9 Гидравлические сопротивления

9.1 Для ограничения расхода воды в водопроводной линии устанавливается дроссельная диафрагма. Избыточное давление в трубе до и после диафрагмы постоянно и равно соответственно p1=63,8 кПа и р2=20,6 кПа. Диаметр трубы D=0,076 м. Определить необходимый диаметр отверстия диафрагмы d с таким расчетом, чтобы расход в линии был равен Q=5,83·10-3 м³/с.

Ответ: d=0,0342 м.

Методические указания


9.2 Жидкость Ж подается в открытый верхний бак по вертикальной трубе длиной l и диаметром d за счет давления воздуха в нижнем резервуаре (рис.8). Определить давление p воздуха, при котором расход будет равен Q. Принять коэффициенты сопротивления: вентиля ξв=8,0; входа в трубу ξвх=0,5; выхода в бак ξвых=1,0. Эквивалентная шероховатость стенок трубы кэ=0,2 мм.Жидкость Ж подается в открытый верхний бак по вертикальной трубе длиной l и диаметром d за счет давления воздуха в нижнем резервуаре (рис.8). Определить давление p воздуха, при котором расход будет равен Q. Принять коэффициенты сопротивления: вентиля ξв=8,0; входа в трубу ξвх=0,5; выхода в бак ξвых=1,0. Эквивалентная шероховатость стенок трубы кэ=0,2 мм.

Таблица 2 — Исходные данные

ВариантЖидкостьQ, л/сl, мd, мм
1Вода4650

Ответ: р=26,9 кПа.

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

Учебник: Гилинский И.А. Гидравлика Москва 1990


9.3 Из бака A, в котором поддерживается постоянный уровень, вода протекает по цилиндрическому насадку диаметром d в бак B, из которого сливается в атмосферу по короткой трубе диаметром D, снабженной краном (рис.13). Определить наибольшее значение коэффициента сопротивления крана ξ, при котором истечение из насадка будет осуществляться в атмосферу. Потери на трение в трубе не учитывать.Из бака A, в котором поддерживается постоянный уровень, вода протекает по цилиндрическому насадку диаметром d в бак B, из которого сливается в атмосферу по короткой трубе диаметром D, снабженной краном (рис.13). Определить наибольшее значение коэффициента сопротивления крана ξ, при котором истечение из насадка будет осуществляться в атмосферу. Потери на трение в трубе не учитывать.

Таблица 2 — Исходные данные

Вариантd, ммD, ммh, смН, см
115193598

Ответ: ξкр=5,8.

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

Учебник: Гилинский И.А. Гидравлика Москва 1990


9.4 Определить потерю напора hтр в трубопроводе диаметром d1=0,257 м, длиной l=1000 м при эквивалентной шероховатости кэкв=0,15 мм, если весовой расход нефти, перекачиваемой по трубопроводу G=545 H/c, плотность нефти ρ=880 кг/м³ и вязкость v=0,276·10-4 м²/с. Обосновать выбор расчетной формулы.

Ответ: hтр=9,1 м.


9.5  Увеличение давления происходит при внезапном расширении трубы от d до D (рис.2), которому соответствует разность показаний пьезометров Δh, установленных в сечениях трубы 1-1 и 2-2. Учитывая местные потери hм на внезапное расширение трубы, определить скорости υ1, υ2 и расход жидкости Q.Увеличение давления происходит при внезапном расширении трубы от d до D (рис.2), которому соответствует разность показаний пьезометров Δh, установленных в сечениях трубы 1-1 и 2-2. Учитывая местные потери hм на внезапное расширение трубы, определить скорости υ1, υ2 и расход жидкости Q.

Таблица 2 – Варианты и исходные данные к задаче 2

Вариант d, мм D, мм Δh, мм
00 50 150 80

Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.

Методические указания


9.6 При ламинарном режиме движения жидкости по горизонтальному трубопроводу диаметром d расход жидкости равен Q (рис.4). Падение пьезометрической высоты на участке трубопровода длиной l составляет h. Определить кинематическую v и динамическую μ вязкости жидкости.При ламинарном режиме движения жидкости по горизонтальному трубопроводу диаметром d расход жидкости равен Q (рис.4). Падение пьезометрической высоты на участке трубопровода длиной l составляет h. Определить кинематическую v и динамическую μ вязкости жидкости.

Таблица 1 – Варианты и исходные данные к задаче 4

Вариант d, м l, м h, м Q, м³/с ρ, кг/м³
00 0,5 1000 1 0,1 1000

Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.

Методические указания


9.7 Вычислить эквивалентную длину местного сопротивления в стальной трубе, бывшей в употреблении, если коэффициент местного сопротивления в формуле Вейсбаха равен ξ=1,65, диаметр трубы d=0,05 м, средняя скорость движения воды в ней V=1 м/c, температура воды t=10 ºС.

Ответ: lэкв=2,714 м.

Методические указания


9.8 По выкидной горизонтальной линии с внутренним диаметром d, мм, и длиной l, км, подается нефть в количестве М, т/сут, плотностью ρ=0,8 т/м³ и вязкостью ν=5·10-4 м²/c. Определить потери давления, выразив их в Па, кг/см² и м. Эквивалентная шероховатость трубы е=0,1 мм.

Таблица 1 — Исходные данные

Вариантd, ммl, кмМ, т/сут
74503,9800

Ответ: Δр=17 Па, Δр=0,17·10-3 кг/см², hтр=2,199 м.


9.9 (Вариант 0) Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу (эквивалентная шероховатость kэ=0,1 мм), состоящему из труб различного диаметра d и различной длины l, вытекает в атмосферу вода, расход которой Q, температура t, ºC (рис.1).Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу (эквивалентная шероховатость Δэ=0,1 мм), состоящему из труб различного диаметра d и различной длины l, вытекает в атмосферу вода, расход которой Q, температура t, ºC (рис.1). Требуется: Определить скорости движения воды и потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода. 2 Установить величину напора H в резервуаре. Построить напорную и пьезометрическую линии на всех участках трубопровода.

Требуется:

1. Определить скорости движения воды и потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода.

2 Установить величину напора H в резервуаре.

3. Построить напорную и пьезометрическую линии на всех участках трубопровода.

Таблица 1 — Исходные данные

Q, л/cd1, ммd2, ммd3, ммl1, мl2, мl3, м t, ºC
0,52015200,50,50,510

Ответ: υ1=1,59 м/c, υ2=2,83 м/c, υ3=1,59 м/c, Н=1,029 м.

Пример оформления

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

Методические указания


9.10 Жидкость Ж подается в открытый верхний бак по вертикальной трубе длиной l и диаметром d за счет давления воздуха в нижнем резервуаре (рис.8). Определить давление p воздуха, при котором расход будет равен Q. Принять коэффициенты сопротивления: вентиля ξв=8,0; входа в трубу ξвх=0,5; выхода в бак ξвых=1,0. Эквивалентная шероховатость стенок трубы кэ=0,2 мм.Жидкость Ж подается в открытый верхний бак по вертикальной трубе длиной l и диаметром d за счет давления воздуха в нижнем резервуаре (рис.8). Определить давление p воздуха, при котором расход будет равен Q. Принять коэффициенты сопротивления: вентиля ξв=8,0; входа в трубу ξвх=0,5; выхода в бак ξвых=1,0. Эквивалентная шероховатость стенок трубы кэ=0,2 мм.

Таблица 1

ЖидкостьQ, л/cl, мd, мм
Раствор CaCl2 10%2,5840

Ответ: р=33,6 кПа.