10 Расчет простых трубопроводов

10.311 По сифону диаметром d = 0,1 м, длина которого L = 20 м, вода с расходом Q = 0,01 м³/с переливается из резервуара А в резервуар В. Определить разность горизонтов воды в резервуарах и величину наибольшего вакуума в сифоне. Расстояние от уровня воды в резервуаре А до центра сечения x – x равно z = 3 м, а расстояние от начала сифона до сечения x – x равно l = 15 м. Коэффициент гидравлического трения по длине λ = 0,025.По сифону диаметром d = 0,1 м, длина которого L = 20 м, вода с расходом Q = 0,01 м³/с переливается из резервуара А в резервуар В. Определить разность горизонтов воды в резервуарах и величину наибольшего вакуума в сифоне. Расстояние от уровня воды в резервуаре А до центра сечения x – x равно z = 3 м, а расстояние от начала сифона до сечения x – x равно l = 15 м. Коэффициент гидравлического трения по длине λ = 0,025.

В корзину – 180 RUB

10.312 Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу (эквивалентная шероховатость Δэ = 1 мм), состоящему из труб различного диаметра D и различной длины l вытекает в атмосферу вода, расход которой Q и температура t ºС (рис. 3.3). Коэффициент кинетической энергии принять равным 1,1.

  1. Определить скорости движения воды и потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода.
  2. Установить величину напора Н в резервуаре.
  3. Построить напорную и пьезометрическую линии, с соблюдением масштаба.

Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу (эквивалентная шероховатость Δэ = 1 мм), состоящему из труб различного диаметра D и различной длины l вытекает в атмосферу вода, расход которой Q и температура t ºС (рис. 3.3). Коэффициент кинетической энергии принять равным 1,1. Определить скорости движения воды и потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода. Установить величину напора Н в резервуаре. Построить напорную и пьезометрическую линии, с соблюдением масштаба.

№ Q, л/c t, ºС l1, м l2, м l3, м D1, мм D2, мм D3, мм
1 1,5 12 5 9 5 50 40 32
В корзину – 350 RUB

ВУЗ: ДВГУПС

10.313 Назначить диаметр трубопровода D и определить необходимую высоту водонапорной башни Нб в точке A (рис. 3.5) для обеспечения расчетной подачи воды с расходом Q потребителю в точке B по трубопроводу длиной l, при разности отметок земли в точках A и B, равной z и минимальном свободном напоре в точке B равном Нсв. Определить величину свободного напора при увеличении расхода на 20 %.

Примечание. Трубы чугунные, потери напора в местных сопротивлениях принять равными 10 % от потерь напора по длине.

Назначить диаметр трубопровода D и определить необходимую высоту водонапорной башни Нб в точке A (рис. 3.5) для обеспечения расчетной подачи воды с расходом Q потребителю в точке B по трубопроводу длиной l, при разности отметок земли в точках A и B, равной z и минимальном свободном напоре в точке B равном Нсв. Определить величину свободного напора при увеличении расхода на 20 %. Примечание. Трубы чугунные, потери напора в местных сопротивлениях принять равными 10 % от потерь напора по длине.

№ Q, л/c l, м z, м Нсв, м
1 96 650 8 14
В корзину – 150 RUB

ВУЗ: ДВГУПС

10.314 Ось горизонтального участка трубы диаметром d1 расположена на высоте h1 = (0,25 + 0,05·4) = 0,45 м над уровнем воды в резервуаре II. Ось горизонтального участка трубы диаметром d2 лежит ниже уровня воды в резервуаре II на величину h2 = (0,5 + 0,05·9) = 0,95 м. Длины участков: l1 = (10 + 0,1·4) = 10,4 м; l2 = (20 + 0,1·9) = 20,9 м; l3 = (10 + 0,1·4) = 10,4 м. Напор в резервуаре I H = (1,0 + 0,1·9) = 1,9 м, коэффициенты поворотов ζ30 = 0,7, ζ120 = 1,44.

Определить расход воды в трубопроводе и построить напорную и пьезометрическую линии (рис. 6).Ось горизонтального участка трубы диаметром d1 расположена на высоте h1 = (0,25 + 0,05·4) = 0,45 м над уровнем воды в резервуаре II. Ось горизонтального участка трубы диаметром d2 лежит ниже уровня воды в резервуаре II на величину h2 = (0,5 + 0,05·9) = 0,95 м. Длины участков: l1 = (10 + 0,1·4) = 10,4 м; l2 = (20 + 0,1·9) = 20,9 м; l3 = (10 + 0,1·4) = 10,4 м. Напор в резервуаре I H = (1,0 + 0,1·9) = 1,9 м, коэффициенты поворотов ζ30 = 0,7, ζ120 = 1,44. Определить расход воды в трубопроводе и построить напорную и пьезометрическую линии (рис. 6).

Численные значения диаметров взять из табл. 1.

Таблица 1

Вариант d1, мм d2, мм
49 100 125
В корзину – 350 RUB

10.315 Из резервуара при постоянном манометрическом давлении рм = (20 + 0,2·4) = 20,8 кПа и постоянном уровне H = (1,0 + 0,1·9) м вода вытекает по вертикальной трубе переменного сечения, нижний конец которой погружен в открытый резервуар.

Определить расход Q в трубе и полное гидростатическое давление р2 в сечении 2 – 2, расположенном на высоте h = (0,5 + 0,02·4) = 0,58 м от свободной поверхности нижнего резервуара, если d1 = (50 + 5·9) = 95 мм, d2 = (75 + 2·4) = 83 мм (рис. 7).

Учитывать только местные сопротивления.Из резервуара при постоянном манометрическом давлении рм = (20 + 0,2·4) = 20,8 МПа кПа и постоянном уровне H = (1,0 + 0,1·9) м вода вытекает по вертикальной трубе переменного сечения, нижний конец которой погружен в открытый резервуар. Определить расход Q в трубе и полное гидростатическое давление р2 в сечении 2 – 2, расположенном на высоте h = (0,5 + 0,02·4) = 0,58 м от свободной поверхности нижнего резервуара, если d1 = (50 + 5·9) = 95 мм, d2 = (75 + 2·4) = 83 мм (рис. 7). Учитывать только местные сопротивления.

В корзину – 200 RUB

10.316 Под действием разности уровней Н и при избыточном давлении р0 по трубе переменного сечения вода перетекает из верхнего резервуара в нижний (рис. 3.5). Определить расход воды и построить пьезометрическую линию без учета потерь на трение. если известны диаметры d1, d2 = d1/2, d3 = d1/3.Под действием разности уровней Н и при избыточном давлении р0 по трубе переменного сечения вода перетекает из верхнего резервуара в нижний (рис. 3.5). Определить расход воды и построить пьезометрическую линию без учета потерь на трение. если известны диаметры d1, d2 = d1/2, d3 = d1/3.

Таблица 3.2

Параметр Вариант
1
Н, м 2,6
р0, ат 0,3
d1, мм 150
В корзину – 250 RUB

10.317 По трубопроводу размерами l1 = 5 м, d1 = 20 мм; l2 = 5 м, d2 = 40 мм подается бензин (ρ = 765 кг/м³, ν = 0,005 Ст) из бака с избыточным давлением М = 90 кПа в расположенный выше бак, где поддерживается вакуум V = 30 кПа; разность уровней в баках h = 6 м.

Шероховатость трубопровода Δ = 0,1 мм, коэффициент сопротивления полностью открытого вентиля ζ = 4.

Определить расход Q бензина и найти ζ, при котором расход уменьшится в 2 раза.

В обоих случаях построить графики напоров по длине трубопровода.По трубопроводу размерами l1 = 5 м, d1 = 20 мм; l2 = 5 м, d2 = 40 мм подается бензин (ρ = 765 кг/м³, ν = 0,005 Ст) из бака с избыточным давлением М = 90 кПа в расположенный выше бак, где поддерживается вакуум V = 30 кПа; разность уровней в баках h = 6 м. Шероховатость трубопровода Δ = 0,1 мм, коэффициент сопротивления полностью открытого вентиля ζ = 4. Определить расход Q бензина и найти ζ, при котором расход уменьшится в 2 раза. В обоих случаях построить графики напоров по длине трубопровода.

Ответ: Q = 1,23 л/c, ζ = 42,2.

В корзину – 450 RUB

Учебник: Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И Москва 2002.pdf

10.318 Вода перетекает из одного бака в другой при постоянных уровнях по трубе переменного сечения, диаметры и длины соответственно равны l1, d1, l2 и d2, а коэффициенты трения λ1 = λ2 = 0,03 (рис. 3.63). Построить напорную и пьезометрическую линии и определить расход воды в трубе при Н1 и Н2.Вода перетекает из одного бака в другой при постоянных уровнях по трубе переменного сечения, диаметры и длины соответственно равны l1, d1, l2 и d2, а коэффициенты трения λ1 = λ2 = 0,03 (рис. 3.63). Построить напорную и пьезометрическую линии и определить расход воды в трубе при Н1 и Н2.

Таблица 3.99

Параметр Вариант
1
l1, м 20
d1, мм 100
l2, м 30
d2, мм 150
Н1, м 4
Н2, м 2
В корзину – 370 RUB

ВУЗ: СГАСУ

10.319 В установке поршневого гидродвигателя располагаемый напор воды Н = 40 м. Вода подводится к полости высокого давления цилиндра по трубе размерами l1 = 60 м, d1 = 150 мм и отводится от полости низкого давления по трубе размерами l2 = 10 м, d2 = 150 мм. Шероховатость обеих труб Δ = 0,5 мм.

Диаметр поршня D1 = 400 мм и его штока D2 = 120 мм. Определить скорость υп установившегося движения поршня, когда к нему приложена полезная нагрузка Р = 40 кН.

Местные потери напора в трубах при полностью открытой задвижке (ζ = 0) принять равными 15% от суммарной потери трения по их длине. Вязкость воды ν = 1 сСт.

Каким должен стать коэффициент сопротивления ζ частично прикрытой задвижки, чтобы скорость поршня при заданной полезной нагрузке уменьшилась в 2 раза?

Утечками и трением поршня в цилиндре пренебречь.В установке поршневого гидродвигателя располагаемый напор воды Н = 40 м. Вода подводится к полости высокого давления цилиндра по трубе размерами l1 = 60 м, d1 = 150 мм и отводится от полости низкого давления по трубе размерами l2 = 10 м, d2 = 150 мм. Шероховатость обеих труб Δ = 0,5 мм. Диаметр поршня D1 = 400 мм и его штока D2 = 120 мм. Определить скорость υп установившегося движения поршня, когда к нему приложена полезная нагрузка Р = 40 кН. Местные потери напора в трубах при полностью открытой задвижке (ζ = 0) принять равными 15% от суммарной потери трения по их длине. Вязкость воды ν = 1 сСт. Каким должен стать коэффициент сопротивления ζ частично прикрытой задвижки, чтобы скорость поршня при заданной полезной нагрузке уменьшилась в 2 раза? Утечками и трением поршня в цилиндре пренебречь.

Ответ: υп = 0,37 м/с; ζ = 44,6.

В корзину – 300 RUB

Учебник: Сборник задач по машиностроительной гидравлике Под ред. Куколевского И.И Москва 2002.pdf