10 Расчет простых трубопроводов

10.312 Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу (эквивалентная шероховатость Δ_э = 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.

ВУЗ: ДВГУПС

10.313 Назначить диаметр трубопровода D и определить необходимую высоту водонапорной башни Н_б 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 Н_св. 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.

ВУЗ: ДВГУПС

10.314 Ось горизонтального участка трубы диаметром d₁ расположена на высоте h₁ = (0,25 + 0,05·y) 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·z) м. Длины участков: l₁ = (10 + 0,1·y) м; l₂ = (20 + 0,1·z) м; l₃ = (10 + 0,1·y) м. Напор в резервуаре I H = (1,0 + 0,1·z) 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

10.315 Из резервуара при постоянном манометрическом давлении р_м = (20 + 0,2·y) кПа и постоянном уровне H = (1,0 + 0,1·z) 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·y) = 0,58 м от свободной поверхности нижнего резервуара, если d₁ = (50 + 5·z) = 95 мм, d₂ = (75 + 2·y) = 83 мм (рис. 7).

Учитывать только местные сопротивления.

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.

Ответ: Q = 1,23 л/c, ζ = 42,2.

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.

Таблица 3.99

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 υ_п 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: υ_п = 0,37 м/с; ζ = 44,6.

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

10.320 Определить напор перед стальным дюкером диаметром d мм, имеющем два поворота на угол α = (30 + 2·y)°, если расход Q = (1,3 + 0,1·z) м³/с; длина дюкера L = (25 + 2·y) = 33 м; температура воды t = 15 °C (рис. 10).

Численные значения диаметров взять из табл. 3.

Таблица 3