Лого АГЗ

Задачи по ГИДРОДИНАМИКЕ АГЗ МЧС России г. Красногорск

Учебное пособие. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ. 2002 г.

Булгаков В.И.

Кафедра физики

Решения Задач: 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13, 2.14, 2.15, 2.17, 2.18, 2.20, 2.21, 2.22, 2.23, 2.25, 2.28, 2.29, 2.30, 2.31, 2.33, 2.34, 2.35, 2.36, 2.37, 2.39, 2.40, 2.42, 2.43, 2.44, 2.45, 2.48, 2.49, 2.50, 2.52, 2.54, 2.55, 2.57, 2.58, 2.59, 2.60

Цена Задачи I - го типа- 150 руб. (pdf)

Задача 2.1 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.1

Конденсатор паровой турбины работает с разрежением ℎвак = 440 мм. рт. ст. Определить, какое давление Рх должен развивать насос, подающий воду в конденсатор в количестве Q = 1,76 л/с, если напорный патрубок насоса расположен на 16 м ниже места ввода воды в конденсатор. Местными потерями в трубопроводе пренебречь.

Задача 2.2 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.2

Определить весовой расход бензина G через жиклер (насадок малого диаметра) карбюратора, если разрежение в диффузоре, куда происходит истечение бензина, hвак = 300 мм.вод.ст. Обрез жиклера установлен выше уровня бензина в поплавковой камере на t = 15 мм, давление в поплавковой камере - атмосферное. Диаметр отверстия жиклера d0 = 1,5 мм; коэффициент сопротивления жиклера ξж = 0,5; γБЕНЗ = 750 кГ/м3.

Задача 2.3 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.3

Определить, какого диаметра должна быть поставлена труба на участке АБ, чтобы при разности уровней воды Н в резервуарах А и Б, равной 20 м, показанный на рисунке трубопровод пропускал расход Q = 6 л/с. Принять коэффициент трения на обоих участках одинаковым; на участке БВ потери напора в местных сопротивлениях составляют 10 % от потерь напора по длине на этом участке. Определить также высоту hx на которую поднимается вода в пьезометре.

Задача 2.4 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.4

Вода должна перетекать из бака А в резервуар В по трубе длиной 10 м. При каком диаметре трубы расход воды в ней будет Q = 2 л/с, если избыточное давление в баке Р1 = 2 АТ; высоты Н1 = 1 м; Н2 = 5 м? Коэффициенты сопротивления принять: при входе ξвх = 0,5; в вентиле ξв = 4 ; в коленах ξ0 = 0,5; на трение λ = 0,025. Определить также давление в сечении Х-Х. Длина трубопровода от бака А до сечения Х-Х равна S = 2 м.

Задача 2.5 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.5

Определить манометрическое давление, которое должен создавать насос, чтобы подавать воду в количестве Q = 15 л/с в водонапорный бак на высоту Н = 12 м по трубопроводу диаметром 150 мм и длиной 50 м с коэффициентом трения в нем λ = 0,04. Коэффициент сопротивления закругления принять равным ξ0 = 0,5. Вычислить полезную мощность насоса. Приведенную высоту всасывания принять равной Hs = 7 м.

Задача 2.6 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.6

Из сосуда вода вытекает по трубке диаметром d = 5 мм и длиной l = 5 м. Уровень воды в сосуде постепенно повышается за счет притока из крана. Определить напор Н, при котором течение воды в трубке сделается турбулентным. Подсчитать изменение расхода при переходе от ламинарного к турбулентному режиму. Кинематический коэффициент вязкости воды ν = 0,0116 см2/с.

Задача 2.7 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.7

Как изменится расход воды через насадок Вентури диаметром d0 = 20 мм, если к нему привинтить цилиндрическую трубку диаметром d = 30 мм? Определить также величину вакуума в насадке (в сжатом сечении), если коэффициент сжатия струи в насадке ε = 𝑑𝑐2/𝑑02 = 0,64.

Задача 2.8 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.8

Определить усилие F, которое требуется приложить к поршню А, чтобы создать вдоль штока ВС, перемещающегося со скоростью VB = 10,24 мм/с, усилие Q = 800 кГ. В расчете принять, что силы трения ТА и ТВ поршней А и В составляют по 0,1 от усилий F и Q. Разностью высот Z1 - Z2 пренебречь. Остальные параметры системы приведены на схеме.

Задача 2.9 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.9

Вычислить, во сколько раз пропускная способность левого насадка больше чем правого. Коэффициент сопротивления обычного цилиндрического насадка, отнесенный к скорости в нем, равен ξн = 0,5.

Задача 2.10 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.10

Насос нагнетает воду в Т-образный опытный трубопровод. Суммарный коэффициент сопротивления всасывающей трубы насоса ∑ξвс = 9, диаметр всасывающей трубы dвс = 25 мм. Используя другие приведенные на рисунке данные, определить значение коэффициента гидравлического трения λ на участке трубопровода МП, а также давление, которое должен развивать насос, и давление на входе в насос, если Рм = 0,09 ати; Δ = 0,5 мм; d = 30 мм; dн = 45 мм; ℎ𝑠 = 2 м; 𝑙 = 4 м.

Задача 2.11 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.11

Вакуумметр показывает вакуумметрическую высоту ℎвак = 75 мм.рт.ст. Из резервуара А по короткому трубопроводу вода перетекает в резервуар В, а из него через цилиндрический насадок в атмосферу. Определить расход в представленной на рисунке системе и высота расположения уровней h1 и h2. Коэффициенты сопротивления равны: колена ξ0 = 0,25; вентиля ξв = 5 ; насадка ξн = 0,5 ; гидравлического трения λ = 0,025.

Задача 2.12 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.12

Используя приведенные на рисунке данные, определить диаметр D трубопровода Т, при котором цистерна Ц диаметром Dц = 2 м и длиной lц = 7 м будет опорожняться за 2000 секунд.

Задача 2.13 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.13

Используя приведенные на рисунке данные, определить:
1) расход воды в показанном на рисунке сплошными линиями отводе от магистрального трубопровода диаметра D = 320 мм при манометрическом давлении у входа в отвод Рм = 20,5 кПа.
2) длину показанной на рисунке прерывистыми линиями трубы, при присоединении которой к отводу расход воды в нем увеличится на 120 %.

Задача 2.14 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.14

Используя приведенные на рисунке данные, определить высоту Н на которую может поступать вода из трубы диаметра D = 0,4 м по трубопроводу Т в бак Б в количестве Q = 11 л/с.

Задача 2.15 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.15

Из резервуара А по короткому трубопроводу вода перетекает в резервуар В, а из него через цилиндрический насадок в атмосферу. Определить расход Q в предоставленной системе и высоты расположения уровней h1 и h2. Коэффициенты сопротивлений имеют следующие значения: входа ζвх = 0,5; колена ζк = 0,25; вентиля ζв = 4; насадка ζн = 0,5; гидравлического трения λ = 0,04. Во сколько раз увеличится расход в системе, если к насадку привинтить, как показано на рисунке прерывистыми линиями, короткий патрубок с внутренним диаметром dп = 100 мм? Диаметр трубы равен dT = 100 мм, диаметр насадка равен dН = 50 мм.

Задача 2.17 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.17

Определить, чему равны коэффициенты сопротивления трения λ и крана ξкр, если коэффициент сопротивления сужения расходомера Вентури равен ξв = 0,04?

Задача 2.18 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.18

Используя приведенные на рисунке данные определить:
1) расход Q;
2) коэффициент гидравлического трения λ в трубопроводе на участке АВ;
3) потери напора в расширении;
4) построить линию полного гидродинамического напора и пьезометрическую линию (в выбранном масштабе).

Задача 2.20 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.20

Жидкость удельного веса γ = 1200 кГ/м3 выдавливается из сосуда А в сосуд Б по стальному трубопроводу диаметром d = 75 мм и общей длиной 52,5 м. Избыточное давление в сосуде Б равно нулю. Вычислить: 1) давление РА в сосуде А, при котором расход Q будет равен 6 л/с; 2) давление в сечении Х-Х.

Задача 2.21 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.21

Определить, какого диаметра D должна быть поставлена труба на участке БВ, чтобы при разности уровней вода Н в резервуарах А и В, 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 будут составлять 10 % от напора по длине на данном участке. Определить также высоту hx на которую поднимется вода в пьезометре, если h = 1 м d = 50 мм.

Задача 2.21 (спец) - РЕШЕНИЕ
Рис.2.21

Определить, какого диаметра D должна быть поставлена труба на участке БВ, чтобы при разности уровней вода Н в резервуарах А и В, 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 будут составлять 10 % от напора по длине на данном участке. Определить также высоту hx на которую поднимется вода в пьезометре, если h = 1 м d = 50 мм.
Корректировка: считать D = d, определить расход и показание пьезометра.

Задача 2.22 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.22

Определить расход Q в трубопроводе и давление Р0 в резервуаре C, если известны следующие данные: l = 10 м; F = 20 кГ; hрт = 14 мм; Z = 0,5 м; t = 1 м; Dп = 200 мм; h = 9 м; λ1 = 0,04; λ2 = 0,025; L = 2 м; γрт = 13,6 кГ/л; ζкр = 8; D = 50 мм. Использовать также приведенные на рисунке данные.

Задача 2.23 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.23

Используя приведенные на рисунке данные, определить усилие F2, которое необходимо приложить к поршню В, который движется со скоростью V2 = 20 мм/с, имея диаметр D2 = 100 мм. Усилие, приложенное к поршню А составляет F1 = 25 кГ. Диаметр поршня А равен D1 = 200 мм, скорость его движения составляет V1 = 45 мм/с. Определить также максимальную высоту подъема струи воды относительно оси трубопровода. Известно: λ = 0,045; d1 = 40 мм; d2 = 25 мм; d3 = 30 мм; диаметр сопла dс = 10 мм; ∠α = 60°; Н = 2 м; сопротивление тройника ξтр = 1,0; сопротивление сопла ξс = 0,2.

Задача 2.23 (коррект) - РЕШЕНИЕ
Рис.2.23

Используя приведенные на рисунке данные, определить усилие F2, которое необходимо приложить к поршню В, который движется со скоростью V2 = 20 мм/с, имея диаметр D2 = 100 мм. Усилие, приложенное к поршню А составляет F1 = 25 кГ. Диаметр поршня А равен D1 = 200 мм, скорость его движения составляет V1 = 45 мм/с. Определить также максимальную высоту подъема струи воды относительно оси трубопровода. Известно: λ = 0,045, d1 = 40 мм, d2 = 25 мм, d3 = 30 мм, диаметр сопла dс = 10 мм, α = 60°, Н = 2 м; сопротивление тройника ξтр = 1,0; сопротивление сопла ξс = 0,2.

Задача 2.25 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.25

Насосная станция перекачивает нефть плотностью 850 кг/м3 и кинематической вязкостью v = 0,65 см2/c из пункта А в пункт Б по трубопроводу, имеющему длину l = 10 км и диаметр d = 250 мм. При этом избыточное давление в начале трубопровода равно 25 кГ/см2.
Определить:
1) расход нефти в трубопроводе;
2) какую длину X должен иметь параллельно подключенный трубопровод (так называемый лупинг) того же диаметра, чтобы давление на станции при той же подаче упало до Ри = 20 АТ?

Задача 2.28 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.28

К поршню А приложено усилие F = 300 кГ. Требуется определить диаметр поршня, при котором усилие вдоль его штока будет равно Q = 800 кГ. В расчете принять, что силы трения ТА и ТВ поршней А и В о стенки цилиндров составляют по 0,1 от усилий F и Q. Разностью высот Z1 и Z2 пренебречь. Скорость движения поршня В равна 0,1 м/с.

Задача 2.29 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.29

Конденсатор паровой турбины работает с разрежением hвак = 400 мм.рт.ст. Такой же вакуум должен быть на входе в насос, подающий воду в конденсатор. Определить подачу насоса Q и давление Рх на выходе из насоса, напорный патрубок которого расположен ниже места ввода воды в конденсатор на h = 20 м. Считать, что местные потери напора во всасывающем и напорном трубопроводах составляют 10 % от потерь напора по длине. Коэффициент гидравлического трения в напорном трубопроводе равен λн = 0,04, во всасывающем трубопроводе λвс = 0,025. Остальные исходные данные приведены на схеме.

Задача 2.30 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.30

Определите усилие F, которое нужно приложить к поршню А чтобы создать вдоль штока ВС, перемещающегося со скоростью 6,4 мм/с усилие Q = 800 кГ. При расчетах принять, что силы трения ТА и ТВ поршней А и В о стенки цилиндров составляют по 0,1 от усилий F и Q. Разностью высот (Z1 - Z2) пренебречь. Остальные исходные данные приведены на схеме.

Задача 2.31 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.31

Подобрать размер «а» деревянной трубы квадратного сечения, предназначенной для сброса солярового масла из вместилища В в емкость С в количестве Q = 31,5 л/с, и определить давление Р0 во вместилище масла B.

Задача 2.33 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.33

Определить силу F, с которой необходимо воздействовать на поршень, чтобы подавать масло по трубопроводу расходом Q = 5 л/c. Плотность масла ρ = 800 кг/м3. Геометрические размеры трубопровода: Dп = 250 мм; d1 = 100 мм, d2 = 75 мм; d3 = 40 мм; d0 = 15 мм. Коэффициент гидравлического трения λ на всех участках трубопровода одинаков и равен 0,03. Сила трения равна 0,1 от силы F. Изменением положения поршня пренебречь.

Задача 2.34 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.34

Используя приведенные на рисунке данные, определить давление PH, которое должен развивать насос, чтобы по представленному на рисунке трубопроводу подавать жидкость удельного веса γ = 1,6 кГ/дм3 расходом Q = 5 л/с. Определить также высоту жидкости в пьезометре П и высоту Нрт в дифманометре ДФ. Геометрические размеры трубопровода: Н = 3 м; D = 62 мм; d = 25 мм; l1 = 12 м; l2 = 6 м; l3 = 14 м; l4 = 15 м; Коэффициенты сопротивлений: ζк = 1; ζкр = 5; гидравлического трения λ1 = 0,035; λ2 = 0,01. Удельный вес ртути γрт = 13,6 кГ/дм3.

Задача 2.35 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.35

Вода перетекает из бака А в бак Б. Определить расход жидкости Q и давление в сечении Х-Х, используя приведенные на рисунке данные и нижеприведенные параметры трубопровода: ξкр = 4; ξк = 1; d = 42 мм; λ = 0,025; 𝑙1 = 4 м; 𝑙2 = 6 м; 𝑙3 = 10 м; Манометр показывает давление Рм = 4 кГ/см2; вакуумметр показывает давление Рвак = 150 мм.рт.ст. Уровни воды в баках поддерживаются неизменными. Н1 = 2 м; Н2 = 4 м; Н3 = 1,6 м.

Задача 2.36 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.36

Уровень воды в сосуде С за 3 минуты повышается на 0,717 м. Используя также данные, приведенные на рисунке, определить коэффициенты сопротивления трения λ в трубопроводе Т и крана ξкр. Плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3. Определить также потерю напора на всем трубопроводе от точки А до конца трубы.

Задача 2.37 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.37

Из сосуда вода вытекает в атмосферу по трубе диаметром d = 8 мм и длиной l = 15 м. Уровень воды в сосуде постепенно повышается за счет притока из крана. Определить напор hx при котором течение воды в трубке сделается турбулентным. Подсчитать изменение расхода при переходе к турбулентному режиму. Кинематический коэффициент вязкости воды ν = 0,0116 см2/с. Параметры трубопровода: ζкр = 4; ζ0 = 0,25; Pм = 26 мм.рт.ст, Н = 0,3 м. Определить также значение коэффициента гидравлического трения в обоих случаях.

Задача 2.39 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.39

Определить величину манометрического давления, которое должен создавать насос, чтобы подавать воду в количестве Q = 20 л/с в бак на высоту h = 24 м по трубопроводу диаметром d = 150 мм и длиной l = 150 м с коэффициентом сопротивления трения λ = 0,04. Давление на свободной поверхности бака составляет 2 ати. Коэффициенты сопротивления принять равным: закругления ξ0 = 0,25, задвижки ξз = 6. Вычислить полезную мощность насоса. Приведенную высоту всасывания принять равной Hs = 6 м. Указание: МПЛЗН = yQH, где Н = h + Hs + hw нг, м; hw нг - потери напора в нагнетательном трубопроводе.

Задача 2.40 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.40

На рисунке представлен трубный водовыпуск в теле дамбы. Подсчитать значение коэффициентов сопротивления трения λ и задвижки ξ3, если при истечении воды через водовыпуск под напором Н = 1,6 м уровень воды в колодце - успокоителе повысится за 10 секунд на 0,57 м. Площадь дна колодца S = 2 м2.

Задача 2.42 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.42

Определить расход воды, вытекающей из трубопровода, если на левый поршень диаметром D1 = 200 мм действует сила F1 = 200 кГ, а на правый поршень диаметром D2 = 400 мм действует сила F2 = 100 кГ. Изменением положений поршней пренебречь. Остальные исходные данные приведены на рисунке. Удельный вес воды γ = 1 кГ/дм3.

Задача 2.43 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.43

Определить расход воды, вытекающей из трубопровода, если на левый поршень диаметром D1 = 200 мм действует сила F1 = 200 кГ, а на правый поршень диаметром D2 = 400 мм действует сила F2 = 100 кГ, h1 = 2 м; h2 = 1,8 м; δ = 0,2 м. Изменением положений поршней пренебречь. Остальные исходные данные приведены на рисунке. Удельный вес воды γ = 1 кГ/дм3.

Задача 2.44 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.44

Насос, развивающие давление Рн = 5 кГ/см2, подает по представленному на рисунке трубопроводу масло, плотностью ρ = 900 кг/м3. Определить подачу насоса Q и давление в сечении Х-Х, если коэффициент гидравлического трения на всех участках трубопровода одинаков и равен λ = 0,03. Остальные исходные данные приведены на рисунке.

Задача 2.45 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.45

Определить расход воды, вытекающей из бака по представленному на рисунке трубопроводу, и давление в сечении Х-Х, если манометр показывает давление Рм = 2 АТ. Диаметр трубы d = 25 мм, коэффициент гидравлического трения λ = 0,024. Коэффициенты сопротивления имеют следующие значения: ζ0 = 0,3; ζкр = 5; Высоты: Н = 10 м; h1 = 2 м; h2 = 4 м; h3 = 2 м; h4 = 2,5 м. Длины различных участков трубопровода приведены на рисунке.

Задача 2.48 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.48

Под действием избыточного давления Рм = 10 ат, масло плотностью ρ = 820 кг/м3 передавливается в цилиндр диаметром Dц = 280 мм и воздействует на поршень. Определить скорость движения поршня и усилие F, развиваемое на его штоке. Размеры трубопровода: d1 = 62 мм; d2 = 40 мм; длины участков: l1 = 2 м; l2 = 1,5 м; l3 = 2 м; l4 = 6 м; l5 = 6 м; h = 1 м. Изменением положения поршня пренебречь. Коэффициенты сопротивления: ζкр = 4; клапана ζкл = 8; поворота ζ0 = 0,5. Коэффициенты гидравлического трения на всех участках трубопровода равны λ = 0,40.

Задача 2.49 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.49

Определить расход воды, перетекающей из бака А в бак В по трубопроводу диаметром d = 42 мм, если вакуумметр на баке В показывает давление hвак = 125 мм.рт.ст. Уровни воды в баках поддерживаются постоянными. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,042. Коэффициенты сопротивления: ζ0 = 0,5; ζк = 7,5; Геометрические размеры: l = 2 м; h1 = 2 м; h2 = 1 м; h3 = 4 м; H = 0,5 м.

Задача 2.50 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.50

Используя приведенные на схеме данные, определить:
1. Расход воды в представленной на рисунке гидравлической системе.
2. Давление Р0 на свободной поверхности воды в правой изолированной от сообщения с внешней средой части резервуара.

Задача 2.51 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.51

Определить расход веретенного масла АУ в каждом участке трубопровода, приведенного на рисунке. Давление Рм = 2,2 кГ/см2. Свойства масла: удельный вес масла γм = 0,89 кГ/дм3, кинематический коэффициент вязкости v = 0,4 см2/с. Абсолютная шероховатость труб Δ = 0,45 мм. Диаметры труб: d1 = 25 мм; d2 = 62 мм; d3 = 25 мм. Потерями напора в тройнике Т и сужении С пренебречь. Длина различных участков трубопровода составляет: 𝑙1 = 20 м, 𝑙2 = 5 м; 𝑙3 = 4 м; Н4 = 6 м; Н2 = 4 м; Уровни масла: Н1 = 2 м; Н3 = 1 м. Считать коэффициенты гидравлического трения на всех участках трубопровода одинаковыми и равными λ = 0,08. После определения расходов проверить принятые значения λ. Остальные исходные данные приведены на рисунке.

Задача 2.52 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.52

Используя приведенные на рисунке данные, определить, какое количество жидкости удельного веса γ = 0,8 кГ/л ежесекундно поступает из бака А в сосуд С и в резервуар В. Потерями напора в тройнике Т и колене К пренебречь. Геометрические характеристики трубопровода: d1 = 50 мм; d2 = 80 мм; l1 = 50 м; l2 = 40 м; HA = 1,5 м; HС = 2,5 м; HВ = 2 м. Коэффициенты сопротивления равны: ζкр = 5; ζв = 8; гидравлического трения λ = 0,08 на всех участках трубопровода. Манометр показывает давление Рм = 1,2 кГ/см2.

Задача 2.54 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.54

Определить скорости движения всех трех поршней в гидравлической системе, представленных на рисунке. На левый поршень действует сила F1 = 10 кГ, на правый - сила F2, равная 20 кГ. Диаметры поршней: D1 = 120 мм, D2 = 100 мм; диаметр трубопровода d = 18 мм, диаметр подвижного поршня П равен Dпп = 80 мм. Суммарная длина трубопровода l = 10 м; длина горизонтального цилиндра L = 1,8 м; высоты: Н1= 1 м; Н2 = 2 м; Н3 = 2 м; Н4 = 1 м. Коэффициенты гидравлического трения равны: λ1 = 0,04; λ2 = 0,01; В гидросистеме находится масло плотностью 0,9 кг/дм3. Остальные параметры приведены на рисунке. Толщиной подвижного поршня пренебречь.

Задача 2.55 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.55

Определить усилие F2, которое развивает поршень диаметром D2 = 250 мм и скорость его движения. В гидросистему залито масло плотностью ρ = 780 кг/м3. На поршень диаметром D1 = 150 мм действует сила F1 = 300 кГ. На поршень диаметром D3 = 90 мм действует сила F3 = 280 кГ. Длины трубок: 𝑙1 = 10 м; 𝑙2 = 20 м; 𝑙3 = 8 м; диаметры трубок: d1 = 18 мм; d2 = 12 мм; d3 = 10 мм. Угол α = 60°. Коэффициенты гидравлического трения на каждом участке гидросистемы одинаковы и равны λ = 0,8. Сопротивлением тройника пренебречь. На каждый поршень действует сила трения, равная 0,1 от силы, приложенной к штоку. Изменением положения поршней пренебречь. Длиной гидроцилиндров также пренебречь.

Задача 2.57 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.57

Определить расход Q и давление в сечении Х-Х трубопровода, представленного на рисунке, если масло плотностью ρ = 0,82 г/см3 передавливается в сосуд А поршнем диаметром Dп = 75 мм. Усилие, приложенное к штоку поршня равно F = 100 кГ. Вакуумметр, установленный на баке, показывает давление Рвак = 140 мм.рт.ст. Изменением положения поршня и уровня масла в баке пренебречь. Геометрические размеры трубопровода: d1 = 12 мм; d2 = 18 мм; длину участков трубопровода: l1 = 1 м; l2 = 5 м; l3 = 4 м; h1 = 2 м; h2 = 6 м; Высоты: Н1 = 0,5 м; Н2 = 0,8 м. Коэффициент гидравлического трения равен λ = 0,035, коэффициенты сопротивления равны: крана ξкр = 4 ; поворота ξ0 = 0,5; клапана ξкл = 4.

Задача 2.58 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.58

На рисунке представлен трубчатый водовыпуск в теле дамбы. Определить расход жидкости по трубчатому водовыпуску, имеющему форму прямоугольника со сторонами a = 0,4 м и b = 0,6 м. Определить также коэффициент гидравлического трения и сопротивления задвижки ξз. Пьезометр показывает пьезометрическую высоту h = 0,8 м. Коэффициент сопротивления фильтра на входе в водовыпуск равен ξф = 6.

Задача 2.59 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.59

На рисунке представлен трубный водовыпуск в теле дамбы. Определить, чему равны коэффициенты трения λ и задвижки ξ у такого водовыпуска, если при истечении воды под напором Н = 1,6 м уровень воды в колодце - успокоителе повысится за 10 секунд на 0,57 м. Площадь дна колодца S = 2 м2. Диаметр трубы D = 0,327 м. Пьезометр показывает пьезометрическую высоту hp = 0,7 м. Коэффициент сопротивления входа в трубу ξвх = 6.

Задача 2.60 - РЕШЕНИЕ
Рис.2.60

Нагнетаемое насосом А в силовые цилиндры С и Е масло удельного веса γ = 850 кГ/м3 и кинематической вязкостью v = 0,3 Ст заставляет поршни цилиндров перемещаться со скоростью Vп = 0,128 м/с. Давление, развиваемое насосом равно Рн = 8 АТ. Определить усилия, создаваемые при этом вдоль штоков, которые одинаковы по величине на каждом штоке. Длины: магистрали АВ L = 40 м; отводов l1 = l2 = 10 м. Все трубы одного диаметра d = 40 мм. Диаметр поршня 𝐷п = 150 мм. Коэффициенты сопротивления равны: ξкр = 5; ξтр = 1,2; ξ0 = 0,5. Длиной цилиндров пренебречь.

Решения Задач: 3.1, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.17, 3.18, 3.19, 3.22, 3.24, 3.26

Цена Задачи II - го типа - 150 руб. (pdf) - 170 руб. (docx)

Задача 3.1 - РЕШЕНИЕ
Рис.3.1

Керосин перекачивается насосом по резиновому шлангу длиной l = 160 м и диаметром d = 62 мм. Производительность насоса 250 л/мин. Вычислить развиваемое насосом давление, если выкидной конец шланга открыт в атмосферу и поднят на h = 16 м над нагнетательным патрубком насоса. Керосин имеет удельный вес γ = 800 кГ/м3, кинематический коэффициент вязкости v = 0,0250 см2/c. Потери напора в местных сопротивлениях учитывать как 10 % от потерь напора по длине. Эквивалентная шероховатость внутренних стенок Δ = 0,2 мм.

Задача 3.4 - РЕШЕНИЕ
Рис.3.4

Трубопровод длиной l = 200 м и диаметром d= 100 мм с шероховатостью внутренних стенок Δ = 0,7 мм предназначается для подачи в сосуд В смолы, обладающей удельным весом γ2 = 1100 кГ/м3 и кинематической вязкостью v = 3,8 см2/c в количестве Q = 20 м3/час.
Определить:
1) высоту h на которую может подавать смолу в таком количестве насос, развивающий давление Рм = 2 ати, при давлении в сосуде В равном РВ = 0,25 ати;
2) давление Рм, которое будет достаточно для подачи по тому же трубопроводу того же количества воды при температуре t = 20 °С.
Коэффициенты местных сопротивлений принять равными: каждого вентиля ξв = 3 и колена ξк = 0,3.

Задача 3.5 - РЕШЕНИЕ
Рис.3.5

Считая, что движение ацетона в показанном на рисунке трубопроводе относится к зоне квадратичного сопротивления, определить используя на рисунке данные: 1) скорость течения ацетона в трубопроводе 2) коэффициент гидравлического трения в трубопроводе; 3) шероховатость внутренних стенок трубопровода Δ. Кинематический коэффициент вязкости ацетона v = 0,0042 см2/c.

Задача 3.6 - РЕШЕНИЕ
Рис.3.6

По показанному на рисунке трубопроводу с высотой выступов шероховатости на его стенках Δ = 0,3 мм течет жидкость, кинематический коэффициент вязкости которой v = 0,00032 дм2/c. Считая трубопровод гидравлически гладким, определить коэффициент трения в нем λ и потери напора от сечения 2 - 2 до сечения 3 - 3. Определив λ, проверить, будет ли в действительности трубопровод гидравлически гладким.

Задача 3.7 - РЕШЕНИЕ
Рис.3.7

Масло для смазки двигателя в количестве  Q = 0,8 см3/с подается из напорного бачка по маслопроводу диаметром 10 мм и длиной 15 м. Определить необходимую высоту Н расположения напорного масляного бачка, если давление в конце маслопровода равно атмосферному, кинематический коэффициент вязкости масла равен ν =  1,5 см2/c, удельный вес масла γ = 820 кГ/м3, Δ = 0,1 мм, Рм =  0,02 ати.

Задача 3.17 - РЕШЕНИЕ
Рис.3.17

Определить расход воды по трубопроводу, используя приведенные на рисунке данные. Кинематический коэффициент вязкости воды принять равным ν = 0,0116 см2/с. На поршень диаметром D = 200 мм действует сила F = 50 кГ; d1 = 25 мм; d2 = 62 мм.

Задача 3.18
Рис.3.18

Керосин перекачивается насосом по трубопроводу, представленным на рисунке. Подача насоса Q = 250 л/мин. Определить развиваемое насосом давление, если выходной конец трубопровода открыт в атмосферу и поднят над нагнетательным патрубком насоса на высоту h = 24 м. Керосин имеет удельный вес γ = 800 кГ/м3, кинематический коэффициент вязкости v = 0,025 см2/c. Эквивалентная шероховатость трубы диаметром D равна Δ = 0,15 мм.

Задача 3.19
Рис.3.19

Насос подает воду в показанный на рисунке трубопровод в количестве Q = 0,48 м3/мин. Четвертая часть подаваемой насосом воды поступает по стояку ВБ в бак Б. Кинематический коэффициент вязкости воды равен ν = 0,015 см2/с. Геометрические характеристики трубопровода: длина l = 100 м; D = 100 мм; d = 50 мм; h1 = 1 м; h2 = 18 м; Н = 1,5 м; Δ = 0,3 мм. Местные сопротивления имеют следующие значения: ζ0 = 0,5; ζкр = 4; ζтр = 1,5; Требуется определить развиваемое насосом давление рн.

Задача 3.22 - РЕШЕНИЕ
Рис.3.22

Определить расход воды Q, протекающей по трубопроводу, и высоту Нх на которую поднимется струя воды, вытекающая из трубопровода, если известно: Рм = 0,5 ати; Н0 = 2 м; d1 = 20 мм, d2 = 40 мм, l1 = 5 м; l2 = 4 м; l3 = 2 м; h1 = 1,5 м; Δ1 = 0,1 мм; Δ2 = 0,2 мм; Температура воды t = 10 ℃.

Задача 3.24 - РЕШЕНИЕ
Рис.3.24

Поршневой насос подает воду из резервуара А в бак Б в количестве Q = 4 л/с. Необходимо определить: 1) диаметр d всасывающей трубы; 2) среднюю скорость рабочего хода поршня Vп; 3) усилие F, потребное для перемещения поршня с такой скоростью. Вакуум во всасывающем патрубке насоса не должен превышать 7 м водяного столба. Эквивалентная шероховатость внутренних стенок трубы Δ = 0,2 мм; диаметр поршня Dп = 62 мм; диаметр штока dш = 40 мм; Остальные характеристики гидросистемы приведены на рисунке. Кинематический коэффициент вязкости воды принять равным v = 0,0116 см2/c. Длина всасывающей трубы l = 32 м; ξк = 0,5; ξкл = 5.

Задача 3.26 - РЕШЕНИЕ
Рис.3.26

Бензин удельного веса γ = 750кГ/м3, кинематической вязкостью v = 0,0061 см2/c и упругостью насыщенного пара ℎнп = 260 мм.рт.ст. должен перекачиваться центробежным насосом из подземной емкости С в количестве Q = 7 л/с по трубопроводу, имеющему участок из параллельно соединенных труб одного диаметра d = 50 мм и одной длины lр = 7 м с шероховатостью внутренних стенок на всех участках Δ = 0,2 мм. При какой наибольшей длине всасывающей линии (состоящей из параллельного участка и горизонтальной части) еще возможна работа насоса, если коэффициенты местных сопротивлений равны: входа во всасывающую трубу ξвх = 6,7; колена ξк = 0,3; тройника ξтр = 0,3; h = 1 м.

Решения Задач: 3, 4, 5, 6, 9, 10, 19, 20

Цена многовариантных Задач с 3 по 10 - 150 руб. (PDF) - 170 руб. (WORD). Задач 19 и 20 - 200 руб. (pdf) - 230 руб (word - пока только для 9 вар)

Задача 3
Рис.4.3

Определить, при какой разности уровней воды в баках Н по системе труб будет протекать расход воды Q = ... л/с. Диаметры труб d1 = ... мм; d2 = ... мм; d3 = ... мм; d4 = ... мм. Длины труб в метрах указаны на схеме. Воспользоваться значениями расходных характеристик для нормальных водопроводных труб (см. с. 12, 15).

Задача 4
Рис.4.4

Определить расход воды, протекающей из верхнего резервуара в нижний по системе труб, показанной на схеме. Разность уровней воды в баках Н = ... м. Диаметры труб (в мм) указаны на схеме. Длины труб l1 = ... м; l2 = ... м; l3 = ... м. Воспользоваться значениями расходных характеристик для нормальных водопроводных труб (см. с. 12, 15).

Задача 5
Рис.4.5

На какую высоту h может засасываться вода из резервуара по трубке, присоединенной к узкому сечению трубопровода, если по нему протекает расход Q = ... л/с? Диаметры d1 = ... мм, d2 = ... мм; избыточное давление в первом сечении P1 = ... кГ/см2. Потери напора не учитывать.

Задача 6
Рис.4.5

По трубопроводу, имеющему сужение, протекает вода расходом Q = ... л/с. Определить, какой диаметр d2 должна иметь узкая часть трубопровода, чтобы обеспечить засасывание воды из резервуара на высоту h = ... м. Диаметр трубопровода d1 = ... мм, избыточное давление, в первом сечении P1 = ... кГ/см2. Потери напора не учитывать (см. рис. к задаче 5).

Задача 9
Рис.4.9

С помощью поршня П вода по показанному на рисунке водопроводу подается из цилиндра Ц в бак Б. Наибольший вакуум (hВАК) в трубопроводе (в сечении В-В) не должен превышать 7 м водяного столба. Соблюдая это требование и используя приведенные на рисунке данные определите:
1) расход воды в трубопроводе
2) давление Р0 в баке Б. F = 400 + 10𝑁, кГ; D = 50 + 10√𝑁, мм; l = 150 − 10√𝑁, м; t = 25 − 2√𝑁, м; Т = 4√𝑁, м.

Задача 10
Рис.4.10

Поршневой насос подает воду из резервуара А в бак Б в количестве Q = 4−3√𝑁, л/с. Используя приведенные на рисунке данные, определить:
1) диаметр ds всасывающей трубы;
2) среднюю скорость рабочего хода поршня;
3) усилие F, потребное для перемещения поршня с такой скоростью.
Примечание. При N ≤ 20 Dп = 260 – 10N, мм; При N > 20 Dп = 100 + 0,5N, мм. где N - номер варианта.

Задача 19
Рис.4.19

Вода подается по горизонтальному трубопроводу, составленному из последовательно соединенных труб разных длин и диаметров (см. рисунок): 𝑙1 = 500 + 5N2, м; 𝑙2 = 300 + 5N2, м; 𝑙3 = 150 + 5N2, м; d1 = 300 мм; d2 = 250 мм; d3 = 150 мм. Расход воды через трубопровод составляет 50 л/с. Температура воды, подаваемой по трубопроводу 20 ºC.
Требуется:
1. На миллиметровой бумаге построить характеристики трубопроводов отдельных участков и суммарную характеристику трубопровода.
2. Определить общие потери напора в каждом трубопроводе.
3. Определить режим течения в каждом трубопроводе.
4. Определить коэффициенты гидравлического трения каждого трубопровода.
5. На миллиметровой бумаге вычертить: а) схему трубопровода б) линию начального полного гидродинамического напора в) напорную линию.
6. В одном из сечений определить удельную кинетическую энергию жидкости и сделать вывод о целесообразности ее учета в практических расчетах.

Задача 20
Рис.4.20

Вода из узла А в узел В подается тремя линиями горизонтального трубопровода (см. рисунок), имеющими следующие характеристик: d1 = 250 мм; 𝑙1 = 500 + 5𝑁2, м; d2 = 300 мм; 𝑙2 = 300 + 5𝑁2, м; d3 = 150 мм; 𝑙3 = 400 + 5𝑁2, м. Расход воды в узле А составляет Q = 210 л/с. Требуется:
1. На миллиметровой бумаге построить характеристики трубопроводов отдельных участков и суммарную характеристику трубопровода.
2. Определить расход в отдельных линиях Q1, Q2 и Q3.
3. Используя полученный график (см. п. 1 задания), определить потери напора между узлами А и В при увеличении расхода в узле А в 1,25 раза. Сравнить полученную величину с расчетным значением.

ЕСЛИ РЕШЕНИЙ ВАШЕЙ ЗАДАЧИ НЕТ СРЕДИ ПРЕДСТАВЛЕННЫХ ВАРИАНТОВ - СООБЩИТЕ НАМ И ЧЕРЕЗ 3 ДНЯ ОНО ПОЯВИТСЯ НА САЙТЕ!

ВВЕДИТЕ НУЖНЫЙ № ЗАДАЧИ И ВАРИАНТ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ПО ПОСОБИЮ. ЕСЛИ ЕСТЬ РАЗЛИЧИЯ С ОРИГИНАЛОМ, ЗАГРУЗИТЕ ЗАДАНИЕ ПОЛНОСТЬЮ!

  • Вложение (Макс: 10) Мб
Если возникли трудности с отправкой вложенных файлов - пишите на d.kamshilin@unisolver.ru