Лого ПГАТУ (ПГСХА)

Задачи по ГИДРАВЛИКЕ ПГАТУ им. ак. Д.Н.Прянишникова (Пермская ГСХА)

Сборник задач с примерами решений 2013 г. (УДК 532.1 ÷ 532.5.032 К 763) г. Пермь

В.С. Кошман, И.П. Машкарева

Кафедра технологического и энергетического оборудования

Варианты Задания 1

Цена Варианта Задачи 14 - 90 руб; Задачи 15 - 100 руб. Остальные - 80 руб. (pdf)

Задача 1 (рис. 1.7)

Рис.1.7 Определить абсолютное давление р в сосуде А по показанию жидкостного манометра, если в левом открытом колене над ртутью налито масло плотностью 𝜌м, в сосуде А вода плотностью 𝜌в.= 1000 кг/м3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 1.

Задача 2 (рис. 1.7)

Рис.1.7 Какой слой минерального масла h3 плотностью ρм должен быть в жидкостном манометре, если абсолютное давление на свободной поверхности воды в сосуде р при заданных высотах h1 и h2. Исходные данные к задаче приведены в табл. 2.

Задача 3 (рис. 1.8)

Рис.1.8 Определить вакуумметрическое давление воды в точке В трубопровода, расположенной на высоте а ниже линии раздела между водой и ртутью. Разность уровней ртути в коленах манометра h. Исходные данные к задаче приведены в табл. 3.

Задача 4 (рис. 1.9)

Рис.1.9 Закрытый резервуар A, заполненный керосином плотностью ρ на глубину H, снабжён вакуумметром и пьезометром. Определить абсолютное давление рo на свободной поверхности в резервуаре и разность уровней ртути в вакуумметре h1, если высота поднятия керосина в пьезометре h. Исходные данные к задаче приведены в табл. 4.

Задача 5 (рис. 1.9)

Рис.1.9 Определить глубину воды H в резервуаре А, если известны показания ртутного манометра h1, пьезометра h. Исходные данные к задаче приведены в табл. 5.

Задача 6 (рис.1.10)

Рис.1.10 Закрытый резервуар с жидкостью плотностью ρ снабжен открытым и закрытым пьезометрами. Определить приведенную пьезометрическую высоту hx поднятия жидкости в закрытом пьезометре, (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показание открытого пьезометра при нормальном атмосферном давлении h, а расстояние от поверхности жидкости в резервуаре до точки А равно hА. Исходные данные к задаче приведены в табл. 6.

Задача 7 (рис. 1.11)

Рис.1.11 Закрытый резервуар заполнен жидкостью плотностью ρ. Определить показание манометра рм, если показание открытого пьезометра при нормальном атмосферном давлении h, а глубина погружения точки A равна hА. Исходные данные к задаче приведены в табл. 7.

Задача 8 (рис.1.12)

Рис.1.7 Определить абсолютное гидростатическое давление в точке A закрытого резервуара, заполненного водой, если при нормальном атмосферном давлении высота столба ртути в трубке дифманометра hрт, а линия раздела между ртутью и водой расположена ниже точки B на величину h1, точка B выше точке A на величину h2. Исходные данные к задаче приведены в табл. 8.

Задача 9 (рис.1.13)

Рис.1.13 Закрытый резервуар с жидкостью плотностью ρ, снабжѐн закрытым пьезометром, дифференциальным ртутным и механическим манометрами. Определить высоту поднятия ртути hрт в дифференциальном манометре и пьезометрическую высоту hx в закрытом пьезометре, если известны показания манометра рм и высоты h1, h2, h3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 9.

Задача 10 (рис.1.14)

Рис.1.10 Вначале в U-образную трубку налили ртуть, а затем в одно колено трубки налили воду плотностью ρв = 1000 кг/м3, а в другую жидкость плотностью ρж. При совпадении верхних уровней жидкости и воды высота столба воды равна hв. Определить разность уровней ртути Δh, если плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 10.

Задача 11 (рис. 1.15)

Рис.1.15 К закрытому резервуару с водой присоединены два ртутных манометра. Определить глубину погружения нижнего манометра h, если известны показания обоих манометров h1 и h2, а также глубина погружения верхнего манометра а. Плотность воды принять равной ρв = 1000 кг/м3, плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 11.

Задача 12 (рис. 1.15)

Рис.1.15 Найти избыточное давление на свободной поверхности в резервуаре, заполненном водой, если известны: глубина погружения верхнего манометра а, нижнего манометра h и показания верхнего манометра h1. Определить показание нижнего манометра h2. Плотность воды ρв = 1000 кг/м3, плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 12.

Задача 13 (рис.1.16)

Рис.1.16 На какой высоте h над точкой А находится свободная поверхность воды, если манометр показывает давление рм. Давление на свободной поверхности воды в сосуде ро. Построить эпюру гидростатического давления на плоскую поверхность ВС. Исходные данные к задаче приведены в табл. 13.

Задача 14 (рис.1.17)

Рис.1.17 К боковой стенке резервуара, наполненного водой, присоединена пьезометрическая трубка на глубине h от свободной поверхности. Избыточное давление на свободной поверхности рм. Найти высоту подъема воды в пьезометре hр. Построить эпюру полного и избыточного гидростатического давления на плоскую поверхность АС. Исходные данные к задаче приведены в табл. 14.

Задача 15 (рис.1.18)

Рис.1.18 Определить величину абсолютного ро и избыточного давления рм на свободной поверхности в сосуде и высоту h1, если высота поднятия ртути в ртутном манометре h2. Построить эпюру избыточного гидростатического давления на плоскую поверхность АВ. Исходные данные к задаче приведены в табл. 15.

Задача 16 (рис.1.19)

Рис.1.19 Определить манометрическое давление в точке а водопровода, если заданы высоты h1 и h2. Удельный вес ртути принять равным γрт = 133,4 кН/м3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 16.

Задача 17 (рис. 1.20)

Рис.1.20 Определить вакуумметрическое давление в точке присоединения U-образного жидкостного вакуумметра к сосуду, заполненного той же жидкостью, а также абсолютное давление ро на свободной поверхности в сосуде, если заданы высоты h1, h2 и плотность жидкости ρж. Исходные данные к задаче приведены в табл. 17.

Задача 18 (рис.1.21)

Рис.1.21 Манометр, подключенный к закрытому резервуару с жидкостью, показывает избыточное давление рм. Определить абсолютное давление воздуха на свободной поверхности в резервуаре р0 и высоту h, если уровень жидкости в резервуаре H, расстояние от точки подключения до центра манометра Z. Исходные данные к задаче приведены в табл. 18.

Задача 19 (рис.1.22)

Рис.1.7 Закрытый резервуар А, заполненный водой, снабжен ртутным манометром и мановакуумметром. Определить глубину подключения ртутного манометра к резервуару Н, если заданы разность уровней ртути в манометре h, величина а известна и показание мановакуумметра М рм . Исходные данные к задаче приведены в табл. 19.

Задача 20 (рис.1.23)

Рис.1.23 Чему равна высота h2 ртутного манометра, если абсолютное давление жидкости в трубопроводе равно р и высота столба жидкости h1? Плотность ртути принять равной ρрт = 13600 кг/м3.

Задача 21 (рис.1.24)

Рис.1.24 В закрытом резервуаре находится жидкость под давлением. Плотность жидкости ρж. Для измерения уровня жидкости h в резервуаре имеется справа уровнемер. Левый открытый пьезометр предназначен для измерения давления в резервуаре. Определить, какую нужно назначить высоту левого пьезометра, чтобы измерить максимальное давление в резервуаре р при показании уровнемера h. Исходные данные к задаче приведены в табл. 21.

Задача 22 (рис. 1.25)

Рис.1.25 Определить вакуумметрическое давление в резервуаре ро и высоту подъема уровня воды h1 в трубе 1, если заданы высоты h2 и h3. Удельный вес ртути принять равным γрт = 133,4 кН/м3 и воды γв = 9,81 кН/м3. Исходные данные к задаче при- ведены в табл. 22.

Задача 23 (рис.1.26)

Рис.1.26 Определить на какой высоте Z установится уровень ртути в U-образном жидкостном манометре, если при абсолютном давлении в трубопроводе р и показании манометра h, система находится в равновесии. Удельный вес ртути принять равным γрт = 133,4 кН/м3, воды γв = 9,81 кН/м3.

Задача 24 (рис.1.27)

Рис.1.27 К закрытому баллону присоединены два U-образных жидкостных манометра. Определить высоту столба ртути в закрытой сверху трубке h2, если в открытой трубке высота составляет h1. Удельный вес ртути принять равным γрт = 133,4 кН/м3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 24.

Задача 25 (рис.1.28)

Рис.1.28 В цилиндрический бак диаметром D до уровня H налиты вода и жидкость на нефтяной основе. Уровень воды в пьезометре ниже уровня жидкости на величину h. Определить вес находящейся в баке жидкости, плотность которой задана в исходных данных, приведенных в табл. 25.

Варианты Задания 2

Цена Варианта Задачи 26, 29, 31, 33, 35, 39, 45, 48, 50 - 120 руб. Задача 44 - 110 руб. Задачи 36, 38, 42 - 80 руб. Остальные - 100 руб (pdf)

Задача 26 (рис. 2.13)

Рис.2.13 Квадратное отверстие со стороной h в вертикальной стенке резервуара закрыто плоским щитом. Щит закрывается грузом массой m на плече х. Определить величину массы груза, необходимую для удержания глубины воды в резервуаре Н, если задано расстояние а. Построить эпюру гидростатического давления на щит. Исходные данные к задаче приведены в табл. 26.

Задача 27 (рис. 2.14)

Рис.2.14 В вертикальной стенке закрытого резервуара, заполненного жидкостью, имеется квадратное отверстие со стороной b. Определить величину и точку приложения силы давления жидкости на крышку, перекрывающую это отверстие, если заданы глубина H и показание ртутного U-образного манометра, подключенного к резервуару, h. Исходные данные к задаче приведены в табл. 27.

Задача 28 (рис. 2.15)

Рис.2.15 Прямоугольный поворотный затвор размерами b x а перекрывает выход из резервуара. На каком расстоянии необходимо расположить ось затвора О, чтобы при открывании его в начальный момент необходимо было преодолеть только трение в шарнирах, если глубина воды в резервуаре H? Исходные данные к задаче приведены в табл. 28.

Задача 29 (рис. 2.16)

Рис.2.16 Труба прямоугольного сечения a x b для выпуска жидкости из открытого хранилища закрывается откидным плоским клапаном, расположенным под углом α к горизонту. Определить начальное подъемное усилие Т троса, чтобы открыть клапан при глубине нефти h1. построить эпюру гидростатического давления на клапан. Исходные данные к задаче приведены в таблице 29.

Задача 30 (рис. 2.17)

Рис.2.17 Для регулирования уровня жидкости в напорном резервуаре установлен поворачивающийся прямоугольный затвор АВ, который открывает отверстие в вертикальной стенке. Определить начальное натяжение троса Т, если заданы размеры клапана a х b, глубина h и манометрическое давление на поверхности воды рм. Трением в шарнирах пренебречь. Исходные данные к задаче приведены в табл. 30.

Задача 31 (рис. 2.18)

Рис.2.18 Автоматическое регулирование уровня жидкости в напорном резервуаре осуществляется поворачивающимся щитом АВ. Найти глубину h погружения оси поворота щита и силу гидростатического давления жидкости на него, если размеры щита а х b, глубина h1 и манометрическое давление на свободной поверхности pм. Трением в шарнире пренебречь. Построить эпюру гидростатического давления на щит. Исходные данные к задаче приведены в табл. 31.

Задача 32 (рис. 2.19)

Рис.2.19 В наклонной стенке резервуара для выпуска жидкости имеется прямоугольное отверстие с размерами а х b. Определить силу гидростатического давления, которую воспринимают болты крепления крышки, координату центра давления. Построить эпюру гидростатического давления на крышку. Глубина до верхней кромки отверстия H, угол наклона стенки к горизонту равен α. Исходные данные к задаче приведены в табл. 32.

Задача 33 (рис. 2.20)

Рис.2.20 Квадратное отверстие со стороной а в наклонной стенке резервуара с водой закрыто щитом. Определить натяжение каната Т при следующих данных: H – глубина воды перед стенкой резервуара; b – расстояние от шарнира до точки крепления каната. Построить эпюру избыточного гидростатического давления на щит ОА. Исходные данные к задаче приведены в табл. 33.

Задача 34 (рис. 2.21)

Рис.2.21 В перегородке, разделяющей резервуар с водой на две части имеется квадратное отверстие со стороной а. Определить, какую силу Т нужно приложить к тросу для поворота щита при следующих данных: H1 – глубина воды слева от перегородки; H2 - глубина воды справа от перегородки; α – угол наклона троса к горизонту. Исходные данные к задаче приведены в табл. 34.

Задача 35 (рис. 2.22)

Рис.2.22 Наклонный щит АВ удерживает уровень воды H при угле наклона α и ширине щита b. Требуется разделить щит по высоте на две части так, чтобы сила давления Р1 на верхнюю часть его была равна силе давления Р2 на нижнюю часть. Определить положение центров приложения этих сил. Исходные данные к задаче приведены в табл. 35.

Задача 36 (рис. 2.23)

Рис.2.23 Определить силу F на штоке золотника, если известно показание вакуумметра, избыточное давление p1, диаметры поршней D и d. Исходные данные к задаче приведены в табл. 36.

Задача 37 (рис. 2.24)

Рис.2.24 Поворотный клапан закрывает выход из бензохранилища в трубу квадратного сечения. Определить, какую силу Т необходимо приложить к тросу для открытия клапана, если заданы следующие исходные данные: глубины h и H, угол наклона клапана к горизонту α, удельный вес бензина γ = 6867 Н/м3, избыточное давление паров бензина в резервуаре рм. Исходные данные к задаче приведены в табл. 37.

Задача 38 (рис. 2.25)

Рис.2.25 Определить диаметр гидроцилиндра D2, необходимый для подъема задвижки, установленной на трубопроводе с избыточным давлением pм, если диаметр трубы D1 и вес подвижных частей устройства G. Давление за задвижкой равно атмосферному. Коэффициент трения задвижки в направляющих равен f. Исходные данные к задаче приведены в табл. 38.

Задача 39 (рис. 2.26)

Рис.2.26 Определить величину результирующего давления воды на круглую крышку люка диаметром d, закрывающую отверстие на наклонной плоской перегородке бассейна. Угол наклона перегородки к горизонту равен α. Длина наклонной перегородки от уровня воды до верха люка равна ℓ. В одной части бассейна поддерживается уровень воды на высоте H1, а в другой на высоте Н2. Найти точку приложения результирующей силы давления воды на крышку и построить эпюру давления. Исходные данные к задаче приведены в табл. 39.

Задача 40 (рис. 2.27)

Рис.2.27 На вертикальной стенке резервуара, в котором хранится жидкое масло, устроено отверстие, перекрытое прямоугольным плоским затвором высотой а. Уровень масла находится на h выше верхней кромки затвора. Затвор вращается вокруг шарнира А. Определить ширину затвора, чтобы при его закрытии сила F, приложенная к верхней кромке, не превышала значения, указанного в таблице исходных данных. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно шириной затвора в пределах 0,2…0,45 м. Данные к задаче приведены в табл. 40.

Задача 41 (рис. 2.28)

Рис.2.28 Резервуар разделен вертикальной перегородкой на два отсека. В правом отсеке глубина воды h2, а в левом h1. В перегородке устроено круглое отверстие диаметром d, центр которого расположен на расстоянии h от дна. Отверстие перекрыто круглым плоским затвором, который может вращаться вокруг шарнира, укрепленного в верхней точке затвора. Какое усилие F нужно приложить в нижней точке затвора, чтобы его закрыть? Исходные данные к задаче приведены в табл. 41.

Задача 42 (рис. 2.29)

Рис.2.29 Определить давление р2, создаваемое насосом в системе гидравлического подъемника при подъеме задвижки на трубопроводе. Избыточное давление в трубопроводе р1. Диаметр задвижки D, диаметр гидравлического цилиндра d и штока dшт. Вес задвижки и подвижных частей равняются G. Коэффициент трения задвижки в направляющих поверхностях f. Трением в цилиндре пренебречь. Давление за задвижкой атмосферное. Исходные данные к задаче приведены в табл. 42.

Задача 43 (рис. 2.30)

Рис.2.30 Щит, перегораживающий канал, имеет прямоугольную форму шириной b. В нижней части он закреплен шарнирно, а вверху удерживается канатом. Какова будет сила натяжения каната F, если вода расположена по обе стороны от щита, причем уровни ее соответственно равны H1 и H2? Канат присоединен на расстоянии H от шарнира. Исходные данные к задаче приведены в табл. 43.

Задача 44 (рис. 2.31)

Рис.2.31 Круглое отверстие в дне резервуара, заполненного жидкостью, закрывается откидным клапаном 1. Глубина жидкости в резервуаре h. Плотность жидкости 𝜌ж. Показания манометра М рм. Определить усилие, необходимое для открытия клапана. Построить эпюру гидростатического давления на поверхность AB. Исходные данные к задаче приведены в табл. 44.

Задача 45 (рис. 2.32)

Рис.2.32 Дроссельный затвор диаметром D, установленный на трубопроводе, проводящем воду к гидротурбине, может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси О-О. Глубина погружения центра тяжести затвора Н. Определить силу гидростатического давления F на затвор, точку ее приложения, момент MF силы F относительно оси вращения и момент Мтр силы трения, если диаметр цапф d и коэффициент трения f. Построить эпюру гидростатического давления на затвор. Исходные данные к задаче приведены в табл. 45.

Задача 46 (рис. 2.33)

Рис.2.33 Труба квадратного сечения со стороной а для выпуска жидкости из открытого резервуара закрывается откидным плоским клапаном, расположенным под углом α к горизонту. Определить усилие Т, которое нужно приложить к тросу, чтобы открыть клапан, если ось трубы расположена на глубине H от свободной поверхности. Исходные данные к задаче приведены в табл. 46.

Задача 47 (рис. 2.34)

Рис.2.34 Прямоугольный щит длиной а и шириной b закреплен шарнирно в точке О. Определить усилие Т, необходимое для подъема щита, если известно, что глубина воды перед щитом H1, после щита Н2, угол наклона щита к горизонту α. Исходные данные к задаче приведены в табл. 47

Задача 48 (рис. 2.35)

Рис.2.35 Отверстие шлюза - регулятора прикрыто плоским металлическим затвором шириной b. Вес затвора G, коэффициент трения скольжения затвора по направляющим f. Определить начальную силу тяги T, необходимую для подъема затвора, равнодействующую сил давления воды на затвор и положение точки ее приложения. Удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3. Построить эпюру гидростатического давления на поверхность АО. Исходные данные к задаче приведены в табл. 48.

Задача 49 (рис. 2.36)

Рис.2.36 Для создания подпора в реке применяется плотина Шануана, 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 (Xо), при котором в случае увеличения верхнего уровня воды выше плотины щит опрокидывался бы под ее давлением. Исходные данные к задаче приведены в табл. 49.

Задача 50 (рис. 2.37)

Рис.2.37 Прямоугольный резервуар разделен на два отсека. Глубина воды в первом отсеке H1 и во втором H2. Ширина резервуара b = 1м. Определить силы давления P1 и P2, действующие на щит слева и справа, и точки их приложения, а также величину равнодействующей R и точку ее приложения. Построить эпюру гидростатического давления на поверхность АО. Исходные данные к задаче приведены в табл. 50.

Варианты Задания 3

Цена Варианта - 100 руб (pdf)

Задача 51 (рис. 3.7)

Рис.3.7 Всасывающий трубопровод насоса имеет длину ℓ и диаметр d. Высота всасывания насоса h при расходе. Определить абсолютное давление р перед входом в насос. Коэффициенты местных сопротивлений: приѐмный клапан с сеткой δ1, плавный поворот δ2 и вентиль δ3 см. в Приложении 6 – труба стальная бесшовная новая. Исходные данные к задаче приведены в табл. 51.

Задача 52 (рис.3.7)

Рис.3.7 По условиям предыдущей задачи определить предельную максимальную высоту установки насоса над водоисточником, если задан максимально допустимый вакуум перед входом в насос рвак. Трубу считать гидравлически гладкой. Коэффициенты местных сопротивлений: приемный клапан с сеткой ζ1, плавный поворот ζ2 и вентиль ζ3 см. в Приложении 6. Исходные данные к задаче приведены в табл. 52. Условие предыдущей задачи: Всасывающий трубопровод насоса имеет длину ℓ и диаметр d. Высота всасывания насоса h при расходе Q.

Задача 53 (рис. 3.7)

Рис.3.7 Определить минимально возможный диаметр всасывающего трубопровода, если заданы: подача насоса 𝑄; высота над водоисточником h; длина трубопровода ℓ; шероховатость трубы Δ и максимально допустимый вакуум перед входом в насос рвак. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись скоростью потока ν = 0,9 … 1,8 м/с. Коэффициенты местных сопротивлений: приёмный клапан с сеткой ζ1, плавный поворот ζ2 и вентиль ζ3 см. в Приложении 6. Исходные данные к задаче приведены в табл. 53.

Задача 54 (рис. 3.8)

Рис.3.8 Вода из верхнего резервуара подается в нижний резервуар по стальному новому трубопроводу диаметром d и длиной ℓ, имеющему два резких поворота на углы β1 и β2. Разность уровней в резервуарах H, температура воды t. Определить расход воды в трубопроводе. Задачу решить методом последовательного приближения, задаваясь скоростью жидкости 2 … 4 м/с. Коэффициенты местных сопротивлений: приёмный клапан с сеткой ζ1, резкие повороты ζ2 и ζ3 см. в Приложении 6. Исходные данные к задаче приведены в табл. 54.

Задача 55 (рис. 3.8)

Рис.3.8 Определить внутренний диаметр d сифона, предназначенного для переброски воды из верхнего резервуара в нижний при постоянной разности уровней H и расходе 𝑄. Температура воды t. Значения коэффициентов местных сопротивлений: приёмный клапан с сеткой ζ1, резкие повороты ζ2 и ζ3 см. в Приложении 6. Задачу решить методом последовательного приближения, задаваясь диаметром сифона d = 50 … 60 мм. Исходные данные к задаче приведены в табл. 55.

Задача 56 (рис. 3.9)

Рис.3.9 Насос подает воду на высоту h по трубопроводу диаметром d и длиной ℓ, на котором имеются вентиль с прямым затвором, два резких поворота на углы β1 и β2 при расходе. Давление в конце трубопровода р2, температура воды t. Определить давление р1 на выходе из насоса. Трубопровод считать гидравлически гладким. Коэффициенты местных сопротивлений: кран проходной δкр, и два поворота без скругления δпов1, δпов2 см. в Приложении 6. Исходные данные к задаче приведены в табл. 56.

Задача 57 (рис. 3.10)

Рис.3.10 Из резервуара А жидкость выливается в резервуар В по трубе диаметром d, в конце которой имеется пробковый кран с сопротивлением ζ2 = 0,5. Определить, за какое время заполнится резервуар В объемом V. Задачу решить методом последовательного приближения, задаваясь λ = 0,04 … 0,15. Коэффициент поворота без скругления ζ1 принять равным 1,19. Исходные данные к задаче приведены в табл. 57.

Задача 58 (рис. 3.11)

Рис.3.11 Определить расход воды в трубопроводе постоянного сечения диаметром d и длиной ℓ, если выходное отверстие трубопровода расположено ниже входного отверстия на величину Ζ. Напор над центром тяжести поддерживается постоянным и равным H. Коэффициенты местных сопротивлений и гидравлического трения приведены ниже. Построить пьезометрическую и напорную линии.

Задача 59 (рис. 3.11)

Рис.3.11 Определить постоянный напор H над центром тяжести трубопровода длиной ℓ и диаметром d, присоединенного к открытому резервуару. Вода вытекает в атмосферу при расходе . Построить пьезометрическую и напорную линии. Исход-ные данные к задаче приведены в табл. 59.

Задача 60 (рис. 3.11)

Рис.3.11 Определить диаметр гидравлически короткого трубопровода, по которому вода вытекает из открытого напорного резервуара в атмосферу. Напор над центром тяжести трубопровода поддерживается постоянным. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись диаметром трубы 50 … 75 мм. Построить пьезометрическую и напорную линии. Исходные данные к задаче приведены в табл. 60.

Задача 61 (рис. 3.12)

Рис.3.12 Из закрытого резервуара А, на свободной поверхности которого действует избыточное давление рм, вода нагнетается по вертикальному трубопроводу постоянного сечения диаметром d и длиной ℓ в резервуар В. Определить:
1. Скорость, с которой вода движется по нагнетательному трубопроводу, если заданы коэффициенты местных сопротивлений: входа в трубу ζвх, вентиля ζвент и колена с закруглением ζкол.
2. Расход воды в трубопроводе. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно значением скорости движения υ = 5 … 8 м/с. Абсолютную шероховатость стенок трубопровода принять равной Δ = 0,6 мм. Исходные данные к задаче приведены в табл. 61.

Задача 62 (рис. 3.13)

Рис.3.13 Для автоматической перекачки воды из верхнего водоема в нижний установлена сифонная труба длиной ℓ и диаметром d. Определить расход и вакуум в сечении а-а, если разность уровней верхнего и нижнего водоема H. Длина сифона до сечения а-а равна ℓ1. Горизонтальный участок сифона расположен над уровнем воды верхнего водоема на высоте h. Коэффициент трения определить по зависимости квадратичной области турбулентного режима, приняв абсолютную шероховатость стенок Δ. Коэффициенты местных сопротивлений и исходные данные к задаче приведены в табл. 62.

Задача 63 (рис. 3.14)

Рис.3.14 Вода из резервуара по короткому трубопроводу вытекает в атмосферу через сопло. Диаметр сопла dc = 0,5d. Температура воды t °C. Истечение происходит при постоянном напоре над центром тяжести потока Н. Определить:
1. Скорость истечения из сопла υ, если заданы коэффициенты местных сопротивлений ζвх и ζкр;
2. Расход в трубопроводе. Задачу решить методом последовательного приближения, для чего следует задаться ориентировочным значением скорости в трубопроводе υ = 1 … 2 м/с. Коэффициент сопротивления сопла принять соизмеримым с коэффициентом внезапного сужения потока. Исходные данные к задаче приведены в табл. 63.

Задача 64 (рис. 3.12)

Рис.3.12 Из резервуара А, на свободной поверхности которого избыточное давление рм, вытекает вода по короткому трубопроводу и заполняет резервуар В водой. Определить время заполнения водой резервуара В объемом V и расход, если заданы размеры трубопровода ℓ и d, а также коэффициенты местных сопротивлений ζвх и ζкол. Температура воды t °C. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно значением скорости движения воды в трубопроводе υ = 5 … 8 м/с при эквивалентной шероховатости его стенок Δ = 0,1 мм. Исходные данные к задаче приведены в табл. 64.

Задача 65 (рис. 3.15)

Рис.3.15 Насос нагнетает воду с расходом. Длина всасывающей трубы ℓ, диаметр трубы d. Определить предельную высоту всасывания h, если известны допустимая вакуумметрическая высота, а также коэффициенты местных сопротивлений (клапан с сеткой и плавный поворот). Труба стальная бесшовная после нескольких лет эксплуатации. Исходные данные к задаче приведены в табл. 65.

Задача 66 (рис. 3.16)

Рис.3.16 Определить диаметр трубопровода, присоединенного к напорному резервуару. По трубе вода вытекает в атмосферу. Напор над центром тяжести потока поддерживается постоянным и равным Н. На трубопроводе имеются местные сопротивления ζвх и ζзадв. Построить пьезометрическую и напорную линии. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно значением диаметра трубопровода в диапазоне 40 … 55 мм. Исходные данные к задаче приведены в табл. 66.

Задача 67 (рис. 3.17)

Рис.3.17 В баке А жидкость подогревается до определенной температуры t °C и самотеком по трубопроводу длиной ℓ попадает в кормоцех. Напор в баке равен Н. Каким должен быть диаметр трубопровода, чтобы обеспечивать расход 𝑄 при манометрическом давлении в конце трубопровода не ниже рм? Построить пьезометрическую и напорную линии. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно значением диаметра трубопровода в диапазоне 35 … 55 мм. Коэффициент λ находить из формулы Пуазейля при Rе < 2300 и формулы Блазиуса при Rе > 2300. Исходные данные к задаче приведены в табл. 67.

Задача 68 (рис. 3.18)

Рис.3.18 Какое давление р1 должен развивать бензонасос, подающий бензин в поплавковую камеру, вход в которую перекрыт иглой, открывающейся при заданном избыточном давлении под иглой рм. Высота дна камеры над осью насоса Z. Значение длины ℓ и диаметра нагнетательной линии d, расход бензина и давление рм принять по данным, приведенным в табл. 68. Абсолютная шероховатость стенок нагнетательной трубы Δ = 0,015 мм.

Варианты Задания 4

Цена Варианта - 100 руб (pdf)

Задача 69 (рис. 4.8)

Рис.4.8 По новому стальному бесшовному трубопроводу, состоящему из двух последовательно соединенных труб, вода выливается в атмосферу из резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень H и манометрическое давление рм. Определить величину манометрического давления рм для обеспечения расхода Q при следующих данных: диаметры труб d1, d2; длины ℓ1 и ℓ2, температура воды t, угол открытия крана равен ζ. Значение ζкр см. в Приложении 6. Исходные данные к задаче приведены в табл. 69.

Задача 70 (рис. 4.9)

Рис.4.9 Из резервуара А, на свободной поверхности которого избыточное давление рм, вытекает вода в резервуар В по трубопроводу переменного сечения, состоящему из двух участков длинами ℓ1, ℓ2 и диаметрами d1 и d2 соответственно. Свободная поверхность резервуара В расположена ниже центра тяжести потока на высоту Н.
Определить:
1. Скорость движения воды на обоих участках трубопровода и режимы течения, если заданы коэффициенты гидравлического трения λ1 и λ2, а также коэффициенты местных сопротивлений ζвх, ζкр и ζкол.
2. Расход воды 𝑄. Исходные данные к задаче приведены в табл. 70.

Задача 71 (рис. 4.10)

Рис.4.10 Вода из напорного резервуара А подается в резервуар В по короткому трубопроводу переменного сечения. На свободной поверхности в обоих резервуарах действует избыточное давление рм1 и рм2 соответственно. Трубопровод состоит из двух участков, имеющих длины ℓ1 и ℓ2 и диаметры соответственно d1 и d2. Определить:
1. Скорости движения воды на участках υ1 и υ2, если заданы значения коэффициентов гидравлического трения λ1 и λ2, а также коэффициента входа в трубу ζвх;
2. Режим течения воды на участках при температуре воды 15 °С;
3. Область гидравлического трения на участках, если абсолютная шероховатость на первом участке Δ1 = 0,3 мм, а на втором Δ2 = 0,2 мм;
4. Расход воды Q. Исходные данные к задаче приведены в табл. 71.

Задача 72 (рис. 4.11)

Рис.4.11 Из открытого резервуара при постоянном напоре Н вытекает вода по трубопроводу, состоящему из двух участков, которые имеют длины ℓ1 и ℓ2, диаметры d1 и d2 и коэффициенты гидравлического трения λ1 = 0,021; λ2 = 0,029 соответственно. Определить:
1. Скорость истечения воды из трубопровода при условии, что на ее величину оказывают влияние трение по длине и местные сопротивления: вход в трубу ζвх, задвижка ζз и внезапное расширение потока ζвн.расш. (значения коэффициента ζвн.расш см. в Приложении 6)
2. Расход воды в трубопроводе Q. Исходные данные к задаче приведены в табл. 72.

Задача 73 (рис. 4.12)

Рис.4.12 К открытому резервуару А присоединен короткий стальной трубопровод, состоящий из двух участков длиной ℓ1 и ℓ2 и диаметрами d1 и d2 соответственно. Истечение по короткому трубопроводу происходит в атмосферу при постоянном напоре Н в бак В. Температура воды t = 5 °С. Определить:
1. Напор Н, который необходимо поддерживать в резервуаре А, чтобы наполнить бак В объемом V за время t, если заданы коэффициенты гидравлического трения на участках λ1 и λ2, а также размеры этих участков;
2. Режим течения воды на участках;
3. Область гидравлического трения на участках, если эквивалентная шероховатость стенок трубопровода на обоих участках одинакова и составляет Δ = 0,08 мм. Величину ν для заданной температуры воды см. в Приложении 4.
Коэффициенты местных сопротивлений: вход в трубу ζ1, внезапное сужение потока ζ2, задвижки ζ3 см. в Приложении 6. Исходные данные к задаче приведены в табл. 73.

Задача 74 (рис. 4.13)

Рис.4.13 Вода из напорного открытого резервуара А по короткому напорному трубопроводу подается в открытый резервуар В под уровень. Трубопровод состоит из двух участков, длины которых соответственно равны ℓ1 и ℓ2 и диаметры d1 и d2. Определить:
1. Расход воды, поступающий в резервуар В по трубопроводу с учетом потерь напора на трение и местные сопротивления: внезапное расширение потока и односторонней задвижки. (ζвн.расш. и ζз. см. в Приложении 6).
2. Режим течения воды на участках трубопровода при температуре воды t = 20 °C.
3. Установить область гидравлического трения на участках, если высота выступов шероховатости составляет Δ = 0,1 мм. Исходные данные к задаче приведены в табл. 74.

Задача 75 (рис. 4.14)

Рис.4.14 Из большого открытого резервуара А, в котором поддерживается постоянный уровень воды, по трубопроводу, состоящему из двух последовательно соединенных труб, вода течет в резервуар В. Разность уровней в резервуарах равна Н. Требуется:
1. Определить расход воды в трубопроводе.
2. Построить пьезометрическую и напорную линии. Исходные данные к задаче приведены в табл. 75.

Задача 76 (рис. 4.15)

Рис.4.15 Сложный трубопровод с параллельным и последовательным соединением труб подключен к баку с водой и должен обеспечивать расходы Q2 и Q3 в узловых точках 2 и 3, а также избыточное давление рм на выходе (при полностью открытой задвижке). Определить, какой потребуется для этого уровень воды в баке H. Потери напора на местных сопротивлениях принять равными 10 % от потерь напора по длине. Исходные данные к задаче приведены в табл. 76

Задача 77 (рис. 4.16)

Рис.4.16 По условию предыдущей задачи требуется найти уровень H воды в баке при наличии избыточного давления ро на его свободной поверхности. Потери напора на местных сопротивлениях принять равными 10 % от потерь напора по длине. Исходные данные к задаче приведены в табл. 77.

Задача 78 (рис. 4.17)

Рис.4.17 Определить потребный напор для трубопровода, питаемого от водонапорной башни при условии, что участки АВ и CD обеспечивают непрерывную раздачу воды по пути; в узловых точках В, С и D имеются сосредоточенные отборы Q1, Q2, Q3 соответственно и конец трубопровода расположен выше его начала на величину 𝛥z. Исходные данные к задаче приведены в табл. 78

Задача 79 (рис. 4.18)

Рис.4.18 Определить расход Q в трубопроводе, состоящем из трѐх последовательно соединѐнных участков труб и построить пьезометрическую линию (рис.4.18,а). Как изменится расход, если участки труб соединить параллельно (рис.4.18,б)? Построить суммарные характеристики трубопроводов для обоих случаев. Исходные данные к задаче приведены в табл. 79

Задача 80 (рис. 4.19)

Рис.4.19 Определить диаметр водовода, соединяющего водонапорную башню с фермой и построить пьезометрическую линию при следующих условиях: расход воды Q, отметка уровня воды в водонапорной башне НA , геометрическая высота расположения фермы Zф, свободный напор в конечном пункте водовода hСВ. В случае расхождения между уточненным и заданным свободным напором более, чем на 15 %, водовод следует разбить на два участка с разными диаметрами, соединенными последовательно. Исходные данные к задаче приведены в табл. 80.

Задача 81 (рис. 4.19)

Рис.4.19 Вода из водонапорной башни подаѐтся по горизонтальному трубопроводу диаметром d на расстояние ℓ. Определить на какую высоту h в конце трубопровода будет подниматься вода при расходе Q, если местные потери составляют n % от потерь на трение. Построить кривую потребного напора. Исходные данные к задаче приведены в табл. 81.

Задача 82 (рис. 4.20)

Рис.4.20 В конце стального трубопровода длиной ℓ установлена водоразборная колонка на отметке Zк при напоре в начале трубопровода HБ .Определить необходимый диаметр трубопровода d при давлении в колонке рм и расходе Q. Уточнить давление в водоразборной колонке при стандартном значении диаметра условного прохода трубопровода, а также степень расхождения между уточнѐнным и заданным давлением рм. Исходные данные к задаче приведены в табл. 82.

Задача 83 (рис. 4.20)

Рис.4.20 В конце стального трубопровода длиной ℓ установлена водоразборная колонка на отметке Zк при напоре в начале трубопровода HБ. Определить расход в стальном трубопроводе. Определить, как изменится расход в трубопроводе, если: а) удвоить длину трубопровода; б) уменьшить её в два раза. Местными потерями напора пренебречь. Построить кривую потребного напора. Исходные данные к задаче приведены в табл. 83.

Задача 84 (рис. 4.21)

Рис.4.21 Вода подается по горизонтальному трубопроводу, состоящему из двух последовательных участков АВ и ВС с соответствующими диаметрами d и d/3. Сосредоточенный отбор воды в узловой точке С равен Q; свободный напор в конце трубопровода hсв. Определить суммарные потери напора на трение в трубопроводе и пьезометрический напор в точке А. Исходные данные к задаче приведены в табл. 84.

Задача 85 (рис. 4.22)

Рис.4.22 В тупиковый трубопровод, состоящий из магистрали АВ и боковых отводов ВС и BД, вода поступает из водонапорной башни в пункты С и Д. Отметка уровня воды в башне НБ. Определить: 1. Сколько воды поступает в каждый пункт, т.е. QC и QД? 2. Пьезометрическую высоту в пункте С (𝛥Пс) при известной пьезометрической высоте в пункте D (𝛥ПД). Исходные данные к задаче приведены в табл. 85.

Варианты Задания 5

Цена Варианта - 100 руб (pdf)

Задача 86

По трубопроводу, имеющему от напорного бассейна до затвора длину ℓ, диаметр d и толщину δ, проходит вода в количестве Q. Начальное давление перед затвором р0. Какое будет полное давление р в трубопроводе в его конце при внезапном закрытии затвора и через какое время t это давление распространится до напорного бассейна? Исходные данные к задаче приведены в табл. 86.

Задача 87

Трубопровод, имеющий размеры: диаметр d, толщину стенок δ и длину ℓ от напорного бака до задвижки, пропускает расход жидкости Q. Определить, в течение какого времени tзакр надо закрыть задвижку, чтобы максимальное повышение давления в трубопроводе было в 3 раза меньше, чем при мгновенном закрытии задвижки. Исходные данные к задаче приведены в табл. 87.

Задача 88

Определить ударное давление в трубопроводе с размерами: диаметр d, толщина стенок δ и длина ℓ в случае мгновенного закрытии затвора, расположенного в конце трубопровода. Начальная скорость движения жидкости υ0, начальное давление pо. В течение какого времени tзакр следует закрыть затвор, чтобы повышение давления при ударе не превышало р1. Исходные данные к задаче приведены в табл. 88.

Задача 89

Определить толщину стенок трубопровода, чтобы напряжение в них от повышения давления при мгновенном закрытии затвора не превышало σ. Диаметр трубопровода d, скорость движения жидкости в нем до закрытия затвора υ0. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно скоростью ударной волны в интервале 400 … 450 м/с для труб из полиэтилена и 900 … 1300 м/с для труб из других материалов. Исходные данные к задаче приведены в табл. 89.

Задача 90

Трубопровод с размерами: диаметром d, толщиной стенок δ и длиной ℓ пропускает расход жидкости Q при давлении р0. Определить, через сколько секунд при резком закрытии затвора ударное давление руд возле него будет наибольшим, а также величину этого давления. Затвор закрывается в течении времени tзакр. Исходные данные к задаче приведены в табл. 90.

Задача 91

Жидкость поступает из бака в трубопровод, имеющий внутренний диаметр d, толщину стенки δ, длину ℓ и движется в нем равномерно, при этом расход равен Q, давление перед затвором, установленным на конце трубопровода, pо. Определить повышение давления и напряжение в стенке трубы перед затвором при резком закрытии последнего в течение времени tзакр. Исходные данные к задаче приведены в табл. 91.

Задача 92

Определить ударное и полное значение избыточного давления в трубопроводе при внезапном закрытии задвижки. Исходные данные к задаче приведены в табл. 92.

Задача 93

Определить начальную скорость 𝑣0 движения жидкости в трубопроводе с задвижкой, в которой имеет место гидравлический удар. Установить также вид гидравлического удара. Исходные данные к задаче приведены в табл. 93.

Задача 94

Определить ударное повышение давления и напряжение в стенке трубы σ перед задвижкой при резком ее закрытии. Исходные данные к задаче приведены в табл. 94.

Задача 95

Какой вид гидравлического удара будет происходить в трубопроводе, оснащенного задвижкой, при резком ее закрытии? Чему равно ударное повышение давления? Исходные данные к задаче приведены в табл. 95.

Варианты Задания 6

Цена Варианта - 100 руб (pdf)

Задача 96 (рис. 6.5)

Рис.6.5 Вода при температуре t нагнетается насосом из колодца в водонапорную башню по вертикальному трубопроводу переменного сечения. До крана на первом участке диаметр нагнетательного трубопровода d1, после крана на втором участке d2. Глубина установки насоса в колодце относительно основания башни H0; высота башни H; высота уровня воды в баке h; длина участка трубопровода от насоса до крана h0; его диаметр d1; коэффициент сопротивления крана ζКР отнесен к диаметру d1; показание манометра рМ; подача насоса Qн. Требуется:
1. Определить диаметр нагнетательного трубопровода на 2-ом участке d2.
2. Выбрать центробежный насос и построить его характеристики: Hн = ƒ(Qн) и η = ƒ(Q).
3. Рассчитать характеристику нагнетательного трубопровода Hпотр = ƒ(Q) и построить еѐ на том же графике, что и характеристику насоса.
4. Определить параметры режимной точки.
5. Определить мощность на валу насоса по параметрам режимной точки.
6. Определить мощность приводного двигателя. Исходные данные к задаче приведены в табл. 96. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно значениями d2 в диапазоне, который указан в табл. 96.

Задача 97 (рис. 6.6)

Рис.6.6 Из резервуара A животноводческого помещения сточные воды перекачиваются центробежным насосом по трубопроводу в общий резервуар - накопитель B, где сточные воды проходят биологическую очистку. Перепад горизонтов в резервуарах A и B составляет ΔZ. При условии, что заданы длины и диаметры всасывающей и нагнетательной магистралей, расход сети Q и другие данные требуется:
1. Выбрать типоразмер насосного агрегата и установить режим его работы на сети.
2. Вычислить мощность на валу насоса и приводного двигателя.
3. Начертить схему параллельного подключения второго насоса на общий нагнетательный трубопровод и графическим способом определить, как изменится при этом расход сети. Местными потерями в нагнетательной магистрали пренебречь. Исходные данные к задаче приведены в табл. 97.

Задача 98 (рис. 6.7)

Рис.6.7 Центробежный насос перекачивает воду из поверхностного водоисточника A в закрытый бак B водонапорной башни, поднимая еѐ при этом на геометрическую высоту Hг. В баке поддерживается постоянный уровень воды и давления на свободной поверхности рм. По условию задачи заданы длины и диаметры всасывающего и нагнетательного участков сети. Местные потери напора во всасывающей линии принять в размере 100%, а в напорной 10% от потерь на трение. Температура воды в водоисточнике t °C. Требуется:
1. Выбрать типоразмер насосного агрегата, представить его рабочие характеристики и графическим способом определить режим работы насоса на сети.
2. Вычислить мощность на валу насоса и приводного двигателя.
3. Определить потребный напор, расходуемый в сети, при условии уменьшения подачи насоса методом дросселирования на 20%.
Коэффициент кинематической вязкости воды в зависимости от еѐ температуры см. в Приложении 4; относительную шероховатость стенок всасывающей трубы в зависимости от материала см. в Приложении 5. Исходные данные к задаче приведены в табл. 98.

Задача 99 (рис. 6.8)

Рис.6.8 Питательный раствор для подкормки растений подается из резервуара A центробежным насосом по нагнетательному трубопроводу в стеллажи гидропонной теплицы Д. С целью перемешивания раствора в резервуаре A нагнетательная магистраль имеет в узловой точке C ответвление, по которому часть раствора Q /4 отводится обратно в резервуар A по трубе CE, длина которой и диаметр указаны на расчетной схеме и табл. исходных данных. Подача питательного раствора в стеллаж Д составляет 3/4 Q. Всасывающая труба имеет длину ℓв, диаметр dв, коэффициент гидравлического трения λ. Требуется:
1. Найти дополнительное сопротивление ζКР, которое нужно задействовать на участке CE, чтобы обеспечить распределение Q на участках CД и CE в пропорции, указанной на расчетной схеме.
2. Выбрать типоразмер насосного агрегата для работы на сети, представить его рабочие характеристики и графоаналитическим способом определить режим работы насоса.
3. Вычислить мощность на валу насоса и приводного двигателя.
4. По какой схеме необходимо присоединить второй насос с целью увеличения напора? Начертить схему совместной работы насосов при их работе на один нагнетательный трубопровод.
Местные потери напора во всасывающей линии принять за 100% от потерь по длине. Местные потери напора в нагнетательной магистрали принять равными k % от потерь по длине. Исходные данные к задаче приведены в табл. 99.

Задача 100 (рис. 6.9)

Рис.6.9 Насосная станция перекачивает воду в количестве Q по горизонтальному трубопроводу длиной ℓ и диаметром d из подземного водоисточника в водонапорную башню. Требуется:
1. Подобрать насос для работы насосной станции.
2. Определить мощность на валу насоса, учитывая только потери напора на трение.
3. Указать, где и какой мощности надо установить станцию подкачки, чтобы по тому же трубопроводу пропускать увеличенный расход Q1 и обеспечивая по всей длине трубопровода свободный напор hСВ. Считать, что при увеличении расхода напор насосной станции в соответствии с характеристикой насоса уменьшится на b %.
4. Для обоих значений Q построить пьезометрические линии.
Исходные данные к задаче приведены в табл. 100.

Задача 101 (рис. 6.10)

Рис.6.10 Центробежный насос, расположенный на уровне с отметкой ∇B перекачивает воду из открытого резервуара с уровнем ∇А в закрытый резервуар с уровнем ∇C и избыточным давлением на свободной поверхности, равном р0. Требуется:
1. Выбрать типоразмер насосного агрегата для работы водонасосной установки.
2. Графоаналитическим способом установить параметры режимной точки выбранного насоса.
3. Вычислить мощность на валу насоса и приводного двигателя.
4. Как изменится подача, напор и мощность насоса, если частоту вращения рабочего колеса изменить с n до n1?
При определении потребного напора системы местные потери напора в нагнетательной магистрали не учитывать, а во всасывающей – принять во внимание наличие обратного клапана с сеткой ζОК. Исходные данные к задаче приведены в табл. 101.

Задача 102 (рис. 6.11)

Рис.6.11 Центробежный насос подает воду одновременно в два резервуара Е и Д, служащих для накопления воды. Резервуары Е и Д находятся на разных высотах относительно свободной поверхности водоисточника, соответственно HгЕ и HгД. Участки нагнетательного трубопровода СД и СЕ имеют одинаковые длины и диаметры.
1. Определить величину дополнительного сопротивления ζКР, которое необходимо задействовать на участке СД, с целью обеспечения равенства объемов воды, поступающей в резервуары Д и Е.
2. Выбрать типоразмер насоса.
3. Построить суммарную характеристику потребного напора для сложного трубопровода.
4. Установить параметры режимной точки выбранного насоса, построив на одном и том же графике в одинаковых масштабах напорную характеристику насоса и нагнетательного трубопровода.
5. Местные потери напора во всасывающей трубе принять за 100% от потерь по длине.
Местные потери напора в нагнетательной магистрали принять равными k % от потерь по длине. Исходные данные к задаче приведены в табл. 102.

Задача 103 (рис. 6.12,a)

Рис.6.12,a Насос подает воду в накопительный резервуар на высоту НГ. Всасывающий трубопровод имеет длину ℓВ и диаметр dВ, напорный трубопровод соответственно ℓН и dН. Суммарные коэффициенты местных сопротивлений во всасывающем и нагнетательном трубопроводах соответственно равны ζВС и ζН. Коэффициент сопротивления трения во всасывающем трубопроводе λ (рис. 6.12,а). Требуется:
1. Выбрать типоразмер насосного агрегата, обеспечивающего подачу воды Q.
2. Графоаналитическим способом установить режим работы выбранного насоса.
3. Определить мощность на валу насоса по параметрам режимной точки и приводного двигателя.
4. Определить графоаналитическим способом параметры режимной точки, если два одинаковых насоса будут работать параллельно на общий нагнетательный трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов. Исходные данные к задаче приведены в табл. 103.

Задача 104 (рис. 6.12,б)

Рис.6.12,б Центробежный насос поднимает воду на высоту Hг по всасывающей и нагнетательной магистралям. Размеры магистралей, в том числе диаметры и длины указаны в таблице исходных данных. Требуется:
1. Определить подачу насоса QН и мощность на валу N при частоте вращения рабочего колеса n = 900 мин-1.
2. Определить мощность, потребляемую насосом, при уменьшении его подачи на 25 % дросселированием задвижкой.
3. Пересчитать главные параметры насоса: подачу, напор и мощность при изменении частоты вращения рабочего колеса с n до n1 по формулам подобия. Исходные данные к задаче приведены в табл. 104.
Задачу следует решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно Q из графика характеристики насоса, приведенной на рис. 6.12,б. Задача считается решенной, если при ориентировочном значении Q, напор насоса Нн (график) и потребный напор Нпотр сети (расчет) будут равны между собой или расхождение между ними будет не более 10%.

Задача 105 (рис. 6.13)

Рис.6.13 Вода подается насосом из водоема в приемный резервуар на высоту h. Всасывающая труба снабжена обратным клапаном с сеткой и имеет длину ℓвс. Требуется:
1. Подобрать диаметры трубопроводов обоих участков сети водонасосной установки.
2. Выбрать типоразмер центробежного насоса и построить его характеристики H = ƒ1(Q) и η = ƒ2(Q) по справочным данным (Приложение 14).
3. Графоаналитическим способом установить параметры режимной точки выбранного насоса.
4. Определить мощность на валу насоса по параметрам режимной точки.
5. Определить мощность приводного двигателя.
Местные потери напора в нагнетательном трубопроводе принять равными 10% от потерь на трение. Диаметры труб системы подобрать, руководствуясь Приложениями 8; 9, 10, а также оптимальными значениями скоростей: во всасывающей трубе 0,7 … 1,1 м/с; в нагнетательном трубопроводе в зависимости от материала труб по данным раздела 4 табл. 4.1. Диаметр всасывающей трубы водонасосной установки, согласно практики их эксплуатации, принять несколько большим по сравнению с диаметром нагнетательного трубопровода или равным ему. Исходные данные к задаче приведены в табл.105.

Варианты Задания 7

Цена Варианта - 100 руб (pdf)

Задача 106 (рис. 7.7)

Рис.7.7 Для передачи энергии от двигателя мобильной машины к рабочему органу и управления режимами его работы применен нерегулируемый объемный гидропривод (ОГП). Структурная схема ОГП приведена на рисунке. Рабочая жидкость масло: плотность ρ = 910 кг/м3, кинематическая вязкость ν = 0,30 Ст при t = 50 °C. Потери давления в гидрораспределителе 0,3 МПа, в фильтре 0,15 МПа; объемный и общий КПД: гидромотора 0,95 и 0,90; насоса 0,94 и 0,85. Требуется определить расход и перепад давления на гидромоторе; определить диаметры трубопроводов и потери давления в них; определить подачу, давление, мощность насоса и общий КПД гидропривода. Исходные данные к задаче приведены в табл. 106.

Задача 107 (рис. 7.8)

Рис.7.8 Из условия предыдущей задачи для нерегулируемого объемного гидропривода требуется:
1. Определить расход и перепад давления в гидроцилиндре.
2. Определить диаметры трубопроводов и потери давления в них.
3. Определить давление, создаваемое насосом; его подачу и мощность на валу.
4. Определить КПД гидропривода.
Вязкость рабочей жидкости ν = 5 см2/с и плотность ρ = 900 кг/м3. Местные потери давления в гидрораспределителе и фильтре принять по 0,4 МПа. Объемный и общий КПД: гидроцилиндра 1,0 и 0,97, насоса 0,94 и 0,85 соответственно. Исходные данные к задаче приведены в табл. 107.

Задача 108 (рис. 7.9)

Рис.7.9 Какое давление должно быть на выходе шестеренного насоса 1, нагнетающего рабочую жидкость через распределитель 5 в правую полость силового цилиндра 4, для того, чтобы преодолеть нагрузку на штоке F при скорости перемещения поршня vп. Задана общая длина трубопровода от насоса до гидроцилиндра и от гидроцилиндра до бака ℓ, а также диаметры: трубопровода d, поршня D и штока dшт. Свойства жидкости: плотность ρ, коэффициент кинематической вязкости ν. Исходные данные к задаче приведены в табл. 108.
Примечание:
1. Разностью высотного положения насоса и гидроцилиндра пренебречь.
2. Потери напора на местные сопротивления принять k % от потерь по длине.

Задача 109 (рис. 7.10)

Рис.7.10 Культиватор - растениепитатель снабжен гидропередачей, в состав которой входят: шестеренный насос 1, гидрораспределитель 3, силовой цилиндр 4, предохранительный клапан 5 и гидробак 6. Заданы размеры нагнетательной линии: диаметр d, длина ℓ, а также диаметр поршня силового цилиндра.
Требуется определить усилие F, которое создается поршнем силового цилиндра при работе культиватора, если подача насоса 𝑄 и давление на выходе р. Исходные данные к задаче приведены в табл. 109.
Примечание: потери двления на местные сопротивления принять k % от потерь по длине.

Задача 110 (рис. 7.11)

Рис.7.11 Определить скорости поршней υп1 и υп2, площади которых одинаковы и равны Sп. Штоки поршней нагружены силами F1 и F2. Длина каждой ветви трубопровода от узловой точки М до гидробака 1 равна ℓ. Диаметр трубопроводов d.
Шестеренный насос 2 обеспечивает подачу 𝑄 в силовые гидроцилиндры 5. Вязкость рабочей жидкости ν, плотность ρ. Исходные данные к задаче приведены в табл. 110.

Задача 111 (рис. 7.12)

Рис.7.12Для подъема груза массой m со скоростью υп используются два параллельно работающих гидроцилиндра диаметром D. Расстояние между осями гидроцилиндров L. При укладке груза его центр может смещаться от среднего положения на величину a. Каким должен быть коэффициент сопротивления дросселя ζдр1 или ζдр2 в одной из ветвей напорного трубопровода, чтобы груз поднимался без перекашивания? Коэффициент сопротивления полностью открытого дросселя в другой ветви трубопровода принимать равным нулю. Какими будут при этом подача насоса и развиваемое давление?
Диаметр трубопроводов d. Плотность рабочей жидкости ρ. Потерями напора в трубопроводах системы, а также трением и утечками в гидроцилиндрах пренебречь. Исходные данные к задаче приведены в табл. 111.

Задача 112 (рис. 7.13)

Рис.7.13 На рисунке показана упрощенная схема объемного гидропривода поступательного движения с дроссельным регулированием скорости выходного звена (штока), где 1 – насос, 2 – регулируемый дроссель. Шток гидроцилиндра 3 нагружен силой F, диаметр поршня D. Предохранительный клапан 4 закрыт. Подача насоса Q, плотность рабочей жидкости ρ. Требуется:
1. Определить величину давления на выходе из насоса.
2. Вычислить расход жидкости через дроссель.
3. Установить скорость перемещения поршня со штоком υп при таком открытии дросселя, когда его можно рассматривать как отверстие площадью S0 с коэффициентом расхода μ. Потерями давления в трубопроводах пренебречь. Исходные данные к задаче приведены в табл. 112.
Примечание: Расход рабочей жидкости через дроссель следует находить из уравнения QДР = μ·So·√ 2F/ρ·Sn

Задача 113 (рис. 7.14)

Рис.7.14 При каком проходном сечении дросселя Sдр частоты вращения гидромоторов 1М и 2М будут одинаковы? Заданы: рабочий объем насоса V, см3/об; частота вращения вала насоса n, мин-1; рабочие объемы гидромоторов Vо1м и Vо2м, см3/об; моменты на валах гидромоторов Мкр1м и Мкр2м, Нм; объемный КПД гидромашин ηо; плотность рабочей жидкости ρ, кг/м3; коэффициент расхода дросселя μ. Потерями напора на трение в трубопроводах пренебречь. Механическое КПД гидромоторов принять ηм = 0,95. Исходные данные к задаче приведены в табл. 113.

Задача 114 (рис. 7.15)

Рис.7.15 Система гидравлического привода сталкивающей стенки стогометателя состоит из шестеренного насоса 1, нагнетательной линии 2, золотникового распределителя 3 и гидроцилиндра двустороннего действия 4. Рабочей жидкостью в гидросистеме служит дизельное масло с удельным весом γ и кинематической вязкостью ν. Местные потери напора в гидроприводе составляют k % от потерь на трение hтр. Требуется определить давление р на выходе из шестеренного насоса, если подача его Q, а нагрузка на шток силового цилиндра F. Исходные данные к задаче приведены в табл. 114.

Задача 115 (рис. 7.16)

Рис.7.16 Система гидроусилителя рулевого управления автомобиля "КаМАЗ" состоит из шестеренного насоса 1, нагнетательного трубопровода 2, золотникового распределителя 3 и гидроцилиндра двустороннего действия 4. Рабочей жидкостью в гидросистеме служит масло с удельным весом γ и кинематическим коэффициентом вязкости ν при температуре t = 20 °C. Местные потери давления нагнетательной линии составляют k % от потерь на трение hтр. Требуется определить усилие F, создаваемое поршнем силового цилиндра, если подача насоса Q и давление его на выходе р. Исходные данные к задаче приведены в табл. 115.

Варианты Задания 8

Цена Варианта - 100 руб (pdf)

Задача 116

Начертить общую схему водоснабжения для сельскохозяйственного населенного пункта, где в качестве водоисточника должен быть использован мощный подземный напорный водный пласт, залегающий на глубине 45 м. Анализ воды показал её повышенную жесткость и содержание в ней железа. Рельеф местности диктует проектирование разводящей водопроводной сети с контррезервуаром. Дать обоснование по выбору всех составных элементов схемы.

Задача 117

Начертить общую схему водоснабжения для сельскохозяйственного поселка с механическим водоподъемником, где в качестве водоисточника задействовать реку с пологими берегами, вода которой не отвечает требованиям ГОСТа. Рельеф местности диктует проектирование разводящей водопроводной сети с проходной башней. Дать обоснование по выбору всех составных элементов схемы, наметить водовод и разводящую напорную сеть.

Задача 118

Планируется строительство животноводческого объекта, для обеспечения водой которого рекомендовано использование подземных артезианских вод, залегающих на глубине 26 м. Анализ воды показал содержание в ней сероводорода, а также сульфатных и хлористых солей кальция и магния. Рельеф местности диктует проектирование разводящей водопроводной сети с контррезервуаром. Дать обоснование по выбору всех составных элементов схемы, наметить водовод и разводящую напорную сеть.

Задача 119

Водохозяйственными расчетами определена возможность использования озера в целях сельскохозяйственного водоснабжения. Начертить общую схему снабжения с-х объекта водой, которая подается потребителю насосной станции. Вода в озере не отвечает требованиям ГОСТа. Дать обоснование по выбору всех составных элементов схемы. Указать водовод и разводящую напорную сеть.

Задача 120

Начертить общую схему водоснабжения для сельскохозяйственного населенного пункта, на территории которого находится поверхностный водоисточник – река с устойчивыми крутыми берегами. Воды реки пригодны для целей хозяйственно - питьевого водоснабжения только после комплексной очистки. Подача воды насосной станции потребителю регулируется водонапорной башней. Рельеф местности диктует проектирование разводящей сети с проходной башни. Дать обоснование по выбору всех составных элементов схемы. Наметить водовод и разводящую напорную сеть.

Задача 121

Составить и начертить общую схему водоснабжения для сельскохозяйственного объекта с использованием подземных грунтовых вод, залегающих на глубине 6 м водоносным пластом небольшой мощности, предусмотрев очистку воды и её подачу к объекту потребления насосной станцией. Для регулирования режима работы системы предусматривается строительство водонапорной башни. Рельеф местности диктует проектирование разводящей сети с проходной башней. Дать обоснование по выбору всех составных элементов схемы.

Задача 122

В качестве водоисточника для сельскохозяйственного населенного пункта планируется использовать безнапорные подземные воды залегающие на глубине 19 м. По качеству вода отвечает требованиям хозяйственно - питьевого снабжения. Анализ воды, однако, показал её повышенную жесткость. Начертить общую схему водоснабжения для населенного пункта с механическим подъемом, где подача воды потребителю регулируется водонапорной башней, стоящей на проходе. Дать обоснование по выбору всех элементов схемы.

Задача 123

Начертить общую схему водоснабжения для поселка и крупного животноводческого комплекса. В качестве водоисточника служит река с пологими берегами, полностью обеспечивающая потребности в воде в течение года. Вода после забора в реке подвергается комплексной очистке и улучшению её качества путем фторирования. Регулирование режима работы системы осуществляется с помощью водонапорной башни. Дать обоснование по выбору всех элементов схемы. Наметить водовод и разводящую водопроводную сеть. Рельеф местности диктует проектирование системы водоснабжения с контррезервуаром.

Задача 124

Для водоснабжения двух поселков и животноводческого комплекса планируется использовать воды реки с крутыми берегами из слабых грунтов. Качество воды не отвечает требованиям хозяйственно - питьевого водоснабжения, в связи с чем требуется провести её комплексную очистку. Система водоснабжения планируется с механическим водоподъемом. Подача воды потребителям регулируется водонапорной башней. Рельеф местности диктует проектирование разводящей водонапорной сети с проходной башней. Начертить общую схему водоснабжения и дать обоснование по выбору всех её составных элементов.

Задача 125

Составить и начертить общую схему водоснабжения крупного животноводческого комплекса. В качестве водосточника планируется использовать подземные грунтовые воды, залегающие на глубине 8 м, водоносным пластом достаточной мощности. Для регулирования режима работы системы планируется строительство водонапорной башни. Рельеф местности диктует проектирование разводящей водонапорной сети с проходной башней. Дать обоснование по выбору всех элементов схемы и предусмотреть осветление и обеззараживание воды.

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