Литература
1.Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Машиностроение, 1975.
2.Теплотехника: Учебник для вузов / Под ред. В.Л. Ерофеева. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2006.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Приложение 1.Теплофизические характеристики воздуха
Таблица П1.1
Коэффициент теплопроводности воздуха lв×102
|
tв, °С |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
9 |
|
|
|
40 |
1,820 |
1,806 |
1,792 |
1,778 |
1,764 |
1,757 |
tв < 0 |
|
30 |
1,89 |
1,876 |
1,862 |
1,848 |
1,834 |
1,827 |
|
20 |
1,96 |
1,946 |
1,932 |
1,918 |
1,904 |
1,897 |
|
|
|
10 |
2,030 |
2,016 |
2,002 |
1,988 |
1,974 |
1,981 |
|
|
0 |
2,100 |
2,086 |
2,072 |
2,058 |
2,044 |
2,037 |
|
|
0 |
2,100 |
2,112 |
2,124 |
2,136 |
2,148 |
2,154 |
tв > 0 |
|
10 |
2,16 |
2,174 |
2,188 |
2,202 |
2,216 |
2,223 |
|
20 |
2,230 |
2,244 |
2,258 |
2,272 |
2,286 |
2,293 |
|
|
|
30 |
2,300 |
2,314 |
2,328 |
2,342 |
2,356 |
2,363 |
|
|
40 |
2,370 |
2,382 |
2,394 |
2,406 |
2,418 |
2,424 |
Таблица П1.2
Коэффициент кинематической вязкости воздуха nв×10–6
|
tв, °С |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
9 |
|
|
|
40 |
10,04 |
9,878 |
9,716 |
9,554 |
9,392 |
9,311 |
tв < 0 |
|
30 |
10,80 |
10,65 |
10,50 |
10,34 |
10,19 |
10,12 |
|
20 |
11,79 |
11,59 |
11,39 |
11,20 |
11,00 |
10,9 |
|
|
|
10 |
12,43 |
12,30 |
12,17 |
12,05 |
11,92 |
11,85 |
|
|
0 |
13,28 |
13,11 |
12,94 |
12,77 |
12,60 |
12,52 |
|
|
0 |
13,28 |
13,46 |
13,63 |
13,81 |
13,98 |
14,07 |
tв > 0 |
|
10 |
14,16 |
14,34 |
14,52 |
14,70 |
14,88 |
14,97 |
|
20 |
15,06 |
15,25 |
15,44 |
15,62 |
15,81 |
15,91 |
|
|
|
30 |
16,00 |
16,19 |
16,38 |
16,58 |
16,77 |
16,86 |
|
|
40 |
16,96 |
17,16 |
17,36 |
17,55 |
17,75 |
17,85 |
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Приложение 2. Теплофизические характеристики жидкостей (для заданий 3, 4 раздела «Теплотехника»)
Коэффициент теплопроводности: λ = S |
|
- S × t, |
Вт |
. |
(П2.1) |
||
0 |
|
||||||
|
|
|
1 |
м × К |
|
||
|
кг |
|
|
|
|
||
Плотность: r = S4 + S5 ×t, |
. |
|
|
|
|
(П2.2) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
м3 |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент кинематической вязкости маловязких жидкостей:
n ×10 |
−6 |
= S6 |
+ |
S7 |
- |
S8 |
+ |
S9 |
, |
м2 |
. |
(П2.3) |
|
t |
t2 |
t3 |
с |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент кинематической вязкости высоковязких жидкостей:
n ×10−6 = exp[exp(A - A lnT )]- 0,6, |
м2 |
. |
|
|
(П2.4) |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П2.1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значения коэффициентов в уравнениях (П2.1) - (П2.4) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Коэфф |
|
|
|
|
|
Жидкость |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ициент |
|
Ж1 |
|
Ж2 |
|
Ж3 |
|
Ж4 |
|
|
Ж5 |
|
Ж6 |
|
||||
|
|
|
|
|
Температурный диапазон, °С |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
20 - 100 |
20 - 90 |
30 - 90 |
|
40 - 100 |
|
40 - 100 |
40 - 100 |
|
||||||||
|
S0 |
|
0,132 |
0,151 |
|
0,154 |
|
|
1,35 |
|
|
|
0,122 |
0,126 |
|
||||
|
S1×104 |
|
1,55 |
5,75 |
|
1,06 |
|
|
1,24 |
|
|
|
0,636 |
0,663 |
|
||||
|
S4 |
|
888 |
852 |
|
860 |
|
|
950 |
|
|
|
952 |
923 |
|
||||
|
S5 |
|
0,753 |
0,725 |
|
0,717 |
|
|
0,600 |
|
|
0,557 |
0,596 |
|
|||||
|
S6 |
|
1,972 |
13,58 |
|
- |
|
|
|
594,0 |
|
|
- |
- |
|
||||
|
S7 |
|
459,4 |
2487 |
|
- |
|
|
|
1,461×105 |
|
- |
- |
|
|||||
|
S8 |
|
2359 |
92420 |
|
- |
|
|
|
1,198×107 |
|
- |
- |
|
|||||
|
S9 |
|
1939 |
1,394×106 |
- |
|
|
|
3,430×108 |
|
- |
- |
|
||||||
|
A1 |
|
- |
- |
|
26,21 |
|
|
- |
|
|
23,910 |
24,397 |
|
|||||
|
A2 |
|
- |
- |
|
4,3392 |
|
- |
|
|
3,8348 |
3,9639 |
|
||||||
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Приложение 3. Задачи для самостоятельного решения
Задача 1. По трубопроводу диаметром d , длиной l движется жидкость Ж (рис.П3.1). Чему равен напор H , при котором происходит смена ламинарного режима на турбулентный? Потери напора в местных гидравлических сопротивлениях не учитывать. Температура жидкости t = 20 °C. (При определении потерь на трение при ламинарном режиме воспользоваться формулой Пуазеля - Гагена.)
Исходные данные к задаче 1 приведены в табл.П3.1.
H 
Ж
l, d
Рис.П3.1. Схема трубопровода
Таблица П3.1
Исходные данные к задаче 1
Параметр |
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
9 |
0 |
Жидкость |
Ж1 |
Ж2 |
Ж3 |
Ж2 |
Ж1 |
Ж4 |
|
Ж3 |
Ж1 |
Ж3 |
Ж5 |
|
d, мм |
50 |
100 |
10 |
100 |
45 |
|
40 |
|
8 |
50 |
12 |
60 |
l, м |
12 |
3 |
700 |
4 |
15 |
|
10 |
|
700 |
10 |
700 |
2 |
Примечание. Ж1 - керосин, Ж2 - масло веретенное, Ж3 - вода, Ж4 - бензин, Ж5 - масло трансформаторное.
Задача 2. Определить диаметр трубопровода, по которому подается жидкость Ж с расходом Q , из
условия получения в нем максимально возможной скорости при сохранении ламинарного режима течения жидкости. Температура жидкости t = 20 °C.
Исходные данные к задаче 2 приведены в табл.П3.2.
Таблица П3.2
Исходные данные к задаче 2
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
Жидкость |
Ж1 |
Ж2 |
Ж3 |
Ж4 |
Ж5 |
Ж3 |
Ж6 |
Ж2 |
Ж3 |
Ж1 |
Q , л/с |
12 |
35 |
0,05 |
4,5 |
650 |
0,05 |
120 |
3,5 |
0,05 |
12 |
Примечание. Ж1 - керосин, Ж2 - бензин, Ж3 - вода, Ж4 - глицерин, Ж5 - масло индустриальное, Ж6 - масло трансформаторное.
Дополнительные сведения о жидкостях см. в табл.П3.3 и П3.4.
Таблица П3.3
Удельный вес γ и плотность ρ жидкостей
Жидкость |
|
g, Н/м3 |
|
r, кг/м3 |
|
|
Керосин |
7770 - 8450 |
|
792 |
- 841 |
|
|
Бензин |
7250 - 7350 |
|
739 |
- 750 |
|
|
Вода |
9790 |
|
998,2 |
|
||
Глицерин |
12260 |
|
1250 |
|
||
Масло турбинное |
9200 - 9300 |
|
940 |
- 952 |
|
|
Масло трансформаторное |
8870 - 8960 |
|
877 |
- 890 |
|
|
Нефть |
8340 - 9320 |
|
850 |
- 9500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П3.4 |
Коэффициент кинематической вязкости ν жидкостей при t = 20 °C |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Жидкость |
|
|
n×10–6, м2/с |
|
|
|
Керосин |
|
|
2,5 |
|
|
|
Бензин |
|
|
0,73 |
|
|
|
Вода |
|
|
1,01 |
|
|
|
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Глицерин |
870 |
Масло турбинное |
50 |
Масло трансформаторное |
30 |
Нефть |
330 |
Задача 3. Определить диаметр d горизонтального стального трубопровода длиной l = 20 м, необходимый для пропуска по нему воды в количестве Q, если располагаемый напор равен Hрасп. Эквивалентная шероховатость стенок трубопровода kэ = 0,15 мм.
Исходные данные к задаче 3 приведены в табл.П3.5.
Таблица П3.5
Исходные данные к задаче 3
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||
|
|||||||||||
Hрасп, м |
3,4 |
5,2 |
7,5 |
10 |
13,5 |
17 |
21 |
25 |
30 |
35 |
|
Q , л/с |
2,5 |
3,1 |
3,8 |
4,4 |
5,0 |
5,6 |
6,2 |
7,0 |
7,5 |
8,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 4. Из бака А, в котором поддерживается постоянный уровень, вода протекает по цилиндрической насадке диаметром d в бак В, из которого сливается в атмосферу по короткой трубе диаметром D, снабженной краном (рис.П3.2). Определить наибольшее значение коэффициента сопротивления крана ξк, при котором истечение из насадки в атмосферу еще будет осуществляться. Потерями на трение в трубопроводе пренебречь.
Исходные данные к задаче 4 приведены в табл.П3.6.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.П3.2. Схема трубопровода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные данные к задаче 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П3.6 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
9 |
|
|
|
|
0 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
H ,м |
|
9,8 |
1,1 |
|
|
1,25 |
|
1,4 |
|
|
1,54 |
|
|
1,45 |
|
|
|
1,28 |
|
|
1,05 |
|
1,0 |
|
|
|
1,12 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
h , мм |
|
350 |
400 |
|
|
450 |
|
|
500 |
|
|
550 |
|
|
520 |
|
|
|
|
|
420 |
|
|
|
|
380 |
|
|
360 |
|
|
400 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
d , мм |
|
15 |
|
|
20 |
|
|
25 |
|
|
|
30 |
|
|
|
35 |
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
20 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
D , мм |
|
19 |
|
|
25 |
|
|
31 |
|
|
|
38 |
|
|
|
44 |
|
|
|
|
37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
31 |
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
18,5 |
|
25 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Задача 5. Из открытого бака А вода перекачивается насосом в бак Б, где поддерживается постоянное давление pб, по трубопроводу длиной l и диаметром d. Разность уровней воды в баках равна h (рис.П3.3). Определить напор, создаваемый насосом для подачи в бак Б воды с расходом Q. Суммарный коэффициент местных сопротивлений гидролинии ξ = 6,5; эквивалентная шероховатость стенок трубопровода равна kэ = 0,15 мм.
Исходные данные к задаче 5 приведены в табл.П3.7.
A
h
pб
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l,d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис.П3.3. Схема насосной установки
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Таблица П3.7
Исходные данные к задаче 5
Параметр |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||||
|
|
|
|||||||||||
l , м |
|
|
90 |
112 |
225 |
180 |
135 |
150 |
90 |
225 |
180 |
135 |
|
h , м |
|
|
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
1,0 |
5, |
0,5 |
0 |
2,0 |
|
d , мм |
|
|
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
30 |
25 |
20 |
15 |
20 |
|
Q , л/с |
|
|
15 |
25 |
98 |
63 |
36 |
24 |
14 |
100 |
62 |
35 |
|
pб ×10 |
5 |
, Па |
1,7 |
0,75 |
1,8 |
1,8 |
0,8 |
0,2 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,9 |
|
|
абс. |
изб. |
абс. |
абс. |
изб. |
вак. |
изб. |
вак. |
вак. |
абс. |
|||
|
|
|
|||||||||||
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com