Контрольная работа по "Физике"

Оглавление

7.6        2

8.13        3

Литература        7

7.6. Газ движется в коробе прямоугольного сечения размером 320 мм × 640 мм, длина короба 40 м. В коробе установлена решётка с коэффициентом сопротивления ξ = 0,8. Скорость газа 20 м/с, кинематический коэффициент вязкости v = 16 cСт. Определите аэродинамическое сопротивление трубопровода.

Решение

        Рассчитываем живую площадь сечения короба:

[pic 1].

        Смоченный периметр:

[pic 2].

        Гидравлический радиус:

[pic 3].

        Эквивалентный диаметр:

[pic 4].

        Критерий Рейнольдса:

[pic 5].

        Re > 4000 — 10000 — режим турбулентный.

        Коэффициент гидравлического трения рассчитаем по формуле Блазиуса справедливой в области гидравлически гладких труб (так как шероховатость и материал стенок короба не задан):

[pic 6].

        Потери напора по длине:

[pic 7].

        Рассчитываем местные потери напора:

[pic 8].

        Суммарные потери:

[pic 9].

Ответ: h = 39,17 м.

8.13. Определить, каким должно быть давление р1 над свободной поверхностью топлива в левом баке (рис. 8.6), чтобы оно перетекало с расходом Q = 12 л/мин, если уровень топлива в левом баке Н1 = 6 м, уровень топлива в правом баке Н2 = 3 м, z1 = 5 м, z2 = 2 м, диаметр трубы d = 100 мм; длина трубопровода 10 м; коэффициент сопротивления вентиля ξвент =1,2; коэффициенты сопротивления входу и выходу из трубопровода ξвх = ξвых = 0,8; шероховатость трубы — 0,04 мм. Давление над свободной поверхностью топлива в правом баке р2 = 105 кПа. Плотность топлива 880 кг/м3, кинематический коэффициент вязкости топлива v = 18 сСт.

Определите также показания пьезометра, расположенного на расстоянии l = 6 м от левого бака.

[pic 10]

Рисунок 1

Решение

Пересчитываем расход в систему СИ:

[pic 11].

        Из уравнения неразрывности потока жидкости рассчитываем скорость движения топлива в трубе:

[pic 12].

        Рассчитываем критерий Рейнольдса и определяем режим движения жидкости:

[pic 13].

        Так как Re < 2320 режим движения топлива ламинарный.

        Тогда, коэффициент гидравлического трения определяем по формуле:

[pic 14].

        Потери по длине:

[pic 15],

[pic 16].

        Местные потери напора:

[pic 17],

[pic 18],

[pic 19],

[pic 20].

[pic 21]

Рисунок 2

        Запишем уравнение Бернулли для сечений 1 – 1 и  2-2 относительно плоскости сравнения 0 – 0:

[pic 22],

        где z1 = Z1 + H1 – геометрическая высота в сечении 1 – 1, т.е. расстояние от плоскости сравнения 0 – 0 до сечения 1 – 1;

               z2 = H2 – геометрическая высота в сечении 2 – 2, т.е. расстояние от плоскости сравнения 0 – 0 до сечения 2 – 2;

               p1 – давление в сечении 1 - 1, Па;