12 Гидравлический удар
12.11 Определить величину повышения давления в чугунном трубопроводе диаметром d, с толщиной стенок δ=4 мм перед задвижкой после мгновенного автоматического отключения водонапорной башни при пожаре и рассчитать напряжение G в стенках трубопровода. Начальное избыточное давление у задвижки р0=2·105 Па, расход воды в трубопроводе Q. Модуль упругости воды -К=2,03·109 Па, модуль упругости чугуна — Е=0,98·1011 Па.
Таблица 1 – Исходные данные к задаче 21
| Вариант | d, мм | Q, м3/c |
| 5 | 200 | 0,09 |
Варианты задачи: 7.
12.12 К гидрораспределителю, время срабатывания которого Tз=0,03 с, подводится расход масла (ρ=900 кг/м³, Еж=1,35·109 МПа) Q=1 л/c по латунному трубопроводу длиной l=7,5 м и диаметром D=16 мм. Перед гидрораспределителем установлен шариковый предохранительный клапан диаметром d=12 мм, жесткость пружины которого с1=50 Н/мм. Определить величину предварительного поджатия пружины х0, при котором клапан срабатывает при гидравлическом ударе, если толщина стенки трубопровода δ=1 мм, модуль упругости латуни Е=1,13·1011 Па, начальное давление р0=0,5 МПа.
Ответ: х0=6,2 мм.
12.13 По стальному трубопроводу длиной l=2 км подается вода с расходом Q=28 л/c, диаметр трубопровода d=200 мм, а толщина его стенок δ=6 мм. Определить повышение давления в трубопроводе, если в его конце будет закрыта задвижка в течение: 1) 3 с; 2) 10 с.
Ответ: 1) Δр=1,013 МПа; 2) Δр=0,355 МПа.
12.14 В вертикальной трубе диаметром d=50 мм вода движется под воздействием поршня, который поднимается вверх с ускорением а=4 м/c² (рис.5.14). Определить давление жидкости в сечении 2-2, отстоящем в данный момент на расстоянии l=5 м, если в этот момент расход Q=10 л/c, сила, действующая на поршень, R=0,5 кН, шероховатость стенок трубы Δ=0,2 мм, коэффициент сопротивления вентиля ξв=5. Считать, что закон сопротивления квадратичный.
Ответ: р2=85 кПа.
12.15 Пренебрегая гидравлическими потерями в трубе длиной L=8,0 м, определить время ее полного опорожнения с момента мгновенного открытия задвижки в нижней части трубы, если угол наклона трубы к горизонту β=30º, а верхний конец трубы открыт (рис.5.15).
Ответ: t=1,81 с.
12.16 По стальному трубопроводу длиной l=100 м и диаметром d=0,2 м протекает вода в количестве Q=0,0556 м³/c. Определить на сколько повысится давление в трубопроводе, если время закрытия задвижки в одном случае равно tз1=0,1 с, а tз2=1 с. Толщина стенок трубы δ=3 мм.
ВУЗ: ТОГУ
12.17 Определить ударное повышение давления в стальной трубе диаметром d=0,2 м и толщиной стенки δ=5 мм при мгновенном закрытии крана, если расход воды Q=0,06 м³/c, модули упругости стенок трубы Еm=2·1011 Па и воды Еж=2·109 Па.
ВУЗ: ТОГУ
12.18 Определить продолжительность закрытия задвижки на трубопроводе, если длина трубопровода l=800 м, средняя скорость движения воды в трубе V=3м/c, допускаемое давление в трубопроводе р2=1 МПа, а гидростатическое давление р1=200 кПа.
ВУЗ: ТОГУ
12.19 (Вариант 2) Сложный стальной трубопровод состоит из двух последовательно соединенных участков и задвижки на выходе. Определить повышение давления перед задвижкой при ее закрывании, если время закрывания τ, расход воды Q, длина первого участка l1, диаметр d1, второго — l2, d2, толщина стенок трубопровода δ, температура tºC. Определить наименьшее время закрывания задвижки, исключающее прямой гидравлический удар.
Таблица 4 – Исходные данные
| τ, c | 103·Q, м3/c | l1, м | d1, мм | l2, м | d2, мм | 103·δ, м | t, ºC |
| 0,2 | 26 | 120 | 190 | 210 | 110 | 4,5 | 15 |
12.20 Перед поршнем (рис. 13) движущемся в трубе с постоянной скоростью Vn, возникла ударная волна (S-S). Правый конец трубы открыт в атмосферу. Найти скорость ударной волны V относительно стенок трубы и скорость ударной волны относительно поршня Vотн.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Vп, м/c |
| 5 | 425 |
