10 Расчет простых трубопроводов

10.1 Поршень диаметром D движется равномерно вверх в цилиндре, засасывая воду из открытого резервуара с постоянным уровнем (рис. 3.68). Когда поршень находится выше уровня воды в резервуаре на h, потребная для его перемещения сила равна F. Определить скорость подъема поршня, если длина и диаметр трубы l, d. Исходные данные приведены в таблице 3.108.

Таблица 3.108

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5.

ВУЗ: СГАСУ

10.2 Поршень диаметром D движется равномерно вниз в цилиндре, подавая жидкость Ж в открытый резервуар с постоянным уровнем (рис.9). Диаметр трубопровода d, его длина l. Когда поршень находится ниже уровня жидкости в резервуаре на Н=0,5 м, потребная для его перемещения сила равна F. Определить скорость поршня и расход жидкости в трубопроводе. Построить напорную и пьезометрическую линии для трубопровода. Коэффициент гидравлического трения трубы принять λ=0,03. Коэффициент сопротивления входа в трубу ξ_вх=0,5. Коэффициент сопротивления выхода в резервуар ξ_вых=1,0.

Таблица 2 – Числовые значения величин

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методичка: Гилинский И.А. Гидравлика Москва 1990.pdf

10.3 Вода перекачивается насосом I из открытого бака в расположенный ниже резервуар В, где поддерживается постоянное давление р по трубопроводу общей длиной l и диаметром d. Разность уровней воды в баках h (рис.17). Определить напор, создаваемый насосом для подачи в бак B расхода воды Q. Принять суммарный коэффициент местных сопротивлений ξ=6,5. Эквивалентная шероховатость стенок трубопровода к_э=0,15 мм.

Таблица 2 — Числовые значения величин

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методичка: Гилинский И.А. Гидравлика Москва 1990.pdf

10.4 Чему должно быть равно манометрическое давление р_м на поверхности жидкости в закрытом резервуаре А (рисунок 23) для того, чтобы обеспечить подачу жидкости Ж в количестве Q при температуре 20 ºC в открытый резервуар Б? Разность уровней в резервуарах Н. Трубопровод из материала М имеет длину 2l и диаметр d. Посредине трубопровода установлен обратный клапан K, коэффициент местного сопротивления которого ζ_кл. Построить пьезометрическую и напорную линии. Данные в соответствии с вариантом задания выбрать из таблицы 10.

Таблица 10 – Исходные данные

Конец таблицы 10

Варианты задачи: б, в, г, д, е, ж, и, к.

Методические указания.pdf

ВУЗ: УГНТУ

10.5 По сифонному трубопроводу длиной l жидкость Ж при температуре 20ºC сбрасывается из отстойника A в отводящий канал Б. Какой должен быть диаметр d трубопровода (его эквивалентная шероховатость Δ_э), чтобы обеспечить сбрасывание жидкости в количестве Q при напоре H?

Трубопровод снабжен приемным клапаном с сеткой (ξ_к), а плавные повороты имеют углы 45º и радиус округления R=2r. Построить пьезометрическую и напорную линии.

Таблица 4 — Исходные данные

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

10.6 Резервуары A и B  (рис.23) соединены горизонтальной новой чугунной трубой переменного сечения с длинами участков l₁=10 м, l₂=6 м и диаметрами d₁=0,05 м и d₂₌0,075 м. По трубе движется вода при температуре t=15 ºC и напоре Н=8 м. Определить расход в трубопроводе и построить напорную и пьезометрическую линии, если в резервуаре А манометрическое давление на свободной поверхности воды р_м=0,02 МПа, высота h=1 м.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

10.7 Труба, соединяющая два бака, заполнена жидкостью с вязкостью v=0,01 Ст и плотностью ρ=1000 кг/м³. Определить, при какой высоте Н жидкость будет двигаться из верхнего бака в нижний с расходом Q=0,05 л/c, а при какой высоте H будет двигаться в обратном направлении с тем же расходом, если длина трубы l=2,5 м; ее диаметр d=8 мм; коэффициент сопротивления каждого колена ζ=0,5; избыточное давление в нижнем баке р₀=7 кПа; вакуум в верхнем баке р_вак=3 кПа. Трубу считать гидравлически гладкой.

Ответ: Н₁=1,67 м, Н₂=0,37 м.

Учебник: Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводу. Под ред. Б.Б. Некрасова.pdf

10.8 Дорожная насыпь, имеющая высоту Н_нас, ширину земляного полотна В = 12 м и крутизну заложения откосов m = 1,5, пересекает водоток с переменным расходом, для пропуска которого в теле насыпи укладывают с уклоном i_т круглую железобетонную трубу, имеющую обтекаемый оголовок.

Требуется:

1. Подобрать диаметр трубы для пропуска максимального расчетного расхода Q_max в напорном режиме при допустимой скорости движения воды в трубе v_доп = 4 м/с и минимально допустимом расстоянии от бровки насыпи до подпорного уровня а = 0,5 м.
2. Определить фактическую скорость движения воды в трубе v_ф при пропуске максимального расхода и глубину потока Н перед трубой, соответствующую этому расходу.
3. Рассчитать предельные расходы и соответствующие им глубины перед трубой, при которых труба будет работать в безнапорном и полунапорном режимах.

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf

10.9 Какое давление должен создавать насос при подаче масла Q=0,4 л/c и при давлении воздуха в пневмогидравлическом аккумуляторе р₂=2 МПа, если коэффициент сопротивления квадратичного дросселя ζ=100; длина трубопровода от насоса до аккумулятора l=4 м; диаметр d=10 мм? Свойства масла ρ=900 кг/м³; ν=0,5 Ст. Коэффициент ζ отнесен к трубе d=10 мм.

Ответ: р₁=3,47 МПа.

Учебник: Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводу. Под ред. Б.Б. Некрасова.pdf

10.10 Вода перетекает из бака А в резервуар Б по трубе диаметром d=25 мм, длиной l=10 м. Определить расход воды Q, если избыточное давление в баке р₁=200 кПа; высоты уровней Н₁=1 м; Н₂=5 м. Режим течения считать турбулентным. Коэффициенты сопротивления принять: на входе в трубу ζ₁=0,5; в вентиле ζ₂=4; в коленах ζ_з=0,2; на трение λ_т=0,025.

Ответ: Q=2,17 л/c.

Учебник: Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводу. Под ред. Б.Б. Некрасова.pdf