Контрольная работа по "Механике жидкости и газа"

Федеральное агентство по образованию  РФ

Пензенский Государственный Университет Архитектуры и строительства

Кафедра Гидротехническое строительство

Контрольная работа

По дисциплине: «Механика жидкости и газа»

Выполнил: ст. гр. 31ВВ3 

Проверил: к.т.н. Каледа И.А.

Пенза 2005

Содержание

Практическая часть        4

Теоретическая часть        12

Литература        15

Практическая часть

Задача 1. При внезапной остановке насоса за счет сжатия жидкости в объеме напорного трубопровода [pic 1] диаметром [pic 2] и длиной [pic 3] поступило [pic 4] жидкости.

Определить величину давления в трубопроводе в момент остановки насоса, если до его остановки давление в трубопроводе составляло 0,6 МПа. Коэффициент объемного сжатия жидкости [pic 5]. Деформацией стенки трубопровода пренебречь. Уровень воды в баке не учитывать.

Решение

[pic 6]

Коэффициент объемного сжатия [pic 7] – относительно изменения объема жидкости на единицу изменения давления:

[pic 8],

где [pic 9] – изменение объема [pic 10], соответствующее изменению давления на величину [pic 11].

[pic 12],

[pic 13],

[pic 14]

Задача 6. Определить при какой разности уровней [pic 15] клапан начнет пропускать воду из внутренней трубы в резервуар через полый шаровой клапан диаметром [pic 16] и массой [pic 17], который закрывает выходное отверстие внутренней трубы диаметром [pic 18].

[pic 19]

Решение

Определяю подъемную силу Архимеда, действующую на клапан

[pic 20].

        Составляю уравнение равновесия

[pic 21],

[pic 22],

[pic 23]

Задача 12. Определить расход воды в трубопроводе при полном открытии вентиля и построить пьезометрическую и напорную линию, если напор в резервуаре [pic 24], диаметр трубопровода [pic 25], длина [pic 26], длина [pic 27].

Решение

Составляю уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 4-4 относительно плоскости сравнения 0-0.

[pic 28],

[pic 29], [pic 30], [pic 31], [pic 32]

[pic 33],

Потери напора по длине определяю по формуле Дарси-Вейсбаха:

[pic 34],

где коэффициент гидравлического трения [pic 35] определяю по формуле Шифринсона, предполагая, что режим движения турбулентный и область гидравлического сопротивления – квадратичная:

[pic 36].

Местные потери напора определяю по формуле Борда-Карно

[pic 37].

[pic 38],

[pic 39].

[pic 40]

Определяю зону вязкостного трения

[pic 41].

Из уравнения неразрывности определяю расход

[pic 42].

Определяю скоростной напор

[pic 43].

Определяю потери по длине

[pic 44],

[pic 45]

        Определяю местные потери

    [pic 46],

[pic 47],

          [pic 48].

[pic 49]

Задача 19. Определить повышение давления [pic 50] в напорной магистрали насосной станции при мгновенной остановке насоса и напряжение на стенке трубопровода, если начальное давление в напорном трубопроводе [pic 51], расход воды [pic 52], диаметр трубопровода [pic 53], толщина стенки трубы [pic 54], температура воды [pic 55], трубопровод стальной, модуль упругости стенки [pic 56].