Контрольная работа по "Гидравлике"

Дано

l=200 м

d=300 мм = 0,3 м

t=200С

Δр=2МПа=2∙106 Па

Ра=101325 Па

Найти

 - ?[pic 1]

Решение

Вместимость водопровода определим по формуле

[pic 2]

где l – длина трубопровода, м;

 d –диаметр трубопровода, м.

[pic 3]

Объем воды, который необходимо подать в водопровод для повышения воды определим из формулы коэффициента объемного сжатия

[pic 4]

где  - изменение объема, м3; [pic 5]

∆Р – изменение давления,  Па;

 - первоначальный объем, м3.[pic 6]

[pic 7]

При нормальных условиях  значение коэффициента  (приложение 1 [1])[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

Ответ: [pic 11]

Дано

d=1,2 м

α = 35°

а = 1,5 м

Найти

h - ?

F - ?

Решение

[pic 12]

Определим силу давления жидкости, действующую на крышку

[pic 13]

 - давление в центре тяжести крышки, Па;[pic 14]

 - площадь крышки, м2.[pic 15]

[pic 16]

где  =998 кг/м3– плотность воды при t=20 °С (приложение 2 [2]);[pic 17]

 – ускорение свободного падения;[pic 18]

 - расстояние от свободной поверхности жидкости до центра давления крышки,  м.[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

Точка приложения силы гидростатического давления точка D (центр давления) лежит ниже центра тяжести, и смещение (Δh) центра давления определяется по формуле

[pic 25]

 - момент инерции площади крышки относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести площади крышки;[pic 26]

Для круга

[pic 27]

[pic 28]

;[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

Таким образом, точка приложения силы расположена на расстоянии от точки О

L =[pic 32]

L [pic 33]

т.е. на глубине

[pic 34]

[pic 35]

Для построения гидростатической эпюры на крышку люка определим давления в двух точках.

В точке О у поверхности воды

[pic 36]

В точке С – центре тяжести крышки

[pic 37]

[pic 38]

[pic 39]

Ответ: , [pic 40][pic 41]

Дано

Q = 20 л/с=

= 0,02 м3

d1 = 200 мм=0,2 м

d2 =125мм=0,125м

d3=150мм=0,15 м

l1 = 400 м

l2 =300 м

l3 =200 м

найти:

Δhi -?

Решение

[pic 42]

Определяем скорости движения воды на каждом участке.

Расход жидкости

[pic 43]

где  - скорость жидкости, м/с;[pic 44]

  - площадь поперечного сечения трубопровода, м2.[pic 45]

[pic 46]

где  - диаметр трубопровода, м.[pic 47]

Из уравнения неразрывности

=[pic 48][pic 49]

Скорость течения жидкости

[pic 50]

[pic 51]

[pic 52]

[pic 53]

Вычисляем число Рейнольдса на каждом участке

,[pic 54]

где  - кинематическая вязкость воды при температуре t = 200С (приложение 2 [2])[pic 55]

Для первого участка  трубопровода

[pic 56]

Для второго участка трубопровода

[pic 57]

Для третьего участка трубопровода

[pic 58]

Режимы течения на каждом участке турбулентные.

Потери напора складываются из потерь по длине и местных потерь.

Коэффициент гидравлического  трения  определим по формуле А. Д. Альтшуля.[pic 59]

[pic 60]

 – эквивалентная шероховатость трубы,  для стальных, бывших в употреблении [1].[pic 61][pic 62]

[pic 63]

[pic 64]

[pic 65]

Определим потери по длине  по  формуле Дарси –Вейсбаха

[pic 66]

l и d – длина и диаметр трубопровода, м;

V – средняя скорость потока, м/с.

[pic 67]

[pic 68]

[pic 69]

Полные потери по длине всего трубопровода

=9,12 м[pic 70]

Потери напора в местных сопротивлениях вычисляют по формуле Вейсбаха

.[pic 71]

 – коэффициент местного сопротивления;[pic 72]

  - скорость за местным сопротивлением, м/с.[pic 73]

Коэффициент местного сопротивления при внезапном сужении трубопровода ξвс 

[pic 74]

[pic 75]

[pic 76]

Коэффициент местного сопротивления при внезапном расширении трубопровода ξвр 

[pic 77]

[pic 78]

[pic 79]

Вычислим величину местных потерь

[pic 80]

Величина потери напора на всем трубопроводе  

h= м[pic 81]

Ответ: потери по длине на участках: , , , потери местные , , общие потери h=9,19 м[pic 82][pic 83][pic 84][pic 85][pic 86]