выпуска. Определения зоны сопротивления обязательно.

83

50.При истечении жидкости из резервуара в атмосферу по горизонтальной трубе диаметром d = 35 мм и длиной 2l (l = 5,2 м) уровень в пьезометре, установленном посередине трубы, равен h = 4,5 м. Определить расход Q и коэффициент гидравлического трения трубы λ, если статический напор в баке постоянен и равен H = 10 м. Построить пьезометрическую линию. Сопротивлением входа в трубу пренебречь.

51.Вода из резервуара A в резервуар B по короткому трубопроводу,

состоящему из двух участков длиной l1 = 9 м l 2 = 12 м и диаметрами d 1 = 0,008 м и d2 = 0,015 м с коэффициентами гидравлического трения λ = 0,032, снабженному краном с коэффициентом сопротивления ξкр = 4,2. Разность уровней в резервуарах равна H = 4 м. На глубине H1 = 7 м к резервуару A подсоединен коноидальный насадок диаметром выходного сечения dн = 0,008 м, коэффициент расхода насадка µн = 0,97. Определить: 1) Расход Qтр, поступающий в резервуар B по короткому трубопроводу. 2) Расход воды через коноидальный насадок Qн.

52. Из большого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по трубопроводу из материала М (латунь) вытекает жидкость Ж (пресная вода), температура которой 20 . Диаметр трубопровода d = 50 мм, наклонная и горизонтальная части трубопровода одинаковой длины l = 5,8 м. Высота уровня жидкости над горизонтальной частью трубопровода равна H = 7 м. Конец наклонной части трубопровода находится ниже горизонтальной его части на величину h = 1 м. Определить расход жидкости, протекающей по трубопроводу, и построить пьезометрическую и напорную линии.

84

53. По трубе диаметром d = 15 мм и длиной l = 50 м из открытого резервуара вода вытекает в атмосферу. Напор H = 4 м поддерживается постоянным. На середине длины трубы установлен кран. Определить скорость и расход воды. Построить напорную и пьезометрическую линии. При расчете принять: λ = 0,03, ξкр = 7.

54. Определить, какой диаметра D поставлена труба на участке БВ, чтобы при разности уровней воды H в резервуар A и B, равной 17 м, показанный на рисунке трубопровод пропускал расход Q = 5 л/с? Коэффициент трения на обоих участках принять равным λ = 0,04 и считать, что на участке БВ потери напора в местных сопротивлениях будет составлять 10 % от потерь напора по длине на данном участке.

Определить также высоту hx, на которую поднимется вода в пьезометре, если h = 1 м и d = 50 мм.

85

0,1 мм; 2 = 0,2 мм; ξ0 = 0,5; ξкр = 5; ξдиф = 0,8; h8 = 0,4 м; ν = 0,0000016 м2/с.

56.Для трубопроводов, представленных на рис. 10, 11, построить напорные и пьезометрические линии, для сечения х-х показать слагаемые уравнения Бернулли (слагаемые полного напора).

57.Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный

уровень, по стальному трубопроводу диаметром D1 = 32 мм и D 2 = 25 мм и длиной L1 = 2 м и L 2 = 1 м вытекает расход воды Q = 0,9 л/с. Определить скорость движения воды на отдельных участках трубопровода, потери напора по длине и местные потери напора. Вычислить величину напора Н в резервуаре. Построить пьезометрическую и напорную линию. Коэффициент гидравлического трения принять λ = 0,025.

86

58.Исходные данные: диаметр трубы d = 8 см; длина трубы l = 130 см; расход воды Q = 16 л/c; коэффициент Дарси λ = 0,03. Определить глубину h в резервуаре при истечении воды через короткую трубу.

59.Определить расходы воды через проложенный под дорогой трубопровод (дюкер) диаметром D = 1,1 м и длиной l = 20 м, если перепад

уровней воды равен H = 0,22 м. На железобетонном дюкере имеются два колена с углом поворота a = 1200 и решетка на входе.

60. Определить расход воды через трубопровод, если коэффициент сопротивления входа в трубу из бака ξвх = 0,5, коэффициент сопротивления трения трубопровода λ = 0,03, l = 10 м, H = 3 м, d = 50 мм, p0 = 120 кПа.

Построить диаграмму Бернулли.

87

61. Перемещения поршней гидроцилиндров с диаметром D, нагруженных силами F1 = 9500 Н и F2 = 1350 Н, осуществляется подачей минерального масла по трубам 1 и 2 с одинаковым диаметрами d = 4 см. Суммарный коэффициент сопротивления первого трубопровода ζ1 = 18. Каким должен быть суммарный коэффициент сопротивления второго трубопровода, чтобы при расходе Q = 14 л/с в магистрали скорости поршней были одинаковыми?

62. По двум одинаковым, открытым в атмосферу стальным трубам (Δ =

стальной трубы, длина которой L1 = 50 м, а также необходимое значение коэффициента сопротивления ξ вентиля, установленного на трубе 3. Какой расход Q’ пойдет по трубопроводу и какое избыточное давления будет в узле К, если полностью закрыть вентиль на трубе 3?

63. Насосная станция перекачивает нефть (ρ = 900 кг/м3) из пункта A в пункт B по трубопроводу, имеющему длину L = 4000 м и диаметр d = 100 мм. Причем избыточное давления в начале трубопровода равно 22 кгc/см2. Определить: 1) расход нефти в трубопроводе; 2) какую длину X должен иметь параллельно подключенный трубопровод (так называемый «лупинг»)

88

того же диаметр, чтобы давления на станции при той же подаче упало до p = 18 кгc/см2? Кинематический коэффициент вязкости нефти ν = 0,7 см2/с. Абсолютная шероховатость внутренних стенок труб равна = 0,1 мм. Местные потери напора составляют 10 % от потерь напора по длине.

64. Перемещения поршня гидроцилиндра (D1 = 150 мм, D2 = 50 мм), нагруженного внешним усилиям R = 200 Н, осуществляется подачей спиртоглицериновой смеси (ν = 1 Ст, ρ = 1245 кг/м3) насосом в рабочую полость гидроцилиндра. Для регулирования скорости перемещения поршня при постоянной подаче насоса служит кран К на сбросной трубе, присоединенной к узлу А системы. 1. Какова скорость v перемещения поршня, если подача насоса Q = 13 л/с, приведенные длинны труб L1 = 10 м, L2 = 20 м, диаметр трубы d = 60 мм? 2. Какова максимальная скорость перемещения поршня при той же подачи насоса? 3. При какой наименьшей приведенной длине сбросной трубы (отвечающей наибольшему открытию крана К) перемещения поршня прекратится?

65. Насос подает керосин в трубопровод. Размеры труб d1 = 82 мм, l 1 = 53 м, d2 = d3 = 62 мм, l2 = l3 = 55 м, шероховатость = 0,5 мм, коэффициент сопротивления вентиля ζ = 5, высоты расположения выходных сечений H2 = 4,6 м, H3 = 5,3 м. Расход насоса Q1 = 0,04 м3/с. Определить: 1) расходы жидкости на участках 2 и 3; 2) давления на выходе из насоса (в сечении 1-1); 3) при каких значениях диаметров d2 и d3 расходы на участках 2 и 3 будут равны?