Решения задач Практикума по ГИДРАВЛИКЕ, НАСОСАМ и ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПЕРЕДАЧАМ АГАУ.
Учебно-методическое пособие 2013 г. Барнаул.
Предназначено для студентов инженерных специальностей аграрных вузов очного и заочного обучения.
Каленюк Н.М., Скрипник А.В., Дѐмина И.В.
Раздел 1. Гидростатика.
Тема 1.1. Основное уравнение гидростатики.
Приборы для измерения давления. Свойство сообщающихся сосудов.
Задача 1
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
Определить приведенную пьезометрическую высоту поднятия воды hx в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показание открытого пьезометра h, расстояние от точки В до свободной поверхности жидкости в резервуаре h1, а точка А расположена выше точки В на величину h2 (рис. 7.1). Атмосферное давление pат = 98,1 кПа, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3.
Решение 1 (pdf) Решение 1 (docx)Задача 2
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
Закрытый резервуар с водой снабжен открытым и закрытым пьезометрами (рис. 7.2). Определить приведенную пьезометрическую высоту поднятия воды hx 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 pат = 98,1 кПа, удельный вес водыγв = 9,81 кН/м3.
Решение 2 (pdf) Решение 2 (docx)Задача 3
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
Определить абсолютное гидростатическое давление в точке А закрытого резервуара с водой (рис. 7.3), 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.
Решение 3 (pdf) Решение 3 (docx)Задача 4
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
Закрытый резервуар снабжен дифманометром, установленным в точке В, и закрытым пьезометром (рис. 7.4). Определить приведенную пьезометрическую высоту поднятия 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 pат = 98,1 кПа, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3, удельный вес ртути γр = 133,4 кН/м3.
Решение 4 (pdf) Решение 4 (docx)Задача 5
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
Определить высоту подъема жидкости в пьезометре hx, если высота столба ртути в трубке дифманометра h1, а точка А расположена на глубине h2 от свободной поверхности (рис. 7.5). Атмосферное давление pат = 98,1 кПа, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3.
Решение 5 (pdf) Решение 5 (docx)Задача 6
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
К двум резервуарам А и В, заполненным водой, присоединен дифференциальный ртутный манометр (рис. 7.6). Составить уравнение равновесия относительно плоскости равного давления и определить разность давлений в резервуарах A и В, если расстояния от оси резервуаров до мениска ртути равны h1 и h2. Удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3, удельный вес ртути γр = 133,4 кН/м3.
Решение 6 (pdf) Решение 6 (docx)Задача 7
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
Определить разность показаний ртутного дифманометра hx, составив уравнение равновесия относительно плоскости равного давления. Дифманометр подключен к двум закрытым резервуарам с водой (рис. 7.7), давление в резервуаре А равно pa, а в резервуаре В – pв. Удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3, удельный вес ртути γр = 133,4 кН/м3.
Решение 7 (pdf) Решение 7 (docx)Задача 8
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
Резервуары А и В частично заполнены водой разной плотности и газом, причем к резервуару А подключен баллон с газом (рис. 7.8). 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/м, плотность воды в резервуаре А – ρа = 998 кг/м3, в резервуаре В – ρв = 1029 кг/м3.
Решение 8 (pdf) Решение 8 (docx)Задача 9
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
К двум резервуарам А и В, заполненным нефтью, присоединен дифференциальный ртутный манометр (рис. 7.9). Определить разность давлений точках А и В, составив уравнение равновесия относительно плоскости равного давления. Разность показаний манометра h1 - h2 = h. Удельный вес ртути γр = 133,4 кН/м3, нефти – γн = 8,83 кН/м3.
Решение 9 (pdf) Решение 9 (docx)Задача 10
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
Резервуары А и В частично заполнены водой и газом (рис. 7.10). Определить избыточное давление газа на поверхности воды закрытого резервуара В, если избыточное давление на поверхности воды в закрытом резервуаре А равно pa, 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.
Решение 10 (pdf) Решение 10 (docx)Тема 1.2. Закон Паскаля и его практическое применение.
Задача 11
Цена - 80 руб. (pdf) - 120 руб. (word)
Определить сжимающее усилие Р1 гидравлического пресса с диаметрами поршней d и D (рис. 11.1), используемого для получения виноградного сока, если к малому поршню приложена сила P.
Решение 11 (pdf) Решение 11 (docx)Задача 12
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
При ремонте сельскохозяйственных машин и оборудования широко используется гидравлический домкрат, принципиальная схема которого приведена на рис. 11.2. Определить усилие Р, которое необходимо приложить к малому поршню, чтобы поднять груз весом G. Диаметры поршней d и D.
Решение 12 (pdf) Решение 12 (docx)Задача 13
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
Два вертикальных цилиндра, имеющих диаметры d и D, наполнены жидкостью и сообщаются между собой (рис. 11.3). В цилиндры заключены поршни, из которых больший при помощи блока может перемещаться по вертикали, а в пространстве над малым поршнем находится воздух при атмосферном давлении. Определить, насколько изменится давление воздуха над малым поршнем, если большой будет перемешаться вверх с силой P (трением пренебречь).
Решение 13 (pdf) Решение 13 (docx)Задача 14
Цена - 120 руб. (pdf) - 170 руб. (word)
Система, состоящая из двух вертикальных цилиндров, соединенных между собой, заполнена жидкостью (рис. 11.4). В цилиндры заключены поршни диаметрами d и D. К большему из них приложена вертикально вниз сила Р, а в пространстве над малым поршнем − воздух при атмосферном давлении. Определить изменение давления воздуха над малым поршнем (трением пренебречь).
Решение 14 (pdf) Решение 14 (docx)Задача 15
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
Два сообщающихся цилиндра наполнены жидкостью (рис. 11.5). В меньший цилиндр диаметром d заключен поршень весом G. На какой высоте Н установится уровень жидкости в большем цилиндре, когда вся система придет в равновесие (трением пренебречь)? Удельный вес жидкости γ = 9,81 кН/м3.
Решение 15 (pdf) Решение 15 (docx)Задача 16
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
Определить давление пара р в цилиндре поршневого парового насоса (рис. 11.6), необходимое для подачи воды на высоту Н = 60 м, если диаметры цилиндров d и D.
Решение 16 (pdf) Решение 16 (docx)Задача 17
Цена - 80 руб. (pdf) - 120 руб руб. (word)
Для повышения гидростатического давления применятся мультипликатор - повыситель давления (рис. 11.7), со следующими параметрами, давление на входе которого р1 = 20 кПа, а диаметры поршней d и D. Определить давление жидкости р2 на выходе мультипликатора.
Решение 17 (pdf) Решение 17 (docx)Задача 18
Цена - 100 руб. (pdf) - 150 руб. (word)
Для накопления энергии используется грузовой гидравлический аккумулятор (рис. 11.8), вес плунжера которого равен G, диаметр D. Определить запасаемую аккумулятором энергию, при ходе плунжера H = 6 м.
Решение 18 (pdf) Решение 18 (docx)Задача 19
Цена - 120 руб. (pdf) - 170 руб. (word)
Цилиндрический резервуар с водой диаметром D и весом G висит на плунжере диаметром d (рис. 11.9). Сосуд заполнен водой на высоту а = 0,5 м. К поршню через блоки подвешен груз, удерживающий систему в равновесии. Определить вакуум в сосуде, обеспечивающий равновесие цилиндра. Трением в системе пренебречь.
Решение 19 (pdf) Решение 19 (docx)Задача 20
Цена - 80 руб. (pdf) - 120 руб руб. (word)
Плунжер диаметром D и весом G висит на цилиндрическом сосуде, заполненном воздухом (рис. 11.10). Определить вакуум в сосуде, обеспечивающий равновесие плунжера. Трением в системе пренебречь.
Решение 20 (pdf) Решение 20 (docx)Тема 1.3. Сила давления жидкости на плоскую стенку. Центр давления.
Задача 21
Цена - 150 руб. (pdf) - 200 руб. (word)
Шлюзовое окно закрыто щитом треугольной формы, ширина которого а, высота b, (рис. 14.l). За щитом воды нет, а глубина воды перед ним — h, при этом горизонт воды перед щитом совпадает с его вершиной. Определить силу гидростатического давления и положение центра давления на щит. Удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3.
Решение 21 (pdf) Решение 21 (docx)Задача 22
Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)
Плоский квадратный щит шириной b установлен с углом наклона к горизонту α (рис. 14.2). 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 γ = 9,81 кН/м3.
Решение 22 (pdf) Решение 22 (docx)Задача 23
Цена - 150 руб. (pdf) - 200 руб. (word)
Для сброса излишков воды используется донный водовыпуск, прямоугольный затвор которого имеет размеры a и b (рис. 14.3). 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.
Решение 23 (pdf) Решение 23 (docx)Задача 24
Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)
Затвор донного водовыпуска треугольной формы имеет ширину а и высоту b (рис. 14.4). Угол наклона затвора α, нижняя кромка затвора находится в воде на глубине h1 плотность воды ρ = 1000 кг/м3. Определить силу абсолютного гидростатического давления жидкости и положение центра давления на затвор.
Решение 24 (pdf) Решение 24 (docx)Задача 25
Цена - 120 руб. (pdf) - 170 руб. (word)
Цистерна диаметром D наполовину заполнена керосином (рис.14.5). Определить силу избыточного гидростатического давления P, которую необходимо приложить для открытия крышки А цистерны, а также найти координату точек приложения этой силы. Плотность керосина ρ = 830 кг/м3.
Решение 25 (pdf) Решение 25 (docx)Задача 26
Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)
Отверстие шлюза-регулятора (рис. 14.6) прикрыто плоским металлическим затвором с размерами: высота а, ширина b и толщина с = 0,25 b. Глубина воды слева от затвора h1, а справа − h2. Определить начальную силу тяги, необходимую для открытия затвора, равнодействующую силы давления воды на затвор и положение центра ее приложения. Коэффициент трения скольжения f = 0,45, удельный вес материала, из которого изготовлен затвор, γз − 11 кН/м3, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3.
Решение 26 (pdf) Решение 26 (docx)Задача 27
Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)
Прямоугольный щит перекрывает отверстие в теле плотины (Рис. 14.7) высотой а, шириной b, толщиной с = 0,25b, массой m = 1,8 т, с углом наклона α. Нижняя кромка щита находится в воде на глубине h1, коэффициент трения скольжения его направляющих f = 0,3. Определить силу тяги Т, которая необходима для поднятия щита вверх.
Решение 27 (pdf) Решение 27 (docx)Задача 28
Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)
Плоский прямоугольный щит перекрывает выходное отверстие резервуара (рис 14.8). Щит имеет размеры а x b, вес G = 26 кН. Глубина воды перед щитом от свободной поверхности воды до нижней его кромки h1, за щитом — h2. Определить начальную силу тяги Т троса, необходимую для открытия щита. Удельный вес воды γ = 9,81 кН/м3. Трением в шарнирах пренебречь.
Решение 28 (pdf) Решение 28 (docx)Задача 29
Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)
Для создания подпора в реке применяется плотина Шануана (рис. 14.9), 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.
Решение 29 (pdf) Решение 29 (docx)Задача 30
Цена - 250 руб. (pdf) - 300 руб. (word)
Ирригационный канал перегораживается плоским квадратным наклонным щитом шириной а (рис. 14.10). Угол наклона щита α, глубина воды перед щитом h1, а за ним - h2, вес щита G = 20 кН. Определить, пренебрегая трением в шарнире, начальную силу тяги Т, которую необходимо приложить для подъема щита.
Решение 30 (pdf) Решение 30 (docx)Тема 1.4.
Сила давления жидкости на криволинейную стенку.
Задача 31
Цена - 130 руб. (pdf) - 180 руб. (word)
Цилиндрический сосуд (рис. 17.1) с размерами D = 2,3 м и L = 5 м заполнен бензином на величину Н = 1,5 м. Определить разрывающие усилия Fx, если показания манометра рм = 58 кПа.
Решение 31 (pdf) Решение 31 (docx)Задача 32
Цена - 200 руб. (pdf) - 250 руб. (word)
Круглое отверстие в вертикальной стенке закрытого резервуара с бензином перекрыто сферической крышкой (рис. 17.2). Радиус сферы R = 0,5 м, глубина погружения центра тяжести отверстия Н = 1 м. Определить силу давления жидкости на крышку при манометрическом давлении на ее свободной поверхности рм = 150 кПа.
Решение 32 (pdf) Решение 32 (docx)Задача 33
Цена - 200 руб. (pdf) - 250 руб. (word)
Определить величину и направление силы давления воды на 1 м ширины затвора, если R = 2 м, H = 3 м (рис. 17.3).
Решение 33 (pdf) Решение 33 (docx)Задача 34
Цена - 150 руб. (pdf) - 200 руб. (word)
Смотровой люк в боковой стенке резервуара перекрывается полусферической крышкой диаметром d = 0,6 м (рис. 17.5). Определить отрывающее Fx и сдвигающее Fz усилия, воспринимаемые болтами, если уровень бензина над центром отверстия Н = 2 м. Показание манометра рм = 4,1 кПа.
Решение 34 (pdf) Решение 34 (docx)Задача 35
Цена - 130 руб. (pdf) - 180 руб. руб. (word)
Цилиндрический сосуд (рис. 17.4) заполнен отработанным минеральным маслом на величину Н = 3 м. Определить разрывающие усилия Fx, если диаметр сосуда D =1,2 м, плотность масла ρм = 900 кг/м3.
Решение 35 (pdf) Решение 35 (docx)Задача 36
Цена - 150 руб. (pdf) - 200 руб. (word)
В верхней стенке призматического сосуда с водой (рис. 17.6) имеется полусферическая крышка R = 0,7 м. Определить отрывающее усилие, воспринимаемое болтами крышки, если показания манометра рм = 200 кПа, глубина h = 0,5 м.
Решение 36 (pdf) Решение 36 (docx)Задача 37
Цена - 150 руб. (pdf) - 200 руб. (word)
Для выпуска нефти из резервуара (рис. 17.7) имеется полусферический клапан диаметром d = 200 мм. Определить начальное усилие тросу Т для открытия клапана, если уровень нефти в резервуаре Н = 4,8 м, масса клапана m = 2 кг.
Решение 37 (pdf) Решение 37 (docx)Задача 38
Цена - 150 руб. (pdf) - 200 руб. (word)
Для автоматического поддержания уровня воды в резервуаре (рис. 17.8) использован полусферический клапан диаметром d = 250 мм в дне. Определить массу груза т для поддержания уровня воды H = 3,2 м, если плечи рычага АВ = 0,6 м, ВС = 1,4 м. Масса клапана m = 15 кг.
Решение 38 (pdf) Решение 38 (docx)Задача 39
Цена - 150 руб. (pdf) - 200 руб. (word)
В дне призматического резервуара с бензином (рис. 17.9) имеется прямоугольное отверстие a × b = 1 × 2 м, перекрытое полуцилиндрической крышкой радиусом R = 0,5 м. Определить усилие, воспринимаемое болтами крышки, если уровень бензина Н = 3,5 м, а давление паров бензина рм = 18 кПа.
Решение 39 (pdf) Решение 39 (docx)Задача 40
Цена - 150 руб. (pdf) - 200 руб. (word)
Гидропневмоаккумулятор (рис. 17.10) заполнен водой на величину H = 3,5 м. Определить силу, действующую на полусферическое дно радиуса R = 0,75 м, и разрывающие усилия Fx, действующие на цилиндрические поверхности, диаметром D = 1,5 м, если показание манометра равно Pм = 300 кПа.
Решение 40 (pdf) Решение 40 (docx)Раздел 2. Гидравлический расчет трубопроводов.
Тема 2.1.
Расчет коротких трубопроводов, расчет отверстий и насадок.
Задача 41
Цена - 250 руб. (pdf) - 350 руб. (word)
Из открытого резервуара (рис. 22.1) при постоянном напоре Н1 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 v1 и расход воды по короткому трубопроводу Q1, если коэффициент сопротивления задвижки ζз = 2,5, диффузора ζд = 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.
Исходные данные:
d1 = 80 мм; l1 = 4 м; dн = 100 мм; H = 3 м; H1 = 6 м.
Задача 42
Цена - 300 руб. (pdf) - 400 руб. (word)
К открытому резервуару с правой стороны подсоединен 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. 22.2). Истечение по короткому трубопроводу происходит в атмосферу под постоянным напором Н1, коэффициент сопротивления крана принять равным ζкр = 3.
Определить:
1. Скорость v = v2 и расход Q вытекающей воды из короткого трубопровода при температуре воды t = 10 °С.
2. Расход через насадок при разности уровней в резервуарах Н, 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 μо = 0,62.
Исходные данные:
d1 = 200 мм; d2 = 100 мм; l1 = 4 м; l2 = 10 м; dн = 100 мм; Н = 2 м; Н1 = 5 м.
Задача 43
Цена - 300 руб. (pdf) - 400 руб. (word)
К закрытому резервуару, на свободной поверхности которого действует манометрическое давление рм, с правой стороны присоединен чугунный трубопровод переменного сечения с диаметрами d1 и d2, заканчивающийся соплом диаметром dc = d1 и конически сходящийся насадок с диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн. Трубопровод и насадок подсоединены на глубине Н1. На первом участке длиной l1 установлен вентиль, коэффициент сопротивления которого ξв = 4. Длина второго участка l2. Коэффициент сопротивления сопла ξс = 0,06, сжатие струи на выходе из сопла отсутствует, (рис. 22.3).
Определить:
1. Скорость истечения υ1 и расход Qс вытекающей из сопла воды при температуре воды t = + 10°С и постоянном напоре Н1.
2. Расход воды через затопленный насадок при разности уровней в резервуарах Н, если коэффициент расхода насадка μн = 0,94.
3. Сравнить расход воды, проходящей через насадок, с расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент расхода для отверстия μ = 0,62.
Исходные данные:
d1 = 120 мм, d2 = 250 мм, l1 = 10 м, l2 = 5 м, dн = 120 мм, Н = 3 м, Н1 = 8 м, рм = 500 кПа.
Задача 44
Цена - 200 руб. (pdf) - 300 руб. (word)
Истечение происходит из открытого резервуара при постоянном напоре воды Н1 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. 22.4). Разность уровней − Н2 = 1,5 м. На втором участке трубопровода имеются два колена с плавным поворотом, коэффициент сопротивления каждого ξк = 0,15 и задвижка, 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 υ2 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 с расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент скорости для отверстия φ = 0,97, а коэффициент расхода для отверстия μ = 0,62.
Исходные данные:
d1 = 400 мм; d2 = 100 мм; l1 = 0,8 м; l2 = 2 м; dн = 200 мм; Н = 6 м; Н1 = 5 м.
Задача 45
Цена - 300 руб. (pdf) - 400 руб. (word)
Из открытого резервуара по короткому стальному трубопроводу постоянного поперечного сечения d1 и длиной l1, который заканчивается соплом диаметром dc = 0,5d1, вытекает вода при t = +30 °C в атмосферу. Истечение происходит под напором H1 (рис. 22.5). Коэффициент сопротивления крана принять равным ζкр = 2,5. С другой стороны к резервуару подсоединен коноидальный насадок диаметром dн выходного сопла и длиной lн = 5dн.
Определить:
1. Скорость истечения из сопла υс и расход воды по короткому трубопроводу Qc.
2. Расход воды через затопленный коноидальный насадок Qн при разности уровней в резервуарах Н, если коэффициент расхода насадка μн = 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.
Исходные данные:
d1 = 100 мм, l1 = 3 м, dн = 80 мм, Н = 2 м, Н1 = 4 м.
Задача 46
Цена - 250 руб. (pdf) - 350 руб. (word)
Вода при температуре t = 15 °С из резервуара A 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 A подсоединен внешний цилиндрический насадок (насадок Вентури) диаметром dн и длиной lн = 5dн (рис. 22.6).
Определить:
1. Напор H1 который нужно поддерживать в баке А, чтобы наполнить бак В, объемом Wв = 18 м3 за 30 мин.
2. Скорость истечения воды через насадок в предположении, что в резервуаре А находится вода под напором H1 определенным из предыдущего условия. Коэффициент скорости насадка принять φн = 0,82.
3. Сравнить скорость истечения через насадок со скоростью истечения через отверстие в тонкой стенке того же диаметра если φотв = 0,97.
Исходные данные:
d1 = 200 мм, d2 = 80 мм, l1 = 8 м, l2 = 10 м, dн = 100 мм.
Задача 47
Цена - 200 руб. (pdf) - 300 руб. (word)
Вода при температуре t = 20 °C из резервуара А подается в резервуар В со скоростью υ = 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 Н1 к резервуару подсоединен внутренний цилиндрический насадок (насадок Борда) диаметром dн и длиной lн = 5dн (рис. 22.7).
Определить:
1. Время заполнения резервуара В объемом W = 1,15 м3 и потери напора в трубопроводе.
2. Скорость истечения воды из насадка. при коэффициенте скорости для насадка φн = 0,71.
3. Сравнить скорость истечения через насадок со скоростью истечения через отверстие в тонкой стенке того же диаметра если φотв = 0,97.
Исходные данные:
d1 = 100 мм, l1 = 15 м, dн = 100 мм, Н1 = 4 м.
Задача 48
Цена - 250 руб. (pdf) - 350 руб. (word)
Из резервуара А, заполненного водой на высоту Н1 и находящегося под манометрическим давлением pм, вода подается по стальному трубопроводу, длиной l1 и диаметром d1 в резервуар В на высоту Н. К резервуару А на глубине Н1 подсоединен конически сходящийся насадок с диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн (рис. 22.8). Коэффициенты сопротивлений задвижки ξз = 9, 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 А 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 через насадок с расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент скорости для отверстия φо = 0,97, а коэффициент расхода для отверстия μо = 0,62.
Исходные данные:
d1 = 100 мм, l1 = 6 м, dн = 100 мм, Н = 2 м, Н1 = 5 м, рм = 150 кПа, φн = 0,96, ξз = 9,0, λ = 0,04, ξк = 0,25.
Задача 49
Цена - 300 руб. (pdf) - 400 руб. (word)
Из резервуара А, на свободной поверхности которого избыточное давление рм, вода температурой t = 15 °C поступает в резервуар В по трубопроводу переменного сечения, состоящему из двух участков длиной l1 и l2 и диаметрами d1 и d2. Разность уровней в резервуарах h = Н1 − Н (рис. 22.9). На глубине Н1 к резервуару А подсоединен конически расходящийся насадок с диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн.
Определить:
1. Режим течения, скорость ν и расход воды Q, поступающей в резервуар В по трубопроводу если коэффициент потерь входа в трубу ξвх = 0,5, коэффициент сопротивления колена ξк = 0,4, коэффициент сопротивления полностью открытой задвижки ξз = 0,5, коэффициент гидравлического трения на первом участке λ1 = 0,025, на втором – λ2 = 0,04. Скоростным напором и изменением уровня в резервуаре А пренебречь.
2. Скорость и расход воды через конически расходящийся насадок, если коэффициенты φн и μн равны и составляют 0,45.
3. Сравнить скорость и расход через насадок с расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент скорости для отверстия φо = 0,97, а коэффициент расхода для отверстия μо = 0,62.
Исходные данные:
d1 = 200 мм, d2 = 80 мм, l1 = 8 м, l2 = 12 м, dн = 200 мм, Н = 4 м, Н1 = 6 м, рм = 200 кПа, ξз = 5, λ1 = 0,025, λ2 = 0,04, ξк = 0,4, ξвх = 0,5.
Задача 50
Цена - 250 руб. (pdf) - 350 руб. (word)
Вода при температуре t = 20 °C подается из резервуара А в резервуар В по короткому трубопроводу (Рис. 22.10), состоящему из двух участков длиной ℓ1 и ℓ2, диаметрами d1 и d2 и с коэффициентом гидравлического трения λ, снабженному краном с коэффициентом сопротивления крана ξкр. Разность уровней в резервуарах равна Н. На глубине Н1 к резервуару А подсоединен коноидальный насадок с диаметром выходного сечения dн и длиной ℓн = 5dн.
Определить:
1. Расход Qтр, поступающий в резервуар В по 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 расхода для отверстия μо = 0,62.
Исходные данные:
d1 = 80 мм, d2 = 150 мм, l1 = 8 м, l2 = 10 м, dн = 80 мм, Н = 4 м, Н1 = 8 м.
Тема 2.2.
Расчет длинных трубопроводов, расчет сифона. Гидроудар.
Задача 51
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
От пункта А (Рис. 27.1) проложена водопроводная сеть с последовательным и параллельным соединением стальных, бывших в эксплуатации водопроводов, на которой расположены два водоема на разных отметках с постоянной разницей уровней Н. Вода подается из одного водоема в другой посредством сифона, выполненного из стального трубопровода диаметром d. От нижнего водоема отходит стальной трубопровод, заканчивающийся 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 Δр в трубопроводе длиной L и диаметром d при внезапном закрытии задвижки.
Исходные данные:
d = 300 м; L = 300 м; Q1 × 10-3 = 29,5 м3/с, Q2 × 10-3 = 5,5 м3/с, q × 10-2 = 2 л/с, α = 45°, β = 60°, Н = 1 м, е = 6 мм; v0 = 1,8 м/с.
Задача 52
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Из источника А вода подается в разветвленную сеть (рис. 27.2). 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 чугунный трубопровод с толщиной стенок е, в котором перед закрытием задвижки имеется давление р0. 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.
З. Определить, при какой начальной скорости движения воды в чугунном трубопроводе давление при мгновенном закрытии задвижки достигнет величины р.
4. Определить диаметр сифона.
Исходные данные:
d = 300 мм, L = 400 м, Q1 × 10-3 = 16 м3/с, Q2 × 10-3 = 10 м3/с, q ×10-2 = 3 л/с, α = 90°, β = 60°, Н = 2 м, Qсиф × 10-3 = 25 м3/с, р2 = 1,2 бар; р2 = 1,9 МПа; е = 7 мм.
Задача 53
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
В тепличном комбинате стальные трубопроводы для подачи питательного раствора (кинематическую вязкость принять равной ν = 0,01 см2/с) разветвляются на три участка: последовательный с объемным расходом Q2, параллельный с объемным расходом Q1, и участок длиной L, толщиной стенки e и объемным расходом Q, в конце которого установлена задвижка (рис. 27.3). 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 расход q.
Требуется:
1. Определить повышение давления Δp в стальном трубопроводе длиной L, толщиной стенки е и объемным расходом Q.
2. Определить распределение расхода в параллельных ветвях участка.
3. Определить объемный расход в сифоне Qсиф.
4. Определить потери напора h1, h2, h3 на последовательных участках трубопровода, имеющего объемный расход Q2.
Исходные данные:
d = 300 мм, L = 200 м, Q1 × 10-3 = 12 м3/с, Q2 × 10-3 = 3 м3/с, q × 10-2 = 8 л/с, α = 60°, β = 90°, Н = 0,5 м, Q × 10-3 = 120 м3/с, е = 4 мм.
Задача 54
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Из пункта А (рис. 27.4) вода подается по чугунному трубопроводу в открытые емкости с разницей между верхней и нижней отметками — Н. Емкости сообщаются посредством сифона с объемным расходом Qсиф, 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 с толщиной стенок е и диаметром d, заканчивающийся задвижкой. Начальное избыточное давление в трубопроводе − р0, начальная скорость − V0.
Требуется:
1. Определить потери напора по длине чугунного трубопровода при последовательном соединении.
2. Определить распределение расхода в трубопроводе на участках при параллельном соединении.
3. Определить напряжение σ в стенках чугунного трубопровода толщиной е и диаметром d при внезапном его закрытии, если начальное избыточное давление в трубопроводе – р0 и начальная скорость – v0.
4. Определить диаметр сифона при заданном объемном расходе Q.
Исходные данные:
d = 200 мм, L = 250 м, Q1 × 10-3 = 12 м3/с, Q2 × 10-3 = 3 м3/с, q × 10-2 = 10 л/с, α = 90°, β = 90°, Н = 1,2 м, Qсиф × 10-3 = 30 м3/с, р0 × 105 = 0,6 Па, р × 106 = −Па, е = 7 мм; v0 = 1,2 м/с.
Задача 55
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Из нефтехранилища А (рис. 27.5) 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 Δр в чугунном трубопроводе с расходом Q, толщиной стенки е при внезапном закрытии задвижки.
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.
Исходные данные:
d = 250 мм, L = 250 м, Q1 × 10-3 = 17 м3/с, Q2 × 10-3 = 17,3 м3/с, q × 10-2 = 3,0 л/с, α = 45°, β = 90°, Н = 2 м, Q × 10-3 = 30 м3/с, е = 5 мм.
Задача 56
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
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. 27.6). 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 е, если после внезапного закрытия задвижки давление перед задвижкой будет р, а перед закрытием давление было р0.
Исходные данные:
d = 300 мм, L = 350 м, Q1 × 10-3 = 25 м3/с, Q2 × 10-3 = 20 м3/с, q × 10-2 = 9 л/с, α = 90°, β = 90°, Н = 1,5 м, Qсиф × 10-3 = 20 м3/с, р0 × 105 = 6 Па, р × 106 = 1,7 Па, е = 12 мм.
Задача 57
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Два бассейна сообщаются чугунным сифоном, имеющим обратный клапан с сеткой с углами поворотов α и β (рис. 27.7). Отметки уровней воды отличаются на величину Н. От нижнего бассейна отходит бетонная труба с задвижкой. Магистральные асбестоцементные трубопроводы имеют последовательные и параллельные участки. Объемный расход в трубопроводе с параллельными участками – Q1, с последовательным соединением участков - Q2. На конечном участке последовательного соединения происходит равномерная путевая раздача q.
Требуется:
1. Определить распределение расхода по параллельным ветвям.
2. Определить потери напора на последовательных участках.
3. Определить повышение давления Δp в трубопроводе диаметром d и длиной L при внезапном закрытии задвижки при пропуске расхода Q.
4. Определить объемный расход в сифоне Qсиф, имеющий клапан с сеткой.
Исходные данные:
d = 300 мм, L = 200 м, Q1 × 10-3 = 30 м3/с, Q2 × 10-3 = 38 м3/с, q × 10-2 = 2 л/с, α = 45°, β = 90°, Н = 2,5 м, Q × 10-3 = 20 м3/с, е = 8 мм.
Задача 58
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Из водоисточника А (рис. 27.8) 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 заканчивается последовательным участком с равномерно распределенным путевым объемным расходом q.
Требуется:
1. Определить повышение давления Δp в трубопроводе диаметром 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.
Исходные данные:
d = 300 мм, L = 400 м, Q1 × 10-3 = 14 м3/с, Q2 × 10-3 = 10 м3/с, q × 10-2 = 4 л/с, α = 90°, β = 90°, Н = 1 м, Qсиф × 10-3 = 20 м3/с, Q × 10-3 = 30 м3/с; е = 10 мм.
Задача 59
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Два хранилища с керосином сообщаются со стальным сифоном, имеющим длину L и диаметр d (рис. 27.9). 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 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.
Исходные данные:
d = 150 мм, L = 200 м, Q1 × 10-3 = 10 м3/с, Q2 × 10-3 = 8 м3/с, q × 10-2 = 3 л/с, α = 45°, β = 90°, Н = 0,8 м, р0 × 105 = 5 Па, р × 106 = 2,0 Па, е = 6 мм.
Задача 60
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Из источника А (Рис. 27.10). 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 р0. 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.
Исходные данные:
d = 200 мм, L = 200 м, Q1 × 10-3 = 3 м3/с, Q2 × 10-3 = − м3/с, q × 10-2 = 2 л/с, α = 60°, β = 60°, Н = 2,2 м, р0 × 105 = 0,7 Па, р × 106 = − Па, е = 7 мм; v0 = 1,5 м/с.
Раздел 3. Подбор насоса для потребителя.
Тема 3.1. Выбор центробежного насоса. Проверка его работы на сеть.
Задача 61
Цена - 300 руб. (pdf) - 400 руб. (word)
Для поддержания постоянного уровня в резервуаре Нг вода из берегового колодца перекачивается центробежным насосом (рис. 33.1). Всасывающий трубопровод имеет длину lвс и диаметр dвс. Длина напорного трубопровода lн, диаметр – dн. Коэффициенты сопротивления трения всасывающего трубопровода λ1 = 0,025, нагнетательного λ2 = 0,03. Суммарные коэффициенты местных сопротивлений во всасывающем и нагнетательном трубопроводах соответственно равны ζв = 8; ζн = 12.
Требуется:
1. Произвести выбор центробежного насоса, обеспечивающего откачку воды Q. Построить его рабочие характеристики H = f(Q), η = f(Q).
2. Построить характеристику трубопровода Hтр = f(Q) и определить рабочую точку насоса.
3. Определить мощность на валу насоса для объемного расхода Q и напора H, соответствующих рабочей точке насоса. Коэффициент полезного действия насоса определить по характеристике η = f(Q).
4. Определить, как изменятся напор и мощность насоса, если подачу воды задвижкой увеличить на 15 %.
Исходные данные:
Q = 10 л/с; Hг = 20 м, lвс = 13 м, dвс = 130 мм, lн = 20 м, dн = 100 мм.
Задача 62
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Для орошения полей вода из реки подается с помощью центробежного насоса. Геодезическая высота подъема воды Hг. Всасывающий трубопровод имеет диаметр dвс длину lвс; нагнетательный трубопровод – dн и lн. Трубы чугунные, бывшие в эксплуатации (рис. 33.2). Температура воды – t, °С. Местные потери hм во всасывающем трубопроводе принять равными 100 % от потерь по длине hl, а местными потерями напора в нагнетательном трубопроводе пренебречь.
Требуется:
1. Подобрать центробежный насос, если объемный расход воды Q.
2. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Определить мощность на валу насоса для объемного расхода Q и напора H, соответствующих рабочей точке. КПД для расчета найти по характеристике центробежного насоса.
4. Определить, как изменится мощность на валу насоса, если подачу воды уменьшить на 15 %?
Исходные данные:
Q = 35 л/с, Hг = 16 м, lвс = 12 м, dвс = 150 мм, lн = 200 м, dн = 130 мм, t = 20 °С.
Задача 63
Цена - 300 руб. (pdf) - 400 руб. (word)
Для обогрева ремонтных мастерских используется котельная, вода для нагрева в которую подается центробежным насосом из подземного источника (рис. 33.3). Температура воды – t °C. Геометрическая высота подъема воды – Нг. Подача – Q. Всасывающий и нагнетательный трубопроводы имеют диаметры dвс и dн и длины соответственно lвс и lн. Трубы стальные.
Требуется:
1. Подобрать насос. Построить рабочие характеристики насоса H = f (Q), η = f (Q) и характеристику трубопровода Hтр = f (Q). Местными гидравлическими потерями в нагнетательном трубопроводе пренебречь, во всасывающем трубопроводе принять равным 100 % от потерь по длине.
2. Определить напор и подачу насоса по рабочей точке при его работе на трубопровод, найти мощность на валу насоса.
3. Определить, как изменятся напор и мощность насоса, если подачу воды увеличить на 10 %.
Исходные данные:
Q = 5 л/с, Нг = 6,7 м, lвс = 10 м, dвс = 60 мм, lн = 42 м, dн = 50 мм, t = 6 °C.
Задача 64
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Подача питательного раствора из резервуара к стеллажу гидропонной теплицы осуществляется насосом. Длина трубопровода от резервуара до насоса lвс, диаметр dвс; длина в диаметр трубопровода от насоса до стеллажа – lн и dн. Трубы стальные, бывшие в употреблении. Температура питательного раствора – t °C (рис. 33.4).
Требуется:
1. Определить подачу насоса Q, если объем питательного раствора, подаваемого в стеллаж, W = 50 м3, а время подачи t = 15 мин.
2. Определить напор насоса H, необходимый для подачи питательного раствора в секцию, если геометрическая высота подачи раствора − Нг, а коэффициенты местных сопротивлений следующие: входа из резервуара в трубу ζвх = 0,5, выхода из трубы в поддон секции ζвых = 1,0, поворота трубы ζпов = 0,5.
3. Произвести выбор центробежного насоса, начертить его рабочие характеристики Н = f(Q), 𝜂 = f(Q), построить характеристику подачи раствора Нтр = f(Q). Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.
4. Определить мощность на валу насоса, приняв удельный вес раствора γ, равный удельному весу воды.
Исходные данные:
Нг = 14 м, lвс = 30 м; dвс = 250 мм; lн = 120 м; dн = 200 мм; t = 25 °C.
Задача 65
Цена - 300 руб. (pdf) - 400 руб. (word)
Центробежный насос перекачивает воду из открытого резервуара А в закрытый цилиндрический резервуар В водонапорной башни, где поддерживается постоянный уровень (рис. 33.5). Геодезическая высота подъема воды Нг. Давление на свободной поверхности в баке pо = 0,147 МПа. Трубы всасывания и нагнетания имеют длину соответственно lвс и lн, диаметр dвс и dн. Коэффициент гидравлического трения λ принять равным 0,03. Местными потерями напора в нагнетательном трубопроводе пренебречь. Суммарный коэффициент местных сопротивлений всасывающей линии ξвс = 6.
Требуется:
1. Подобрать насос, который обеспечит подачу воды Q. Построить рабочие характеристики насоса H = f (Q), η = f (Q).
2. Построить характеристику трубопровода Hтр = f (Q). Найти рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Найти потребную мощность насоса для пропуска заданного объемного расхода.
4. Определить подаваемый объемный расход при параллельной работе двух одинаковых насосов на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.
Исходные данные:
Q = 20 л/с, Hг = 15,6 м, lвс = 8 м, dвс = 200 мм, lн = 400 м, dн = 200 мм.
Задача 66
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Для подкормки растений питательный раствор из резервуара А перекачивается центробежным насосом по трубопроводу в стеллаж В. С целью перемешивания раствора в резервуаре А нагнетательный трубопровод в узле имеет ответвление, по которому часть раствора отводится обратно в резервуар А через перфорированный трубопровод (рис. 33.6).
Подача раствора в стеллаж В составляет Q. Трубопровод всасывания имеет lвс, диаметр dвс. Нагнетательный трубопровод имеет длину до точки С − l = lвс, от т. С до стеллажа В и от т. С до резервуара А − lCB = lCA = 2lвс, диаметр dн. Геометрическая высота подъема раствора Нг. Коэффициент сопротивления трения в трубах λ = 0,025, суммарный коэффициент местных сопротивлений всасывающей линии ζвс = 4,5. Местными потерями в линиях нагнетания пренебречь.
Требуется:
1. Подобрать насос. Начертить рабочие характеристики.
2. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Определить мощность насоса Nн. Удельный вес раствора принять равным удельному весу воды.
4. Определить, как изменится напор и мощность насоса, если подачу воды увеличить на 20 %. Как (последовательно или параллельно) надо подключить второй насос с целью увеличения расхода при их работе на один трубопровод?
Исходные данные:
Q = 15 л/с, Hг = 17 м, lвс = 6 м, dвс = 150 мм, lн = 2lвс = 12 м, dн = 125 мм.
Задача 67
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Из водоисточника в водонапорную башню вода перекачивается по стальному трубопроводу центробежным насосом (рис. 33.7). Объемный расход воды Q. Температура воды t° C. Отметка уровня воды в источнике − ∇ис = 27 м, отметка уровня воды в резервуаре водонапорной башни − ∇б = 95 м. Диаметры всасывающего и нагнетательного трубопроводов равны dвс = dH, длины соответственно равны lвс, lн. Трубы стальные, бывшие в эксплуатации.
Требуется:
1. Произвести выбор центробежного насоса. Построить его рабочие характеристики Н = f(Q), η = f(Q).
Построить характеристику трубопровода Hтр = f(Q) и по рабочей точке насоса проверить его режим работы на трубопровод.
2. Местными потерями напора в нагнетательном трубопроводе пренебречь, во всасывающем трубопроводе местные потери напора принять равными 100 % от потерь по длине. Определить мощность на валу насоса для объемного расхода Q и напора Н, соответствующих рабочей точке насоса. Коэффициент полезного действия насоса ηн определить по характеристике η = f(Q).
3. Определить, как изменится напор и мощность насоса, если подачу воды уменьшить задвижкой на 22 %.
4. Изменится ли подаваемый объемный расход, если последовательно подключить второй насос? Начертить схему подключения насосов.
Исходные данные:
Q = 30 л/с, lвс = 11 м, dвс = 150 мм, lн = 220 м, dн = 150 мм, t = 10 °С.
Задача 68
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Из резервуара А животноводческого помещения сточные воды после биологической очистки перекачиваются центробежным насосом по стальному трубопроводу в общий резервуар - водосборник В (рис. 33.8). Перепад горизонтов в резервуаре А и водосборнике В равен Δh = 1,5 м. Всасывающий трубопровод имеет диаметр dвс, длину lвс, нагнетательный трубопровод соответственно – dн и lн. Температура воды - t° С.
Требуется:
1. Подобрать насос, обеспечивающий подачу воды Q. Начертить рабочие характеристики насоса Н = f(Q), η = f(Q), построить характеристику трубопровода Нтр = f(Q). При решении задачи местными гидравлическими потерями пренебречь.
2. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть. Определить мощность на валу насоса. Коэффициент полезного действия насоса ηн определить по характеристике η = f(Q).
3. Определить, как изменится напор и мощность насоса при уменьшении задвижкой подачи воды на 25 %.
4. Определить, как изменится подаваемый объемный расход, если параллельно подключить второй насос на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.
Исходные данные:
Q = 4 л/с, lвс = 12 м, dвс = 80 мм, lн = 85 м, dн = 50 мм, t = 16 °С.
Задача 69
Цена - 300 руб. (pdf) - 400 руб. (word)
В сливной системе навозоудаления вода для смыва забирается из резервуара - накопителя А центробежным насосом и подается в одинаковом количестве Q в два помещения В и С, которые находятся на высоте hв = 4 м, hс = 9 м. Трубопровод АК имеет приведенную длину l1 = 50 м, трубы КС и KB имеют одинаковую длину lкс = lкв = l2 = 100 м, диаметр всех труб равняется dкв = dкс = dак. Коэффициент сопротивления трения во всех трубах λ = 0,025. В помещения B и C подается одинаковое количество воды Q (рис. 33.9).
Требуется:
1. Определить, какое дополнительное сопротивление необходимо ввести в трубу KB путем прикрытия задвижки, чтобы обеспечить требуемое равенство расходов.
2. Подобрать центробежный насос, начертить его рабочие характеристики H = f(Q), η = f(Q).
3. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть. Подсчитать мощность на валу насоса.
Исходные данные:
Q = 25 л/с; dвс = 150 мм; dн = 150 мм.
Задача 70
Цена - 400 руб. (pdf) - 500 руб. (word)
Вода из водохранилища подается центробежным насосом в оросительную систему. Высота подъема воды – Нг, подача – Q. Трубопроводы всасывания и нагнетания имеют диаметры dвс = dн, длины соответственно lвс и lн. Трубы стальные. Температура воды – t° С.
Требуется:
1. Произвести выбор центробежного насоса. Построить рабочие характеристики насоса Н = f(Q), η = f(Q).
2. Построить характеристику трубопровода Нтр = f(Q). Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Определить мощность на валу насоса для объемного расхода Q и напора Н соответствующих рабочей точке. КПД насоса для расчета определить по характеристике η = f(Q).
4. Определить, как изменится подаваемый объемный расход при параллельной работе двух одинаковых насосов на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.
Исходные данные:
Q = 40 л/с, Hг = 15 м, lвс = 150 м, dвс = 150 мм, lн = 240 м, dн = 150 мм, t = 18 °С.
Тема 3.2. Расчет оросительной сети.
Раздел 4.
Тема 4.
Расчет объемного гидропривода.
Задачи 81 - 90
Задачи 81 - 90
Цена - 350 руб. (pdf) - 450 руб. (word)
Рисунок 38 - Структурные схемы объемного гидропривода с гидромотором; Рисунок 39 - Структурные схемы объемного гидропривода с гидроцилиндром.
Для передачи энергии от двигателя мобильной машины к рабочему органу и управления режимами его работы применен нерегулируемый объемный гидропривод (ОГП). Структурная схема ОГП задана в двух вариантах: с гидромотором (рис. 38); с гидроцилиндром (рис. 39).
Исходные данные к решению задач приведены в табл. 8. Рабочая жидкость - масло МГ-З0 (плотность ρ = 910 кг/м3, кинематическая вязкость ν = 0,30 Ст при t = 50 °С). Принять потери давления в гидрораспределителе 0,3 МПа, в фильтре - 0,15 МПа; объемный и общий КПД: гидромотора 0,95 и 0,90, гидроцилиндра - 1,0 и 0,97, насоса - 0,94 и 0,85. Требуется: на основе заданного варианта структурной схемы (рис. 38, 39) составить и начертить в соответствии с требованиями ГОСТ 2.704-76 принципиальную схему гидропривода; определить рабочее давление и расход заданного гидродвигателя; выбрать диаметры трубопроводов и определить потери давления в них; определить подачу, давление, мощность насоса и общий КПД гидропривода.
| Исходные данные | Номера задач | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | |
| Номер рисунка | 38 | 38 | 38 | 38 | 38 | 39 | 39 | 39 | 39 | 39 |
| Гидромотор крутящий момент на валу Мм, Н·м |
200 | 160 | 65 | 170 | 340 | - | - | - | - | - |
| Частота вращения вала nм, об/мин |
190 | 1450 | 1800 | 1500 | 1500 | - | - | - | - | - |
| рабочий объем qм, см3/об |
100 | 100 | 28 | 56 | 112 | - | - | - | - | - |
| Гидроцилиндр: внутренний диаметр цилиндра D, мм |
- | - | - | - | - | 63 | 80 | 100 | 125 | 160 |
| диаметр штока dш, мм |
- | - | - | - | - | 32 | 40 | 50 | 63 | 70 |
| усилие на штоке Fш, кН |
- | - | - | - | - | 40 | 65 | 120 | 180 | 300 |
| скорость штока υш, м/с |
- | - | - | - | - | 0.09 | 0.10 | 0.12 | 0.14 | 0.15 |
| длина гидролиний: | ||||||||||
| l1 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 2.1 | 2.2 | 2.3 | 2.4 |
| l2 | 1.5 | 1.7 | 1.9 | 1.8 | 2.0 | 2.1 | 2.2 | 2.3 | 1.8 | 1.9 |
| l3 = l4 | 3.0 | 3.5 | 2.5 | 2.7 | 2.8 | 2.4 | 3.1 | 3.3 | 3.6 | 4.0 |
| l5 | 2.0 | 2.2 | 2.4 | 2.3 | 2.5 | 2.1 | 2.2 | 2.4 | 2.1 | 2.7 |
| РЕШЕНИЯ: | PDF 81 | PDF 82 | PDF 83 | PDF 84 | PDF 85 | PDF 86 | PDF 87 | PDF 88 | PDF 89 | PDF 90 |
| WORD 81 | WORD 82 | WORD 83 | WORD 84 | WORD 85 | WORD 86 | WORD 87 | WORD 88 | WORD 89 | WORD 90 | |