Сборник задач (Сабашвили) раздел 5

МЕСТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ

(данные для решения задач 41—50 приведены в табл. 6; сравнить расход воды через насадок с расходом через отверстия в тонкой стенке того же диаметра. Коэффициент расхода для отверстия μ = 0,62; расчет коротких трубопроводов произвести без учета работы насадка и наоборот).

Задача 41. (Рис. 5.1). Из открытого резервуара при постоянном напоре Н1 вода температурой t = 50°С вытекает с одной стороны в атмосферу по короткому трубопроводу диаметром d1 и длиной l1 с шероховатостью стенок Δ = 1 мм, задвижкой, коэффициент сопротивления которой ζ3 и на конце диффузором ζ диф = 0,9, площадь живого сечения которого за расширением S2 = 2S1, с другой стороны вода подается в другой резервуар через затопленный внешний цилиндрический насадок (насадок Вентури). Разность уровней между ними H. Насадок имеет диаметр dн длину lн = 5d1, и коэффициент расхода насадки μн. Определить:
Скорость истечения v2, расход воды Q2 и коэффициент гидравлического трения λ по короткому трубопроводу.
Расход через насадок QH.

Задача 42. (Рис. 5.2). К открытому резервуару с правой стороны подсоединен короткий стальной трубопровод, состоящий из двух участков длиной l1 и l2, диаметрами d1 и d2 и снабженный краном, коэффициент сопротивления которого ζкр. Истечение воды температурой t =10°C происходит по короткому трубопроводу в атмосферу под постоянным напором Н1. С левой стороны присоединен внутренний цилиндрический насадок (насадок Борда) диаметром dн и длиной lн = 5dн с коэффициентом расхода насадка μн истечение происходит при разности уровней в резервуарах Н.
Определить:
скорость v и расход Q вытекаемой воды из короткого трубопровода, расход через насадок Qн.

Задача 43. (Рис. 5.3). К закрытому резервуару, на свободной поверхности которого действует манометрическое давление рм, с правой стороны подсоединен чугунный трубопровод переменного сечения с диаметрами d1 и d2. На первом участке длиной l1 установлен вентиль, коэффициент сопротивления которого ζв. Второй участок длиной l2 заканчивается соплом диаметром dс = d1 с коэффициентом сопротивления ζс = 0,06 (коэффициент сжатия струи на выходе из сопла ε = 1). С левой стороны находится затопленный конически сходящийся насадок с диаметром выходного сечения dH, истечение из которого происходит при постоянной разности уровней Н и коэффициентом расхода μн, и длиной lн = 5dн. Трубопровод и насадок подсоединены на глубине Н1 температура воды t = + 10°С.
Определить:
Скорость истечения vc и расход Qc, вытекающей из сопла воды.
Расход воды через затопленный насадок QH.

Задача 44. (Рис. 5.4). Истечение происходит из открытого резервуара в атмосферу при постоянном напоре воды H1 по короткому трубопроводу переменного поперечного сечения с
диаметрами d1 и d2 и длинами l1 и 12, для которых коэффициенты гидравлического трения соответственно равны λ1 и λ2. На втором участке трубопровода имеются два колена с плавным поворотом и понижением трубопровода на H2 = 1,5 м и задвижка, коэффициент сопротивления каждого поворота ζк, коэффициент сопротивления задвижки ζ3. Истечение из конически расходящегося насадка с диаметром выходного сечения dн и длиной lН = 5 dH происходит под уровень при постоянной разности уровней Н. Коэффициент скорости и коэффициент расхода насадка равны φн= μН.
Определить:
Скорость истечения vтр и расход Qтр через короткий трубопровод.
Скорость истечения vн и расход QH через затопленный конически расходящийся насадок.

Задача 45. (Рис. 5.5). Из открытого резервуара по короткому стальному трубопроводу постоянного поперечного сечения d1 и длиной l1 с краном, коэффициент сопротивления которого ζкр, заканчивающимся соплом диаметром dc = 0,5 d1 вытекает вода в атмосферу при t = 30°C. Истечение происходит под напором Н1. С другой стороны к резервуару подсоединен коноидальный насадок диаметром выходного сопла dн и длиной lн = 5dн, истечение из которого происходит при разности уровней в резервуарах Н с коэффициентом расхода насадка μн.
Определить:
Скорость истечения из сопла vc и расход воды по короткому трубопроводу Qc.
Расход воды через затопленный коноидальный насадок Qн.

Задача 46. (Рис. 5.6). Вода при температуре t =15°С из резервуара А подается в резервуар В по трубопроводу, состоящему из двух участков длиной l1 и l2 диаметром d1 и d2. Коэффициент гидравлического трения λ. Коэффициент потерь при входе в трубу ζвх. С другой стороны на том же уровне к резервуару А подсоединен внешний цилиндрический насадок (насадок Вентури) диаметром dH и длиной lH = 5 dн. Коэффициент скорости насадка φн.
Определить:
Напор Н1 который нужно поддерживать в баке А, чтобы наполнить бак В, объемом WB = 18 м3 за 30 мин.
Скорость истечения воды через насадок в предположении, что в резервуаре А находится вода под напором Н1 определенным из предыдущего условия.

Задача 47. (Рис. 5.7). Вода при температуре t = 20°C из резервуара А подается в резервуар В со скоростью v = 0,5 м/с по стальному трубопроводу диаметром d1 и длиной l1. Уровень воды в баке А поддерживается постоянным Н1. Коэффициенты сопротивления: входа в трубу ζвх; крана ζкр; колена без закругления ζкол 1 колена с закруглением ζкол 2. На глубине Н1 к резервуару подсоединен внутренний цилиндрический насадок (насадок Борда) диаметром dн и длиной lн = 5dн при коэффициенте скорости для насадка φн.
Определить:
Время заполнения водой резервуара В объемом WB = 1,15 м3 и потери напора в трубопроводе.
Скорость истечения воды из насадка vн.

Задача 48. (Рис. 5.8). Из резервуара А, заполненного водой на высоту Н, и находящегося под манометрическим давлением ρм, вода подается в резервуар В на высоту Н2 = Н1+ Н по стальному трубопроводу длиной l1 и диаметром d1, с коленом и задвижкой, коэффициент сопротивления задвижки ζ 3; каждого колена с закруглением ζкол при коэффициенте гидравлического трения λ1. К. резервуару А на глубине Н1 подсоединен конически сходящийся насадок с диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн, истечение из которого происходит в атмосферу с коэффициентами расхода μн и скорости φн. Кинематическая вязкость воды v =l,24 х 10-6 м2/с Скоростным напором и изменением уровня в баке А пренебречь.
Определить:
Режим течения, расход Qтp и скорость vтр протекающей по трубопроводу воды.
Скорость Vн и расход Qн проходящий через конически сходящийся насадок.

Задача 49. (Рис. 5.9). Из резервуара А, на свободной поверхности которого избыточное давление ρм, вода температурой t=15°С поступает в резервуар В по трубопроводу переменного сечения, состоящему из двух участков длиной l1 и l2 и диаметрами d1 и d2, с задвижкой и коленом, коэффициенты сопротивлений: колена ζ1к, полностью открытой задвижки ζз и потерь на вход в трубу ζ вх и соответственно коэффициенты гидравлического трения на первом участке λ1, на втором — λ2.Разность уровней в резервуарах Н2= Н1+ Н..
На глубине Н1 к резервуару А подсоединен конически расходящийся насадок с диаметром выходного сечения dH и длиной lн = 5dн, истечение из которого происходит в атмосферу с коэффициентами расхода и скорости μ н = φн. Скоростным напором и изменением уровня в резервуаре А пренебречь.
Определить:
Режим течения, скорость v тр и расход воды Qтр, поступающей в резервуар В по трубопроводу.
Скорость vн и расход воды Qн через конически расходящийся насадок.

Задача 50. (Рис. 5.10). Вода при температуре t = 20°C подается из резервуара А в резервуар В по короткому трубопроводу, состоящему из двух участков длиной l1 и l2 и диаметрами d1 и d2 с коэффициентом гидравлического трения λ, снабженному краном с коэффициентом сопротивления ζкр. Разность уровней в резервуарах равна Н. На глубине Н1 к резервуару А подсоединен коноидальный насадок с диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн коэффициент расхода насадка μн.
Определить:
Расход Qтр, поступающий в резервуар В по короткому трубопроводу.
Расход воды через коноидальный насадок Qтр.
 

Автор страницы: admin