Решение задач часть 4 Перекачивание воды
Задача 1-1. По трубопроводу диаметром 270*10 мм перекачивается вода с расходом 150 м3/час. Определить скорость воды в трубе и режим её движения.
Скачать решение задачи 1.1 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 1-2. Бензол с расходом 200 т/час и средней температуре 40 С поступает в трубный пучок одноходового кожухотрубчатого теплообменника, состоящего из 717 труб диаметром d*? = 20*2 мм. Определить скорость бензола в трубах трубного пучка и режим его движения в них.
Схема одноходового кожухотрубчатого теплообменника
Скачать решение задачи 1.2 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 1-3. Для охлаждения бензола (см. задачу 2) в межтрубное пространство кожухотрубчатого теплообменника с диаметром кожуха D=800 мм, диаметром труб d*? = 20Ч2 мм и их числом 717 шт. подаётся вода со средней температурой 30 С. Скорость воды в межтрубном пространстве должна быть 0,5 м/с. Необходимо определить расход воды в м3/час и режим её движения.
Скачать решение задачи 1.3 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 1-4. На трубопроводе имеется переход с диаметра 50 мм на диаметр 100 мм (диаметры внутренние). По трубопроводу движется вода, имеющая температуру 20С. Её скорость в узком сечении 1,5 м/с. Определить: 1. объёмный и массовый расходы воды; 2. скорость воды в широком сечении; 3. режимы течения в узком и широком сечениях.
Скачать решение задачи 1.4 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 1-5. Азот с расходом 6400 м3/час (при н.у.) подаётся в трубный пучок одноходового кожухотрубчатого теплообменника. Абсолютное давление газа 3 кГс/см2. Температура на входе в трубный пучок 120°С, на выходе 30°С. Число труб в аппарате 379 шт., их диаметр 16Ч1.5 мм. Определить: 1. скорость азота на входе в трубный пучок и на выходе из него; 2. режим движения азота на входе и на выходе.
Азот охлаждается в трубах трубного пучка
Скачать решение задачи 1.5 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 1-6. В трубное пространство двухходового кожухотрубчатого теплообменника с общим числом труб 718 шт. подаётся метан с расходом 25 т/час. Диаметр труб 25*2 мм. Температура метана на входе в аппарат 15 С, на выходе 200 С. Среднее давление в аппарате 6 кГс/см2. Определить скорость и режим течения метана на входе в трубы и выходе из них.
Метан нагревается в двухходовом теплообменнике
Скачать решение задачи 1.6 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 1-7. Труба диаметром 200*10 мм переходит в трубу диаметром 50*5 мм, после чего поднимается вверх на 20 м. В нижнем и верхнем сечениях трубы установлены манометры. Нижний манометр показывает давление Р1=5 кГс/см2. По трубопроводу перекачивается вода с расходом 55 м3/час и температурой 40С. Определить показания верхнего манометра. Наличием сил вязкости пренебречь.
Скачать решение задачи 1.7 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 1-8. По трубопроводу длиной 15 км и диаметром 100*5 мм перекачивается бензол с расходом 10 т/час при средней температуре 20 С. Стенки трубопровода гладкие. Манометр, установленный в начале, показывает давление 5 ат. Определить показание манометра, установленного в конце трубопровода.
Скачать решение задачи 1.8 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-1. Абсолютно жесткая канистра залита полностью (по горлышко) бензином. Определить, насколько повысится давление р внутри канистры при нагреве бензина на t - 30 °С, если Еб = 1 250 МПа и bг = 8*10-4 1/°С.
Скачать решение задачи 2.1 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-2. Какое количество 2 жидкости можно недолить в сосуд диаметром D, движущийся на ленте транспортера, чтобы при сходе его на приемный стол жидкость не пролилась?
Скачать решение задачи 2.2 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-4. В системе дистанционного гидроуправления необходимо обеспечить ход lВ поршня В равным ходу lА поршня А, т. е. lА = lВ. Поршень В диаметром d противодействует внешней силе F2. Подпоршневые полости и трубопровод заполнены рабочей жидкостью с модулем упругости Е = 1 400 МПа. Объем W рабочей жидкости при давлении Pизб = 0. Определить диаметр D поршня А и силу F1 приложенную к поршню А. Упругостью стенок цилиндров и трубопровода, а также силами трения поршней о стенки цилиндров пренебречь.
Скачать решение задачи 2.4 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-5. Бензобак самолета размером НхВхЬ заполнен бензином на одну четверть его емкости. Соотношение размеров Н: В - 1 : 2, А = Н/4. Самолет движется горизонтально с постоянным ускорением у. Определить значения ускорения, при которых: 1) свободная поверхность бензина достигает дна бензобака; 2) свободная поверхность пройдет через точку А, что будет соответствовать прекращению подачи бензола из бензобака.
Скачать решение задачи 2.5 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-6. Смотровой люк, устроенный в боковой стенке бака, перекрывается полусферической крышкой радиусом r = 0,3 м. Определить отрывающие и срезающие силы, воспринимаемые болтами, если уровень свободной поверхности бензина находится на высоте Н= 2,0 м, а манометрическое давление паров бензина в баке рт = 0,0042 МПа. Плотность бензина рб = 700 кг/м . Построить эпюру давления, действующего на стенку бака.
Скачать решение задачи 2.6 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-7. Цилиндрический резервуар с площадью SТ дна торца установлен нижним торцем на фундамент и имеет в верхнем торце два присоединенных цилиндра 1 и 2 с площадями сечений S1 и S2. Цилиндры к торцу, а торцы к цилиндру резервуара прикреплены с помощью болтовых групп Бь Б2, Б3 и Б4. Рабочая жидкость плотностью р залита до уровня 0-0, т. е. полная высота свободной поверхности от нижнего торца равна Hц + Hб. В цилиндры 1 и 2 вставлены поршни, имеющие возможность плавно перемещаться без трения, с грузами G1 и G2. В состоянии установившегося равновесия поршень 1 опустился и остановился на уровне z1 ниже уровня 0-0, а поршень 2 поднялся на уровень z2. Определить: 1) уровень z2; 2) нагрузку G2 при заданном значении G1; 3) силы, воздействующие на болтовые группы Б1 Б2, Б3 и Б4; 4) как изменятся нагрузки на болтовые группы Б1 Б2, Б3 и Б4, если резервуар закрепить на кронштейнах К1 и К2, удалив фундамент.
Скачать решение задачи 2.7 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-8. Определить силу Р для удержания поршня, помещенного в сосуд с жидкостью на глубину h с давлением столба газа в манометре Pм. Геометрические размеры d, R известны.
Скачать решение задачи 2.8 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-9. По трубопроводу диаметром с1 = 100 мм движется нефть вязкостью V = 0,3 см /с. Определить: а) режим течения при скорости движения нефти V= 0,5 м/с; б) критическую скорость, при которой изменится режим течения.
Скачать решение задачи 2.9 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-10. Рабочая жидкость вязкостью V и плотностью р течет по трубе диаметром 2К. Режим течения ламинарный. В сечении 1-1 на расстоянии R/2 от оси трубы установлена трубка полного напора, измеряющая сумму скоростного и статического напоров в этой точке. В центре сечения 2-2, отстоящего от сечения 1-1 на расстоянии L, установлена вторая трубка полного напора, измеряющая сумму скоростного и статического напоров в центре потока. Обе трубки соединены с ртутным дифференциальным пьезометром, на котором величина /г соответствует разности уровней. Давления P1 и р2 равны давлению на оси потока (в центре сечений 1-1 и 2-2). Определить расход рабочей жидкости.
Скачать решение задачи 2.10 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-11. Резервуар перегорожен стенкой, в которой есть отверстие с острой кромкой. Жидкость вытекает через два цилиндрических насадка. Диаметры отверстия и насадков одинаковые и равны d0. Коэффициенты расходов: отверстия с острой кромкой мотв = 0,6; цилиндрического насадка мнас = 0,82. Суммарный расход составляет Q. Определить: 1) расход через левый Qлев и правый Qправ насадки; 2) как надо изменить диаметр с/о левого насадка, чтобы Qлев=Qправ
Скачать решение задачи 2.11 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-12. Определить направление потока жидкости и расход Й в системе, показанной на рисунке. Известны следующие параметры: h1, h3, p, L1, D1, L2, D2, л, сопротивление вентиля, H.
Скачать решение задачи 2.12 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-13. Имеется простой трубопровод диаметром d и длиной L. Определить зависимость Qотн = Qсл/Qпр = f(k) относительного расхода сложного трубопровода, в котором установлен параллельный трубопровод длиной k*L. (Здесь Qсл и Qпр - суммарный расход сложного и простого трубопроводов соответственно.)
Скачать решение задачи 2.13 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-14. Для сложного трубопровода определить расходы Q1…Q4 в каждом из простых трубопроводов, если диаметры одинаковы, а длины соответственно равны L1 = 5 м, L2 = 3 м, L3 = 3 м, L4 =м, суммарный расход Q = 6 л/мин. Считать режим течения в трубопроводах ламинарным.
Скачать решение задачи 2.14 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-15. Для решения распространенной на практике задачи о трех резервуарах необходимо сделать допущения: 1) при наличии длинных трубопроводов скоростными напорами пренебрегают, V/2g = 0; 2) с потерями на неоговоренных местных сопротивлениях (вход, выход, разветвления) ввиду их малости по сравнению с потерями на трение пренебрегают. При расчете сложного трубопровода, соединяющего три резервуара и имеющего один узел (рис. к задаче 3.5, а), система расчетных уравнений зависит от направления потока в трубопроводе, соединяющем узел А с резервуаром 2, расположенным между питающим 7 и приемным 3 резервуарами. Направление потока в трубопроводе определяется соотношением напора у А в узле А и напором Н2 в резервуаре 2, который может быть как приемным, так и питающим. В зависимости от этого соотношения возможны три случая распределения расходов в трубопроводах и соответственно три различных системы расчетных уравнений: 1) если ya < H2, то жидкость из резервуаров 1 и 2 перетекает в резервуар 3; 2) если уА > H2, то жидкость из резервуара 1 перетекает в резервуары 2 и 3; 3) если уА = H2, то для резервуара 2 Q2 = 0, т. е. жидкость из резервуара 1 перетекает в резервуар 3, Q1=Q2=Q3
Скачать решение задачи 2.15 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-16. Жидкость вытекает через колено и сопло. Определить силы срезания Tсрез и разрыва Tразг болтов в сечении
Скачать решение задачи 2.16 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-17. Металлический конус плотностью металла рмет с углом при вершине 2а = 60° и диаметром основания dк, обращенный вершиной вниз, испытывает воздействие вертикальной струи воды, вытекающей из сопла фонтана. Диаметр сопла d0, расход воды через сопло Qк. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определить, на какой высоте z1 будет парить конус.
Скачать решение задачи 2.17 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-18. В системе смазки двигателя внутреннего сгорания устанавливают центрифугу для фильтрации смазочного масла. В цилиндрический корпус центрифуги из магистрали двигателя масло плотностью рм, подлежащее очистке, подводится под давлением. Внутри корпуса создается давление рк. Часть поступающего масла через расположенное тангенциально на выходе сечение 2-2 из подводящих трубопроводов через сопло отводится из центрифуги. Возникающие при этом реактивные силы создают крутящий момент, в результате чего вращается цилиндрический ротор центрифуги. При вращении ротора взвешенные механические частицы загрязнений под действием сил инерции отбрасываются от оси вращения к периферии и осаждаются на внутренних стенках ротора. Очищенное масло по центральному каналу стекает в смазочную систему. Определить диаметр выходных отверстий сопла, если они должны обеспечивать работу центрифуги при заданных частоте вращения ротора я, моменте сопротивления вращения системы Мсоир, радиусе R2 и месте расположения подводящих трубопроводов, коэффициенте сопротивления сопел.
Скачать решение задачи 2.18 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-19. Подача аксиально-поршневого насоса Q = 210 л/мин при давлении Pнг = 22 МПа и частоте вращения вала nн = 1400 об/мин. Полный КПД насоса 0,88, объемный КПД 0,94. Определить рабочий объем насоса V0тт, полезную мощность NН и мощность приводящего двигателя Nдв.
Скачать решение задачи 2.19 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-20. Определить полный КПД гидромотора, если момент на валу гидромотора Мгм = 150 Н*м при давлении жидкости на входе гидромотора Рнгтм= 16,5 МПа и на выходе Pслгм = 0,05 МПа, при потребляемом расходе б™ = 80 л/мин и частоте вращения вала пгм = 1 200 об/мин. Рабочий объем гидромотора V0гм = 63 см.
Скачать решение задачи 2.20 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-21. Поршень одноштокового гидроцилиндра диаметром Dи = 100 мм движется вертикально вверх со скоростью vп = 2 см/с, преодолевая внешнюю нагрузку Fвн =100 кН. Определить подачу Qтц и давление Pнг нагнетания насоса, а также полезную мощность N гидроцилиндра, если механический КПД равен 0,98, а объемный 0,98. Масса поршня со штоком 50 кг. Трением при движении и давлением в штоковой полости пренебречь.
Скачать решение задачи 2.21 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-22. Напорный клапан пропускает максимальный расход Qкл = 24 л/мин при перепаде давления на клапане р = 10 МПа. Давление открытия клапана р0кп = 9,5 МПа. Плотность рабочей жидкости р = 880 кг/м3. Определить силу F0пр предварительного поджатия пружины в момент открытия и подъем конического клапана для пропускания максимального расхода.
Скачать решение задачи 2.22 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-23. Через щель распределителя с цилиндрическим золотником диаметром d1= 20 мм протекает рабочая жидкость плотностью р = 880 кг/м3. Определить расход Qщ рабочей жидкости через образовавшуюся круговую щель при открытии золотника на расстоянии х = 1,2 мм и перепаде давления р = 1,5 МПа. Принять коэффициент расхода щели μ = 0,61.
Скачать решение задачи 2.23 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-24. Жидкость плотностью р = 880 кг/м через дроссель подается в поршневую полость гидроцилиндра. Диаметр поршня D = 100 мм. Определить давление жидкости перед дросселем, при котором поршень будет перемещаться со скоростью Vп = 0,05 м/с (усилие на штоке Р = 5 кН, площадь проходного сечения дросселя Sдр = 8 мм , коэффициент расхода щели м= 0,6). Объемный КПД гидроцилиндра 0,98. Трением в гидроцилиндре и давлением в штоковой полости следует пренебречь.
Скачать решение задачи 2.24 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-25. Пусть подача насоса Qn= 21 л/мин, полный КПД насоса 0,90; давление открытия переливного гидроклапана р0кл = 10,0 МПа; утечки в направляющем гидрораспределителе Qутгр = 0,3 л/мин. Потери давления на гидрораспределителе PНомгр = 0,4 МПа при проходе в одном направлении номинального расхода Qномгр=32 л/мин. Преодолеваемое гидроцилиндром (Ц) усилие Рт = 70 кН при скорости движения поршня Vп = 0,05 м/с. Гидродроссель (р) открыт полностью и потери давления на нем отсутствуют. Диаметр поршня D = 100 мм, диаметр штока d = 50 мм. Объемный КПД гидроцилиндра 0,98, механический КПД 0,96. Потери давления при номинальном расходе Qном= 32 л/мин на гидролиниях нагнетания Рнг = рНом ел=0,6 МПа. Определить: мощность насоса; мощность гидропривода; потребляемую гидроприводом мощность; потери мощности на гидроклапане; КПД гидропривода.
Скачать решение задачи 2.25 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-26. Крутящий момент на валу гидромотора Мкр = 60 Н*м; частота вращения вала гидромотора nгм = 500 об/мин; рабочий объем гидромотора V0гм = 50 см3; объемный КПД гидромотора 0,96; механический КПД гидромотора 0,92; утечки в направляющем гидрораспределителе Qут гр = 0,06 л/мин. Потери давления на направляющем гидрораспределителе Pном гР= 0,4 МПа при проходе в одном направлении полного расхода насоса. Потери давления при проходе полного расхода на гидролинии нагнетания с фильтром до распределителя Pномгр=0,6 МПа, на гидролинии слива Рслном = 0,3 МПа. Полный КПД насоса 0,85. Определить мощность гидропривода и насоса, потребляемую гидроприводом мощность, КПД гидропривода.
Скачать решение задачи 2.26 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-27. Центробежный насос с диаметром рабочего колеса D = 148 мм при частоте вращения п = 2 900 об/мин имеет рабочую характеристику со следующими параметрами:
При оптимальном режиме (n = nмех = 0,795) насос создает напор H= 22,8 м при подаче Q= 0,0222 м /с. Определить диаметр D1 рабочего колеса нового насоса, подобного имеющемуся, у которого при работе в оптимальном режиме подача Q1 = 0,018 м3/с, Н1 = 7,5 м.
Скачать решение задачи 2.27 (Решебник 5) (цена 60р)
Задача 2-28. Центробежный насос поднимает воду на высоту h = 6 м по трубам длиной L1 = 20 м, d1 = 0,2 м (л1 = 0,02) и L2 = 100 м, d2=0,15 м (л2 = 0,025). Местные гидравлические сопротивления учтены эквивалентными длинами в общей длине каждого участка сети. Параметры для построения рабочей характеристики насоса приведены ниже:
Определить: 1) подачу насоса и потребляемую насосом мощность; 2) потребляемую насосом мощность при уменьшении подачи насоса на 25 % путем изменения характеристики сети (дросселирование потока); 3) потребляемую насосом мощность при уменьшении подачи насоса на 25 % путем изменения частоты вращения вала насоса.
Скачать решение задачи 2.28 (Решебник 5) (цена 60р)