7 Режимы движения жидкости. Уравнение Бернулли.
7.1 Для размыва грунта в котловане применяется гидромонитор (рис.1). Диаметр выходного отверстия сопла d=0,06 м, диаметр трубопровода D=0,3 м, давление в трубопроводе рм=794,6 кПа. Определить скорость истечения воды и расход. Гидравлическими потерями пренебречь.
Ответ: V2=0,48 м/с, Q=1,4·10-3 м³/с.
7.2 Определить предельную высоту установки насоса (рис.1) над поверхностью воды в колодце hв. Насос перекачивает воду с температурой t=20ºC в количестве Q=0,05 м³/с. Длина всасывающего трубопровода lв=45 м, его диаметр d=0,2 м. Предельное давление перед входом в насос р2=2,354 кПа. Коэффициенты местных сопротивлений равны 4,0.
Ответ: hc=8,543 м.
7.3 Определить гидравлический радиус потока жидкости в канале прямоугольного сечения, если ширина потока b=80 см, уровень жидкости h=830 мм.
Ответ: R=0,129 м.
7.4 (Вариант 69) Определить диаметр d трубопровода, по которому подается жидкость Ж с расходом Q из условия получения в нем максимально возможной скорости при сохранении ламинарного режима, если известны кинематическая вязкость и массовый расход жидкости.
Таблица 3 — Исходные данные
| Q, м3/c | v·106 |
| 0,094 | 0,5 |
Ответ : d=0,140 м.
Еще задачи из этой методички: 1, 2, 3, 5.
7.5 Определить диаметр трубопровода, по которому подаётся жидкость Ж с расходом Q, из условия получения в нём максимально возможной скорости при сохранения ламинарного режима. Температура жидкости t=20ºC.
| Q, л/с | Жидкость |
| 3,5 | Бензин |
Ответ : d=2,7 м.
7.6 (Вариант 69) Определить направление движения реальной жидкости и вид местного сопротивления в наклонном трубопроводе при следующих исходных данных для сечений 1-1 и 2-2: геометрические высоты сечений z1, z2; манометрические давления p1, p2; диаметры трубопровода d1=200 мм, d2=120 мм; расход жидкости Q, кинематический коэффициент вязкости жидкости v=10·10-6 м²/c, которому соответствует жидкость с плотностью ρ=850 кг/м³.
Таблица 1 — Исходные данные
| z1, м | z2, м | р1, МПа | р2, МПа | Q, м3/c |
| 1,8 | 5,8 | 0,08 | 0,04 | 0,0035 |
Ответ: жидкость движется от сечения 1-1 к сечению 2-2, а местное сопротивление называется внезапным сужением потока.
Еще задачи из этой методички: 1, 2, 3, 4.
7.7 По трубопроводу диаметром d и длиной l движется жидкость Ж (рис.10). Чему равен напор Н, при котором происходит смена ламинарного режима турбулентным? Местные потери напора не учитывать. Температура жидкости t=20 ºC.
Указание. Воспользоваться формулой для потерь на трение при ламинарном режиме (формула Пуазейля).
Таблица 2 — Исходные данные
| Вариант | Ж | d, мм | l, м |
| 1 | Керосин | 20 | 500 |
Ответ: H=2,956 м.
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
Все задачи из: Гилинский И.А. Гидравлика
7.8 Истечение воды из бака A происходит по системе труб переменного сечения (рис.15). Пренебрегая сопротивлениями, определить скорость истечения, расход воды и построить пьезометрическую линию, если напор Н=5 м, а диаметры труб d1=100 мм, d2=150 мм, d3=125 мм, d4=75 мм. Напор сохраняется постоянным.
Рис.15
Ответ: Q=0,04372 м³/c, V1=5,6 м/c, V2=2,5 м/c, V3=3,6 м/c, V4=9,9 м/c.
7.9 Из верхнего резервуара в нижний поступает вода при температуре t=40 ºC по новому стальному сифонному трубопроводу (рис.20) диаметром d=0,025 м, длиной l=14 м и расходом Q=5·10-4 м³/c. Расстояние от начала трубопровода до наивысшей точки сифона равно 4 м. Определить разность уровней Н в резервуарах и вакуум в наивысшей точке сифона при превышении ее отметки над уровнем воды в верхнем резервуаре h=2,5 м. Радиус закругления поворота Rп=d.
Рис.20
Ответ: Н=1,752 м, рвак=29836 Па.
7.10 Из напорного бака вода течет по трубе диаметром d1=20 мм и затем вытекает в атмосферу через насадок (брандспойт) с диаметром выходного отверстия d2=10 мм. Избыточное давление воздуха в баке р0=0,18 МПа; высота Н=1,6 м. Пренебрегая потерями энергии, определить скорости течения воды в трубе υ1 и на выходе из насадка υ2.
Ответ: υ1=4,96 м/c, υ2=19,8 м/c.
