10 Расчет простых трубопроводов
10.251 Для измерения расхода воды в трубопроводе диаметром d1 установлен расходомер Вентури с диаметром цилиндрической части d2 (рис. 4.13) К широкой и узкой части расходомера подсоединены пьезометры в виде U -образной трубки, расстояние между которыми равно z.
Пренебрегая потерями напора в расходомере, определить скорости в широкой и узкой части трубы Вентури, а также расход воды Q в трубопроводе, если разность показаний пьезометров h. При расчете давлением столба воздуха в пьезометре пренебречь. Коэффициент Кориолиса принять равным единице (α = 1).
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d1, мм | d2, мм | h, см |
| а | 100 | 50 | 40 |
Ответ: υ1 = 0,72 м/c, υ2 = 2,9 м/c, Q = 5,7 л/c.
ВУЗ: УГГУ
10.252 Для определения расхода воздуха в пневмотранспортной системе на входе в воздуховод установлен входной коллектор с плавным входом (рис. 4.14).
Определить расход воздуха Q в воздуховоде диаметром d, если показание чашечного микроманометра, заполненного спиртом, lсп, учесть синус угла наклона трубки микроманометра (sinα).
Коэффициент сопротивления на входе в коллектор — ζвх.
Принять плотности: воздуха ρвозд = 1,25 кг/м³; спирта ρсп = 890 кг/м³.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d, мм | lсп, мм | sinα | ζвх |
| а | 100 | 125 | 0,4 | 0,1 |
Ответ: Q = 0,2 м³/с.
ВУЗ: УГГУ
10.253 По новому стальному бесшовному трубопроводу, состоящему из двух последовательно соединенных труб, вода выливается в атмосферу из резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень H и манометрическое давление рм. Определить величину манометрического давления рм для обеспечения расхода Q при следующих данных: диаметры труб d1, d2; длины l1 и l2, температура воды t, угол открытия крана равен θ. Значение ζкр см. в Приложении 6. Исходные данные к задаче приведены в табл. 69.
Таблица 69
| Исходные
данные |
Единицы
измерения |
Значения для вариантов |
| 1 | ||
| Н | м | 5,4 |
| Q | л/с | 7 |
| l1 | м | 25 |
| l2 | м | 34 |
| d1 | мм | 75 |
| d2 | мм | 50 |
| t | ºС | 20 |
| θ | º | 20 |
ВУЗ: ПГАТУ
Все задачи из: Кошман В.С. Машкарева И.П. Гидравлика Пермская ГСХА 2012
10.254 Из нижнего закрытого резервуара с избыточным давлением на поверхности рман вода подается в верхний открытый бак по трубе диаметром d, длиной l (рис. 4.24). Расход воды равен Q.
Труба водопроводная несколько загрязненная. В системе установлен вентиль с коэффициентом сопротивления равным ζвент. Напор h1 = h2.
Определить показание манометра рман в ат, соответствующее избыточному давлению на поверхности воды в нижнем резервуаре.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d, мм | l, м | Q, л/с | ζвент |
| а | 50 | 4,0 | 3,2 | 7,0 |
Ответ: рман = 0,55 ат.
ВУЗ: УГГУ
10.255 Из открытого резервуара с глубиной наполнения h вода истекает в атмосферу по вертикальной трубе длиной l (рис. 4.25).
Определить диаметр трубы d для пропуска расхода Q. Уровень воды в резервуаре постоянный, скоростным напором на поверхности воды в резервуаре пренебречь.
Методические указания: задача решается методом подбора диаметров: принимаются диаметры по ГОСТу, например, d1 = 100 мм; d2 = 75 мм; d3 = 50 мм, рассчитывается действующий напор Н = h + l, сравнивается с заданным значением и выбирается наиболее приемлемый вариант.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | h, м | l, м | Q, л/с |
| а | 1,0 | 5,0 | 9,1 |
Ответ: d = 50 мм.
ВУЗ: УГГУ
10.256 Из напорного бака с избыточным давлением на поверхности рман вода подается в зумпф по нормальной водопроводной трубе диаметром d, длиной l (рис. 4.26). На расстоянии l1 показание манометра равно рман1. В системе установлен пробковый кран с углом закрытия α. Потерями напора при входе в трубу пренебречь. Уровень воды в зумпфе ниже оси трубы на величину h.
Определить напор воды в баке Н и расход Q.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | рман, ат | d, мм | l, м | l1, м | рман1, ат | h, м | α, град |
| а | 0,13 | 50 | 20,0 | 8,0 | 0,19 | 0,5 | 20 |
Ответ: Q = 4,2 л/c, Н = 2,1 м.
ВУЗ: УГГУ
10.257 Истечение воды в атмосферу происходит по горизонтальной трубе диаметром d, длиной l при постоянном напоре в резервуаре Н (рис. 4.27). На расстоянии l/3 от входа в трубу установлен пьезометр, показание которого h.
Определить расход воды Q, л/с и коэффициент гидравлического сопротивления λ. Потерями на входе в трубу пренебречь.
Построить пьезометрическую линию и линию полного напора, показать эпюру потерь напора.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d, мм | l, м | Н, м | h, м |
| а | 50 | 12,0 | 4,0 | 2,4 |
Ответ: Q = 5,5 л/с, λ = 0,0375.
ВУЗ: УГГУ
10.258 С помощью насоса вода подаётся на высоту Н с истечением в атмосферу по водопроводной трубе в нормальных условиях (рис. 4.29).
Диаметр трубы d, длина трубы l, пропускная способность системы Q. В системе установлена задвижка Лудло со степенью закрытия а/d. Трубопровод имеет два колена с углом поворота α = 90º и одно колено с углом поворота α1 = 60º, для которого коэффициент сопротивления ζкол = 0,7.
Определить показание манометра М (рман), установленного после насоса, а также показание мановакуумметра МВ (рм.в.), установленного в верхней точке трубопровода на высоте h от выхода воды из трубопровода.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d, мм | l, м | Н, м | h, м | Q, л/с | а/d |
| а | 200 | 50,0 | 10,0 | 4,0 | 40,0 | 5/8 |
Ответ: рман = 1,11 ат; рм.в = рвак = 0,34 ат.
ВУЗ: УГГУ
10.259 Для определения коэффициента кинематической вязкости масла “Турбинное 30” производится прокачка его через трубку диаметром d (рис. 4.30). На расстоянии l подключен U-образный ртутный манометр, показание которого hрт. Расход масла Q, плотность масла ρмасл = 900 кг/м³, плотность ртути ρрт = 13,6·10³ кг/м³.
Предположить режим движения масла ламинарным. По окончании расчета проверить режим движения.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d, мм | l, м | hрт, мм | Q, л/c |
| а | 12,5 | 1,5 | 50 | 0,10 |
Ответ: ν = 0,3·10-4 м²/с.
ВУЗ: УГГУ
10.260 Сифонный водосброс диаметром d и длиной l сбрасывает воду из водохранилища в водоем, уровень которого на Н ниже уровня воды в водохранилище (рис. 4.32).
Определить пропускную способность сифона Q, л/с, если труба водопроводная загрязненная имеет водозаборную сетку с обратным клапаном, два колена: одно с углом закругления α1 = 90º и отношением r/Rзакр.; второе без закругления с углом α2 = 60º; вентиль с коэффициентом сопротивления ζвент и выход из трубы в резервуар больших размеров. Рассчитать, показание вакуумметра В (рвак в ат) в конце горизонтального участка сифона, если длина трубы до этого сечения l1, высота сифона hсиф.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | d, мм | l, м | Н, м | ζвент | l1, м | hсиф, м | r/Rзакр. |
| а | 200 | 10,0 | 2,5 | 5,0 | 4,0 | 1,5 | 0,5 |
Ответ: Q = 51,8 л/с, рвак = 0,38 ат.
ВУЗ: УГГУ
