Основы гидроаэродинамики
Основы гидроаэродинамики
Задача 7.1 На напорном водоводе (р = 1 000 кг/м3) постоянного диаметра в водопроводных колодцах А и В, расположенных на расстоянии l друг от друга, установлены манометры МА и Мв на отметках zА и zв соответственно. Известно, что zА = 43 м, рА = 0,51 МПа, zв = 50 м, рв = 500 кПа, l = 1,1 км. Определить, в каком направлении движется вода и чему равны потери напора hп и гидравлический уклон i.
Скачать решение задачи 7.1 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 7.2 По напорному трубопроводу постоянного диаметра в направлении от водоводного колодца А к колодцу В движется вода (р = 1000 кг/м3), причем пьезометрический уклон потока равен iр. Колодцы расположены на расстоянии l друг от друга, в них установлены манометры МА и Мв, измеряющие давление потока воды в трубе на отметках zА и zв соответственно. Известно, что zА = 115 м, рА = 416 МПа, l = 1,5 км, iР = 0,002. Определить показание манометра рв, если zВ = 120 м.
Скачать решение задачи 7.2 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 7.3 Газ (R = 30 Дж/(кг-К)) находится в баллоне при температуре tВН и истекает из него через насадок со скоростью и в атмосферу. Принимаем процесс адиабатическим (k= 1,4), а потерями напора пренебрегаем. Известно, что 1ВН = 25 °С. Определить температуру истекающей струи tС, если скорость газа v= 70 м/с.
Скачать решение задачи 7.3 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 7.4 По трубе внутренним диаметром D движется жидкость плотностью рж. Для измерения местной скорости и применена трубка Пито-Дарси диаметром d<<D. Для измерения разницы давлений в каналах трубки Пито-Дарси применен дифманометр, заполненный жидкостью (рм > рж). Известно, что рж = 850 кг/м3, рм = 13600 кг/м3. Определить скорость и, если показание дифманометра dН = 100 мм.
Скачать решение задачи 7.4 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 7.5 Водоструйный насос А служит для заполнения водой центробежного насоса B перед пуском последнего. Внутренний диаметр выходного патрубка насоса, выпускающего воду, равен D, внутренний диаметр суженной части подающей трубы равен d. При пропуске расхода Q в камере водоструйного насоса создается разряжение hвак. Известно, что D =10 см, d = 3 см. Определить, при пропуске какого расхода Q разряжение hвак = 3,5 м вод. ст. Потерями напора пренебречь.
Скачать решение задачи 7.5 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 7.6 Для создания разряжения воздуха рвак в сосуде А используется водоструйный насос, к которому вода (р = 1000 кг/м3) в количестве Q подается по трубе внутренним диаметром D, которая сужается в насосе до диаметра d. Манометрическое давление перед насосом р1е Потерями напора пренебречь. Известно, что D =10 см, d = 3 см, Q = 8 л/с. Определить величину разряжения рвак, если давление перед насосом P1 = 0,05 МПа.
Скачать решение задачи 7.6 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 7.7 Струйный аппарат представляет собой трубу внутренним диаметром D, сужающуюся до диаметра d (диаметр горловины). В трубе движется жидкость или газ плотностью рр в направлении А расходом Qр. Сужение сечения потока приводит к увеличению его скорости (V2 > V1) и, следовательно, к уменьшению давления (р2 < р}). При определенных соотношениях величин р1, D, d и Q в горловине аппарата может возникнуть разряжение рвак, что вызовет подсос жидкости или газа плотностью рп, расходом Qп по другой трубе диаметром d0 по направлению В. В этом случае в направлении С движется смесь жидкостей или газов с расходом Q+Qп. Потерями напора и сжимаемостью газа пренебречь. Известно, что D =100 мм, d = 50 мм, d0 = 20 мм, Р1=4 кПа, рр=1,2 кг/м3. Определить давление в горловине аппарата р2 при пропуске расхода Q=10 л/с.
Скачать решение задачи 7.7 (Решебник 6) (цена 60р)
Гидравлические сопротивления ограждающих стенок потокам жидкостей и газов
Задача 8.1 Эквивалентная шероховатость А трубы внутренним диаметром d определяется путем пропуска жидкости с известной вязкостью v при числах Рейнольдса, превышающих «квадратичное» (Rекв = 500 d/Aэ). В процессе опыта замеряется время с наполнения объема W и потери напора hi на прямолинейном участке трубы длиной l. Известно, что d = 100 мм, v = 0,012 Ст, l=10 м, W = 500 л, t = 49 с, hi = 29 см. Определить величину эквивалентной шероховатости Аэ.
Скачать решение задачи 8.1 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 8.2 Для водопроводной трубы внутренним диаметром d и шероховатостью Aэ построить по пяти точкам график зависимости коэффициента гидравлического трения л от числа Рейнольдса Rе. Известно, что d = 100 мм, Аэ = 0,2 мм, интервал возможного изменения расхода воды (V = 0,011 Ст) от Qmin = 0,5 л/с до ртах = 40 л/с.
Скачать решение задачи 8.2 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 8.3 Пользуясь справочными таблицами ([ 3 ], табл. 3.4-3.11), определить коэффициент гидравлического трения л для следующих напорных труб: а) неновой стальной водогазопроводной трубы диаметром dу= 100 мм при скорости V = 0,8 м/с; б) новой чугунной напорной трубы (класс ЛА) диаметром dУ= 150 мм при скорости V = 0,6 м/с; в) асбестоцементной трубы (класс ВТ-9, тип I) диаметром с!у = 200 мм при скорости V = 0,7 м/с.
Скачать решение задачи 8.3 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 8.4 Расход воды Q подается по трубе некруглого сечения, коэффициент гидравлического трения которой равен л. Известно, что Q = 10 л/с, сечение - кольцевое (между двумя соосными трубами) наружный диаметр внутренней трубы dн= 100 мм и внутренний Диаметр наружной Dвн = 150 м, л = 0,04. Определить потери напора по длине hi на прямолинейном участке трубы длиной l = 20 м.
Скачать решение задачи 8.4 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 8.5 Пользуясь справочными таблицами и эмпирическими формулами ([3], §3.4), определить сумму коэффициентов местных сопротивлений трубы диаметром dу=100 мм, соединяющей два резервуара и имеющей следующие сопротивления: 1. Вход в трубу при заделке обреза трубы заподлицо со стенкой резервуара. 2. Простая задвижка при степени открытия h/d = 0,8. 3. Поворот трубы радиусом Rп = 300 мм на угол а = 90° с помощью пяти звеньев. 4. Колено с острыми кромками на повороте трубы под углом а = 90°. 5. Выход из трубы.
Скачать решение задачи 8.5 (Решебник 6) (цена 60р)
Потоки жидкостей и газов в простых трубопроводах
Задача 9.1 В резервуар А поступает вода (V = 0,0 1 Ст), расход которой изменяется от 0 до Q. Уровень воды в резервуаре не должен быть ниже отметки z1 и выше отметки z2. Для выполнения этих условий резервуар А оборудован стальной электросварной умеренно корродированной переливной трубой Т диаметром dу, длиной l, имеющей один поворот на 90° радиусом К. Переливная труба перепускает излишки воды в резервуар Б, уровень в котором находится на отметке z3. Известно, что Q = 20 л/с, z1= 10 м, z2 = 11 м, z3 = 2 м, R = d, l = 12 м. Определить требуемый диаметр dу переливной трубы
Скачать решение задачи 9.1 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 9.2 Береговой колодец А водозабора соединяется с водоемом самотечной трубой внутренним диаметром d, длиной l, эквивалентной шероховатостью Аэ. Вход в самотечную трубу выполнен в виде раструба диаметром D=2*d, в конце трубы установлена задвижка Лудло концевая. При подаче насосом расхода Q устанавливается разница уровней воды Н в реке и береговом колодце. Известно, что l= 20 м, d = 300 мм, Аэ = 0,1 мм. Определить расход воды при разнице уровней Н = 2 м.
Скачать решение задачи 9.2 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 9.3 Береговой колодец А водозабора соединен с водоемом сифонной трубой внутренним диаметром d, длиной l, шероховатостью A9. Труба имеет на входе раструб D = 2*d, два колена а = 45° и поворот звеньями радиусом R=d на угол 90°. Высота сифона Ьс, расстояние от входа в раструб до сечения С-С lс. При подаче насосом Н расхода Q во время стояния уровня воды в водоеме на отметке zВ внутри берегового колодца устанавливается уровень воды на отметке zК. Известно, что zВ = 25 м, d = 200 мм, l = 50 м, lс = 40 м, Аэ = 0,1 мм, hс= 2,1 м. Определить величину вакуума в сечении С-С, если отметка уровня воды в колодце zК = 20 м.
Скачать решение задачи 9.3 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 9.4 Насос забирает воду (у = 0,01 Ст) в количестве Q из водоема, уровень воды в котором расположен на отметке zВ, отметка оси насоса zн. Всасывающая линия представляет собой трубу внутренним диаметром d, длиной l, шероховатостью Аэ. Она оборудована обратным клапаном и задвижкой типа «Москва». Поворот всасывающей линии на 90° выполнен секциями по дуге Rп = 2*d. Известно, что Q = 8 л/с, d = 100 мм, Аэ = 0,3 мм, zн= 18,7 м, l = 12 м. Определить, при какой отметке zв величина вакуума перед насосом Рвак/(p*g) = 5 м. вод. ст.
Скачать решение задачи 9.4 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 9.5 Пневмоустановка служит для подачи воды (р= 1000 кг/м3, V = 0,02 Ст) в открытый резервуар на высоту Н под действием манометрического давления р0 по трубе внутренним диаметром d, длиной l, шероховатостью Аэ. Труба имеет два поворота-отвода под углом 90° и оборудована прямоточным вентилем. Известно, что d = 80 мм, Аэ = 0,2 мм, l = 20 м, Н= 12 м. Определить величину необходимого давления р0, чтобы расход составлял Q = 5 л/с.
Скачать решение задачи 9.5 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 9.6 Безнапорный водоотводящий коллектор пересекает овраг с помощью дюкера. Дюкер представляет собой трубу , внутренним диаметром d, длиной l, шероховатостью Аэ. Он имеет два колена под углом 20°. Сточная жидкость вязкостью v протекает по дюкеру за счет разницы отметок ее уровней z1 и z2. Известно, что d= 300 мм, Аэ=1,5 мм, l = 50 м, z1 =15 м, z2=15 м, V = 0,012 Ст. Определить пропускную способность дюкера Q.
Скачать решение задачи 9.6 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 9.7 Вода (V = 0,01 Ст) от промывки фильтров в количестве Q сливается в сборный резервуар по трубе Диаметром d, шероховатостью Аэ. Сливная труба оборудована задвижкой Луцло и имеет поворот звеньями на угол 90° радиусом Rn = 2*d. Входной торец трубы выполнен заподлицо со стенкой фильтра. Отметка уровня воды при промывке фильтра z1 в сборном резервуаре z2. Известно, что Q = 20 л/с, l =20м, z1 = 5 м, z2 = 4 м. Определить требуемую величину диаметра dУ Цельносварной стальной трубы, бывшей в эксплуатации.
Скачать решение задачи 9.7 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 9.8 Всасывающая линия вентилятора выполнена в виде короба прямоугольного сечения (а*b) длиной l из материала с абсолютной шероховатостью Аэ. Линия имеет плавный вход (Cвх = 0,04) и поворот (Cпов = 0,8). При подаче вентилятора перед ним возникает разряжение рвак. Плотность воздуха р = 1,25 кг/м3, коэффициент вязкости 15*10^-6 м/с. Сжимаемостью воздуха пренебречь. Известно, что а = 300 мм, b = 400 мм, l = 6 м, Аэ = 0,05 мм. Определить разряжение перед вентилятором рвак при его подаче Q = 0,6 м3/с.
Скачать решение задачи 9.8 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 9.9 Удаление загрязненного воздуха плотностью в с коэффициентом вязкости V осуществляется по трубе высотой Н, внутренним диаметром d и шероховатостью Аэ. Массовый расход удаляемого загрязненного воздуха М, манометрическое давление в зоне загрязненного воздуха рзв, плотность наружного воздуха рнв. Для повышения интенсивности отсоса воздуха верхний обрез трубы оборудован дефлектором, имеющим коэффициент сопротивления C= 1,3 и создающим под действием ветра разряжение на выходе из трубы рвак. Сжимаемостью воздуха пренебречь. Известно, что d = 400 мм, Н = 5 м, Aэ = 0,1 мм, Cвх = 0,5, Cдеф = 1,3, V = 0,15 *10^-4 м2/с, рнв = 1,25 кг/м3, рзв = 0,95 кг/м3, Рзв = 10 Па. Определить, какое разряжение рвак должен обеспечить дефлектор, чтобы массовый расход М = 3000 кг/ч.
Скачать решение задачи 9.9 (Решебник 6) (цена 60р)
Потоки жидкостей и газов в простых длинных трубопроводах
Задача 10.1 Пользуясь понятиями «модуль расхода» («расходная характеристика») K и «удельное сопротивление» А, определить потери напора h в трубе диаметром dу на длине l при пропуске расхода воды Q. Известно, что/груба стальная водогазопроводная, новая, dу = 100 мм, l = 350 м, Q = 6 л/с.
Скачать решение задачи 10.1 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 10.2 На отметке z1 к магистральному трубопроводу через задвижку подсоединен пожарный (выкидной) рукав (обычный прорезиненный) диаметром dу, длиной А Под действием давления рм в начале рукава у пожарного брандспойта Б, расположенного на отметке z2, создается давление рб, в результате чего из брандспойта вылетает противопожарная струя воды с расходом Q (плотность воды р = 1000 кг/м3). Известно, что z1= 25 м, z2 = 37 м, dу = 50 мм, l = 120 м, Q = 5 л/с. Определить давление рм, если требуемое значение рб = 0,25 МПа.
Скачать решение задачи 10.2 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 10.3 К водонапорной башне, расчетный уровень воды в которой находится на отметке z6 подсоединена труба диаметром dу, длинной l из материала М. По этой трубе вода подается на отметку zП Для наполнения объема W не дольше, чем за интервал времени t. Расчет вести с использованием понятия «модуль расхода К». Известно, что z6 = 24 м, zП = 15 м, W = 12 м3, t = 25 мин, l = 860 м. По, добрать необходимый диаметр dу стальной электросварной неновой трубы.
Скачать решение задачи 10.3 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 10.4 Трубопровод диаметром dу имеет дырчатый участок длиной l. К началу участка на отметку zН подается расход воды (р = 1000 кг/м3) Q под давлением Pk. В конце участка на отметке zК давление потока рк, Qп (путевой расход) выйдет из трубы, а оставшаяся часть Qтр (транзитный расход) перейдет на другой участок. Расчет выполнять для квадратичной зоны сопротивления. Известно, что труба стальная электросварная, dу = 200 мм, l= 1200 м, zн= 8,4 м, Pн = 0,25 МПа, Q = 40 л/с, zК = 6,5 м, рк = 0,16 МПа Определить путевой Qп и транзитный Qтр расходы.
Скачать решение задачи 10.4 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 10.5 Насос Н по трубе диаметром dу длиной l подает воду (р = 1000 кг/м3) в резервуар А. Отметка оси насоса zн, а отметка уровня воды в резервуаре zр. Манометр, установленный на напорном патрубке насоса, показывает при подаче расхода Q давление рн. Известно, что zн = 116,0 м, zp = 125,0 м, l = 910 м. Труба новая чугунная напорная класса ЛА диаметром dу = 125 мм. Определить расход Q, при подаче которого давление рн = 0,12 МПа.
Скачать решение задачи 10.5 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 10.6 В трубопроводе внутренним диаметром d, длиной l и шероховатостью Аэ компрессором нагнетается массовый расход М сжатого воздуха (R = 287 Дж/(кг-К), V = 15-10 м /с) под манометрическим давлением рм1. Движение воздуха происходит при постоянной температуре I и барометрическом давлении ратм. По мере удаления от компрессора давление в трубопроводе уменьшается (P1 > Р2), а линейная скорость увеличивается (V1 < V2). Известно, что d = 80 мм, l = 250 м, Аэ = 0,05 мм, Рм1 = 950 кПа, t = 25 °С, Ратм = 102 кПа. Определить давление р2 и линейную скорость У2 при массовом расходе М = 2 кг/с.
Скачать решение задачи 10.6 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 10.7 В трубопроводе внутренним диаметром d и шероховатостью Аэ движется газ метан (R = 520 Дж/(кг-К), v= 0,165*10^-4 м2/с) при температуре t. При пропуске массового расхода метана М манометры, установленные друг от друга на расстоянии l, показывают давление соответственно рМ1 и рм2. Известно, что d = 40 мм, Аэ = 0,02 мм, t = 20 °С, l = 50 м, рм1 = 120 кПа. Определить массовый расход М, если рм2 = 115 кПа, а ратм = 98 кПа.
Скачать решение задачи 10.7 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 10.8 По газопроводу внутренним диаметром d, длиной l, шерховатостью A подается массовый расход природного газа М (R = 520 Дж/(кг-К), v= 14*10-6 м2/с) от газопромысла до газораспределительной станции При температуре t и атмосферном давлении ратм манометры показываю давление в газопроводе: у газопромысла – рм1 у ГРС - рм2. Известно, что d = 500 мм, l = 3,6 км, Aэ = 0,1 мм, t = 15 °С, ратм = 98 М = 40 кг/с. Определить давление рм2 у ГРС, если рМ1 = 2,8 МПа.
Скачать решение задачи 10.8 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 10.9 От коллектора газораспределительного пункта (ГРП) природный газ (R = 540 Дж/(кг-К), V = 12*10-6 м2/с) подается потребителю по газопроводу внутренним диаметром d, длиной l, шероховатостью Аэ в количестве М с избыточным давлением рм2. При этом редукционный клапан, установленный на ГРП, отрегулирован на давление рМ1. Атмосферное давление рагм, температура газа t. Известно, что d = 100 мм, l = 106 м, Аэ = 0,16 мм, t = 25 °С, ратм = 98 кПа, рМ2 = 2 кПа. Определить давление рм1 необходимое для подачи массового газа М = 0,05 кг/с.
Скачать решение задачи 10.9 (Решебник 6) (цена 60р)