Контрольная работа №1

Таблица 1.1 – Номера задач и вопросов к контрольной работе 1

Задачи к контрольной работе №1

Тема: Физические свойства жидкости и газа

Задача 1.1. Плотность и объем первой жидкости равны 1000 кг/м³ и 10 см³. Плотность второй жидкости r₂ и объём V₂. Жидкости смешали. Определить плотность смеси.

Задача 1.2. При гидравлических испытаниях водопровода длиной ℓ и диаметром D необходимо повысить давление в нём на ∆p. Какой объём воды необходимо дополнительно закачать в водопровод?

Коэффициенты объёмного сжатия жидкости принять равными 5 10^-10 1/Па.

Задача 1.3. Определить плотность воды при давлении p, если при давлении 0,1 МПа плотность воды 1000 кг/м³.

Коэффициенты объёмного сжатия принять равными: 5 10^-10 1/Па.

Задача 1.4. Определить модуль упругости жидкости, если при увеличении давления на ∆p её объём изменился с V₁ до V₂.

Задача 1.5. Определить плотность воды при температуре t, если при температуре 4 С плотность воды 1000 кг/м³. Сравнить с табличными значениями (см. Приложение).

Коэффициенты температурного расширения принять равными 4,8 10^-4 1/С.

Задача 1.6. Определить коэффициент температурного расширения воздуха, если при увеличении температуры с 20 С до t₂ плотность воздуха изменилась с 1,20 кг/м³ до r₂.

Задача 1.7. Для периодического аккумулирования прироста объема воды, возникающего при изменении температуры, в системах центрального водяного отопления устраивают резервуары, которые присоединяются к системе в верхней ее точке и сообщаются с атмосферой. Определить наименьший объем расширительного резервуара, чтобы он полностью не опорожнялся. Допустимое колебание температуры воды от 25°С до t₂ . Объем воды в системе V. Значение плотности воды взять из таблицы 1 приложения.

Задача 1.8. Определить плотность воздуха на таком расстоянии от поверхности земли, где температура равна t, а давление p.

Газовая постоянная воздуха равна 287 дж/(кг К )

Задача 1.9. Газ перекачивается по газопроводу при политропическом процессе c коэффициентом политропы 1,33. Давление и плотность газа в начале газопровода 5 МПа и 30 кг/м³. Определить плотность газа в конце газопровод, где давление газа равно p₂.

Задача 1.10. Давление в данной точке газопровода равно p₁, а температура 27°С. В газопроводе образовалось отверстие, через которое происходит истечение газа в атмосферу (p₂ = 0,1 МПа) при адиабатическом процессе с коэффициентом адиабаты k = 1,33. Определить температуру газа на выходе.

Задача 1.11. На слой жидкости толщиной y и плотностью r,  положена невесомая пластина площадью w, которая движется со скоростью u. Для этого на пластинку приложена сила T. Определить коэффициент динамической и кинематической вязкости жидкости.

Задача 1.12. Определить касательные напряжение в Ньютоновской жидкости в точке с координатой у, если эпюра скоростей имеет вид u(y) = u₀ (y/y_o)²

Тема: Гидростатическое давление

Задача 2.1. Определить абсолютное давление и показание вакуумметра в баке, если разность уровней ртути равно h_рт.

Задача 2.2. Определить абсолютное давление и показание манометра в баке, если разность уровней ртути равно h_рт.

Задача 2.3. Определить показание манометра, если абсолютное давление на свободной поверхности трубки p_o, уровень жидкости в трубке H, а уровень жидкости в баке h.

Задача 2.4. Определить на какую высоту h поднимется уровень воды в трубке пьезометра, если на поршень диаметром D действует сила R, уровень воды в баке h₁.

Задача 2.5. Определить показание манометра, если поршень диаметром D, действует сила R, уровень жидкости в цилиндре h, а плотность жидкости r.

Задача 2.6. Уровень жидкости в трубке вакуумметра поднялся на высоту h. Плотность жидкости r. Определить абсолютное давление p₀ и давление вакуума.

Задача 2.7. Определить показание манометра p_m и абсолютное давление, если уровни керосина, воды и ртути соответственно равны h₁, h₂ и h₃, а плотности этих жидкостей 800, 1000 и 13600 кг/м³.

Задача 2.8. Определить показание манометра p_m и абсолютное давление, если уровни керосина, воды и ртути соответственно равны h₁, h₂ и h₃, а плотности этих жидкостей 800, 1000 и 13600 кг/м³.

Задача 2.9. Определить усилие Q, создаваемое большим поршнем гидравлического пресса, если на малый поршень действует сила P. Диаметры поршней D и d, а разность уровней жидкостей h. Плотность масла принять равной 800 кг/м³.

Задача 2.10. Определить высоты жидкостей в коленах U – образной трубки h₁ и h₂, если известна разница уровней h и плотности жидкостей r₁, r₂.

Задача 2.11. Определить показание манометра p_m1, если дано показание манометра p_m2,  диаметры поршней D и d. Поршень находится в равновесии.

Задача 2.12. Определить тягу Dp через дымовую трубу высотой H, если плотность наружного воздуха r₁ = 1,2 кг/м³. Плотность дымовых газов рассчитывать, как плотность воздуха при температуре t и давлении 0,1 МПа по уравнению состояния.

Тема: Сила давления жидкости на плоские и криволинейные поверхности

Задача 3.1. Определить силу давления воды на круглую крышку люка диаметром d, закрывающую отверстие на наклонной плоской стенке. Угол наклона стенки α. Длина наклонной стенки от уровня воды до верха люка a. Найти точку приложения равнодействующей. Атмосферное давление, действующее на поверхности воды, учитывать не следует.

Задача 3.2. Круглая труба диаметром D перекрыта плоским дисковым затвором, который наклонен под углом α к оси трубы. Определить силу гидростатического давления воды на затвор и точку ее приложения (центр давления), если манометрическое гидростатическое давление на оси трубы слева от затвора равно p_м.

Задача 3.3. Котел системы водяного отопления имеет лаз для осмотра диаметром D. Лаз закрыт плоской крышкой, прикрепленной n болтами. Уровень воды в расширительном бачке находится на высоте H, а центр тяжести крышки на высоте h от осевой линии котла. Определить необходимый диаметр болтов. Предел прочности стали принять равной t = 400 МПа.

Задача 3.4. Круглое отверстие в плоской вертикальной стенке сосуда, наполненного водой, закрывается плоской крышкой. Диаметр крышки d. Расстояние от поверхности воды до верхней точки крышки l. Определить силу суммарного давления воды на крышку и точку ее приложения. Выражение для момента инерции взять из справочных данных.

Задача 3.5 Квадратное отверстие в плоской вертикальной стенке сосуда, наполненного водой, закрывается плоской крышкой. Размеры отверстия a х a. Расстояние от поверхности воды до верхней точки крышки l. Определить силу суммарного давления воды на крышку и точку ее приложения. Выражение для момента инерции взять из справочных данных.

Задача 3.6. Определить силу, действующую на 1 метр длины водопровода, диаметром D, который находится под давлением p_m. Также определить толщину стенок трубопровода d, которая выдержит это давление. Предел прочности стали принять равной t.

Задача 3.7. Определить силу, отрывающую верхнюю часть цистерны (сечение a-a), если диаметр её D, длина L, а показание манометра p_m.

Задача 3.8. Определить силу, разрывающую цистерны горизонтально (сечение a-a), если диаметр её D, длина L, а показание манометра p_m.

Задача 3.9. Определить уровень воды H₁, при котором стенка опрокинется, если заданы геометрические размеры уровень жидкости в справа от стенки H₂ , высота стенки H, толщина стенки L. Плотность материала стенки 2000 кг/м³.

Задача 3.10. Определить вертикальную и горизонтальные составляющие силы давления воды на 1 метр ширины указанной криволинейной поверхности, если заданы значения H и R. Показать направление действия сил.

Задача 3.11. Определить вертикальную и горизонтальные составляющие силы давления воды на 1 метр ширины указанной криволинейной поверхности, если заданы значения H и R. Показать направление действия сил.

Задача 3.12. Песок на строительство доставляется на деревянной шаланде, которая имеет вертикальные борта и площадь дна w. Собственный масса шаланды M. Определить, сможет ли пройти шаланда: а) в порожнем состоянии; б) с грузом песка объемом W, если наименьшая глубина по фарватеру равна h_min. Плотность песка взять равным 2000 кг/м³.

Вопросы к контрольной работе №1

1. Что называется жидкостью?

2. Какие вы знаете жидкости?

3. Что такое плотность жидкости?

4. Что такое объёмныё вес жидкости и как он связан с плотностью жидкости?

5. Что такое коэффициент объёмного сжатия жидкости?

6. Что такое коэффициент температурного расширения жидкости?

7. Какие вы знаете основные свойства капельных жидкостей?

8. Как рассчитать плотность идеального газа?

9. Какой процесс называется изотермическим? Запишите уравнение этого процесса.

10. Какой процесс называется политропическим?  Запишите уравнение этого процесса.

11. Какой процесс называется адиабатическим? Запишите уравнение этого процесса.

12. Каково общее свойство капельных и газообразных жидкостей и что является их отличительным признаком?

13. Что такое вязкость жидкости?

14. В чем состоит сущность закона Ньютона внутреннего трения в жидкости?

15. Какая связь существует между динамической и кинематической вязкостью и какова их размерность в Международной системе единиц?

16. Какими приборами определяется вязкость жидкости?

17. Как изменяется кинематическая вязкость жидкостей и газов при изменении температуры?

18. Что понимают в гидравлике под идеальной жидкостью?

19. Какие законы изучает гидростатика?

20. Какие силы действуют в жидкости и чем они характеризуются

21. Что называется абсолютным гидростатическим давлением?

22. Каковы основные свойства гидростатического давления?

23. В каких единицах измеряется гидростатическое давление?

24. Какими приборами измеряется гидростатическое давление?

25. Что называется манометрическим давлением и как оно измеряется?

26. Что называется давлением вакуума и как оно измеряется?

27. В чем заключается физический смысл величин, входящих в дифференциальные уравнения гидростатики Эйлера?

28. Напишите уравнение поверхности уровня (поверхности равного давления) в общем виде.

29. Какими свойствами обладает поверхности уровня (поверхности равного давления)?

30. Как записывается основное уравнение гидростатики?

31. В чем состоит сущность закона Паскаля?

32. Как рассчитать силу давления на плоскую наклонную стенку?

33. Что такое центр давления?

34. Как рассчитать горизонтальную составляющую силу давления на криволинейную поверхность?

35. Как рассчитать вертикальную составляющую силу давления на криволинейную поверхность?

36. В чем состоит сущность закона Архимеда?

Контрольная работа №2

Контрольная работа 2 содержит четыре задачи и пять вопросов.

Задачи и вопросы выбираются аналогично контрольной работе 1.

Таблица 1.2 – Номера задач и вопросов к контрольной работе 2

Задачи к контрольной работе №2

Тема: Уравнение неразрывности потока

Задача 4.1. Идеальный газ движется в сужающейся трубе. Во сколько раз скорость газа в узком сечении больше, чем в широком, если заданы диаметры первого и второго сечения D₁, D₂, а также давления в первом и втором сечениях P₁ и P₂. Движение газа изотермическое.

Задача 4.2. По тройнику движется жидкость. Определить скорости движения жидкости в сечениях, если заданы расходы в ответвлениях Q₁, Q₂, Q₃ и диаметры ответвлений d₁, d₂, d₃.

Задача 4.3. Вода из трубы диаметром d вытекает в лоток шириной b и глубиной жидкости в нем h. За время t по поперечным сечениям проходит масса воды M. Определить скорости воды в трубе и лотке, и эквивалентные диаметры трубы и лотка.

Задача 4.4. После компрессорной станции давление газа равно p, температура t, скорость газа v, а диаметр газопровода d. Определить массовый расход газа. Газовую постоянную принять равной 520 дж/кг К.

Задача 4.5. По прямоугольному вентиляционному каналу размером a x b за время t подаётся  объём воздуха W. Определить скорость воздух, гидравлический радиус и эквивалентный диаметр.

Задача 4.6. По тройнику движется жидкость. Определить скорости движения жидкости в сечениях, если заданы расходы в ответвлениях Q₁, Q₂, Q₃ и диаметры ответвлений d₁, d₂, d_3.

Задача 4.7. В трубу диаметром d подается вода с расходом Q₀. В двух точках производится отбор воды с расходами Q₁ и Q₂. Из трубопровода выходит расход Q₃.Определить скорости на участках трубопровода V_0-1, V_1-2, V_2-3 и неизвестный расход.

Задача 4.8. В водо-водяном подогревателе внешним диаметром D проходят n латунных трубок с внешним диаметром 18 мм (на рисунке показано только четыре). По межтрубному пространству (затемненная область) за время t прокачивается объём жидкости W. Определить эквивалентный диаметр для потока в межтрубному пространству и скорость движения жидкости.

Задача 4.9. К узлу подходят воды с расходами Q₂, Q₃, а выходит с расходами Q₁, Q₄. Диаметры сечений равны d₁ = d₂, d₃ = d₄. Определить скорости движения жидкости во всех четырех сечениях, и неизвестный расход.

Задача 4.10. В трубу диаметром d подается вода с расходом Q₀. В двух точках производится закачка воды с расходами Q₁ и Q₂. Из трубопровода выходит расход Q₃.Определить скорости на участках трубопровода V_0-1, V_1-2, V_2-3 и неизвестный расход.

Задача 4.11. По газопроводу диаметром d движется газ с массовым расходом Q_m. Давления в начале и конце газопровода соответственно равны p₁ и p₂, а температура газа t. Определить скорости газа в начале и конце газопровода. Газовую постоянную принять равной 520 дж/кг К.

Задача 4.12. По каналу шириной b (перпендикулярно рисунку) движется вода с расходом Q. Высота выступа канала равна a, уровень жидкости над выступом h₁, высота подъёма жидкости после выступа h₂. Определить скорости воды над выступом и после выступа.

Тема: Уравнение Бернулли

Задача 5.1. Насос за время t перекачивает объём воды W, по трубе диаметром d. Высота подъёма жидкости H_г. Потери напора рассчитываются по формуле h_1-2 = 3 V²/2g, где V – скорость в трубе. Рассчитать показание вакуумметра.

Задача 5.2. Насос перекачивает нефть с плотностью r, по трубопроводу диаметром d, на высоту H_г. Давление на выходе из насоса p_м, показание вакуумметра p_v. Потери напора в трубопроводе рассчитываются по формуле h_1-2 = 20 V²/2g, где V – скорость в трубе. Рассчитать скорость движения нефти в трубе и расход нефти.

Задача 5.3. Керосин, плотностью r по самотечному трубопроводу диаметром d перетекает из правого бака в левый с расходом Q. Давления в баках p_м1, p_м2. Потери напора в трубопроводе рассчитываются по формуле h_1-2 = 30 V²/2g, где V – скорость в трубе. Рассчитать разность уровней керосина в баках H.

Задача 5.4. Насос перекачивает воду по трубопроводу диаметром d с расходом Q. Высота уровня жидкости в баке H. Давление в баке p_м, показание вакуумметра на входе в насос p_v. Потери напора в трубопроводе рассчитываются по формуле h_1-2 = 7 V²/2g, где V – скорость в трубе. Рассчитать давление в баке p_м.

Задача 5.5. Вода по самотечному трубопроводу диаметром d вытекает в атмосферу с расходом Q. Высота уровня жидкости в баке H. Давление в баке p_м. Потери напора в трубопроводе рассчитываются по формуле h_1-2 = x_м V²/2g, где V – скорость в трубе, а x_м – коэффициент сопротивлений. Рассчитать H.

Задача 5.6. Вода по самотечному трубопроводу диаметром d перетекает из левого бака в правый. Давления в баках p_м1, p_м2, разность уровней керосина в баках H. За время t перетекает объём воды W. Потери напора в трубопроводе рассчитываются по формуле h_1-2 = 15 V²/2g, где V – скорость в трубе. Рассчитать показание манометра p_м1.

Задача 5.7. Насос перекачивает нефть с плотностью r, по трубопроводу диаметром d. Высота уровня жидкости в баке H. Давление в баке p_м, показание вакуумметра на входе в насос p_v. Потери напора в трубопроводе рассчитываются по формуле h_1-2 = 7 V²/2g, где V – скорость в трубе. Рассчитать скорость движения нефти в трубе V и расход Q._.

Задача 5.8. Вода по самотечному трубопроводу диаметром d перетекает из правого бака в левый. Давления в баках p_м1, p_м2, разность уровней керосина в баках H. За время t перетекает объём воды W. Потери напора в трубопроводе рассчитываются по формуле h_1-2 = 10 V²/2g, где V – скорость в трубе. Рассчитать разность уровней воды в баках H.

Задача 5.9. Насос перекачивает воду по трубопроводу диаметром d, на высоту H с расходом Q. Давление на выходе из насоса p_м, в баке p_m1. Потери напора в трубопроводе рассчитываются по формуле h_1-2 = x_м V²/2g, где V – скорость в трубе, а x_м – коэффициент сопротивлений. Рассчитать коэффициент сопротивлений x_м.

Задача 5.10. В водомере Вентури уровни жидкости в пьезометрах относительно оси трубы равна h₁, h₂, а диаметры d₁, d₂ (нумерация по направлению движения жидкости). Потери напора в трубопроводе рассчитываются по формуле h_1-2 = 0,06 V₂²/2g, где V₂ – скорость в узкой части водомера. Рассчитать скорость движения жидкости в трубе V₁, V₂ и расход Q._.

Задача 5.11. В водомере Вентури уровни жидкости в пьезометрах относительно оси трубы равна h₁, h₂, а диаметры d₁, d₂ (нумерация по направлению движения жидкости). Потери напора в трубопроводе рассчитываются по формуле h_1-2 = 0,6 V₂²/2g, где V₂ – скорость в широкой части водомера. Рассчитать скорость движения жидкости в трубе V₁, V₂ и расход Q._.

Задача 5.12. Истечение воды из бака происходит по системе труб переменного сечения, которые имеют площади w₁, w₂, w₃, w₄. Уровень жидкости в баке равен H. Пренебрегая сопротивлениями (считать h_1-2 = 0), определить скорость истечения V₄, скорости в остальных сечения V₁, V₂, V₃, расход Q и построить пьезометрическую линию.

Тема: Потери напора

Задача 6.1. Конденсатор паровой турбины, установленный на тепловой электростанции, оборудован n = 8186 охлаждающими трубками диаметром d. В нормальных условиях работы через конденсатор пропускается расход Q циркуляционной воды с динамической вязкостью m. Определить режим движения жидкости в трубах?

Задача 6.2. Определить критическую скорости, отвечающую переходу от ламинарного течения к турбулентному для трубы диаметром d при движении в ней воды, воздуха и глицерина. Динамические вязкости этих жидкостей соответственно равны m_в, m_воз и m_глиц.

Плотности жидкостей принять равными: r_в = 1000 кг/м³; r_воз = 1,2 кг/м³; r_глиц = 1200 кг/м³.

Задача 6.3. Вода в количестве Q протекает по горизонтальной трубе. Определить потерю напора на резком расширении трубы с диаметра d₁ до d₂.

Задача 6.4. Вода из бака входит в трубу диаметром d расходом Q. Определить потерю напора на входе в трубу.

Задача 6.5. Вода из трубы  диаметром d выходит в бак с расходом Q. Определить потерю напора на выход из трубы в бак.

Задача 6.6. Найти потерю напора при движении воды в стальной новой сварной трубе с шероховатостью k = 0,02 мм, длиной ℓ, внутренним диаметром d при расходе Q и температуре t.

Вязкость воды взять из справочных материалов.

Задача 6.7. Вода при t = 10°С протекает с расходом Q в горизонтальной трубе кольцевого сечения, состоящей из двух концентрических оцинкованных стальных труб длинной ℓ. Внутренняя труба имеет диаметр d, а наружная труба имеет внутренний диаметр D. Шероховатость стенок труб k = 0,02 мм. Найти потери напора на трение в трубе.

Задача 6.8. Воздух по вентиляционному каналу размерами a x b, длиной ℓ, шероховатость стенок трубы k = 0,5 мм, перекачивается с расходом Q. Динамическая вязкость воздуха 0,0172 мПа×с.

Рассчитать потери давления в вентиляционном канале.

Задача 6.9. По газопроводу высокого давления, диаметром d, длиной ℓ, с шероховатость стенок трубы k = 0,5 мм перекачивается метан с расходом при стандартных условиях Q_ст. Давление в начале газопровода p₁, а в конце трубопровода p₂. Динамическая вязкость метана 0,0104 мПа×с, плотность при стандартных условиях 0,66 кг/м³.

Рассчитать неизвестное давление.

Задача 6.10. Стальной новый водовод диаметром d с абсолютной эквивалентной шероховатостью k₀ имеет пропускную способность Q. Требуется определить, как изменится пропускная способность водовода Q_t через t лет эксплуатации. Исследования, проведенные через два года после начала эксплуатации, показали, что абсолютная шероховатость трубопровода возросла до k_t. Режим движения считать турбулентным с квадратичной зоной сопротивления.

Задача 6.11. Дан участок длинного водопровода (k = 0,22 мм), состоящий из трех последовательно соединенных новых стальных трубопроводов разного диаметра. Расход воды Q; диаметры труб: d₁; d₂; d₃; длина трубопроводов ℓ₁; ℓ₂; ℓ₃. Определить величину потерь напора на участке. Построить напорную линию, если напор в начале трубопровода равен H₁ = 30 м. Модули расхода трубопровода K взять из справочных данных в таблице 23.

Задача 6.12. По каналу с вертикальными боковыми стенками, шириной b и глубиной жидкости в нём h движется вода. Шероховатость стенок канала n, Гидравлический уклон воды в канале i. Рассчитать среднюю скорость жидкости в канале и расход. Значения модуля скорости W в зависимости от гидравлического радиуса R и шероховатости стенки трубы n приведены в таблице 24.

Тема: Расчёт коротких трубопроводов

Задача 7.1. Насос по трубопроводу длиной ℓ, диаметром d и шероховатостью поверхности трубы k перекачивает мазут плотностью r и динамической вязкостью m, с массовым расходом Q_m. Геометрическая высота всасывания насоса H_г, коэффициент местных сопротивлений x_м., показание вакуумметра на входе в насос p_v.

Рассчитать показание вакуумметра p_v.

Задача 7.2. Насос по трубопроводу длиной ℓ, диаметром d и шероховатостью поверхности трубы k перекачивает нефть плотностью r и динамической вязкостью m, на высоту H. Коэффициент местных сопротивлений x_м, показание ртутного манометра h_рт. а манометра p_m.

Рассчитать расход Q.

Задача 7.3. Насос перекачивает воду по трубопроводу длиной ℓ, диаметром d и шероховатостью поверхности трубы k с массовым расходом Q_m. Уровень жидкости в баке находится на высоте H, коэффициент местных сопротивлений x_м. Показание ртутного манометра h_рт. а манометра p_m.

Рассчитать диаметр трубопровода d.

Задача 7.4. Насос закачивает воду в бак по трубопроводу длиной ℓ, диаметром d и шероховатостью поверхности трубы k, с расходом Q. Уровень жидкости в баке H, коэффициент местных сопротивлений x_м. Показание манометров на выходе из насоса p_m, а в баке p_m1.

Рассчитать давление на выходе из насоса p_м.

Дано: вязкость 0,8 10^-6 м²/с.

Задача 7.5. Насос выкачивает из бака нефть по трубопроводу длиной ℓ, диаметром d и шероховатостью поверхности трубы k. Плотность и динамическая вязкость нефти соответственно равны r и m. Объёмный расход нефти Q, уровень жидкости в баке H, коэффициент местных сопротивлений x_м. Показание манометров в баке насоса p_m, а вакууметра на входе в насоса p_v.

Рассчитать расход Q.

Задача 7.6. Мазут насосом перекачивается по трубопроводу длиной ℓ, диаметром d и шероховатостью поверхности трубы k. Плотность и кинематическая вязкость мазута соответственно равны r и n. Массовый расход мазута Q_m. Уровень жидкости в баке H. Коэффициент местных сопротивлений x_м. Показания манометра в баке p_m, а показание вакуумметра на входе в насоса р_v.

Рассчитать диаметр трубопровода d.

Задача 7.7. Нефть насосом перекачивается по трубопроводу длиной ℓ, диаметром d и шероховатостью поверхности трубы k. Плотность и кинематическая вязкость нефти соответственно равны r и n. Расход нефти Q. Уровень жидкости в баке H. Коэффициент местных сопротивлений x_м. Показания дифференциального манометра в баке h_рт, а показание вакуумметра на входе в насос р_v.

Рассчитать расход Q.

Задача 7.8. Нефть самотёком вытекает из бака в атмосферу по трубопроводу длиной ℓ, диаметром d и шероховатостью поверхности трубы k. Плотность и кинематическая вязкость нефти соответственно равны r и n. Расход нефти Q. Уровень жидкости в баке H. Коэффициент местных сопротивлений x_м. Показания манометра в баке p_m.

Рассчитать диаметр трубопровода d.

Задача 7.9. Вода перетекает из левого бака в правый по трубопроводу длиной ℓ, диаметром d и шероховатостью поверхности трубы k. Расход воды Q. Разность уровней воды в баках H. Коэффициент местных сопротивлений x_м. Манометрические давления в баках p_m1. и p_m2.

Рассчитать давление p_m1.

Дано: плотность и вязкость воды взять из справочных данных при температуре t.

Задача 7.10. Вода перетекает из правого бака левый по трубопроводу длиной ℓ, диаметром d и шероховатостью поверхности трубы k. Расход воды Q. Разность уровней воды в баках H. Коэффициент местных сопротивлений x_м. Манометрические давления в левом баке p_m, а показание ртутного дифференциального манометра h_рт.

Рассчитать расход Q.

Дано: плотность и вязкость воды взять из справочных данных при температуре t.

Задача 7.11. Нефть по самотечному трубопроводу, состоящему из двух участков  длинами ℓ₁ и ℓ₂, диаметром d и шероховатостью поверхности трубы k, перетекает из правого бака в левый. Плотность нефти r и динамическая вязкость нефти m. Расход воды Q. Разность уровней воды в баках h₁. Расстояние от верхнего бака до вакуумметра h₂. Коэффициенты местных сопротивлений на участках x_м1, x_м2. Показания манометров p_m1, p_m2. Показания вакуумметра p_v.

Рассчитать h₂.

Указание: первый участок от левого бака до вакуумметра, второй от вакуумметра до правого бака.

Задача 7.12. Нефть по самотечному трубопроводу, состоящему из двух участков  длинами ℓ₁ и ℓ₂, диаметром d и шероховатостью поверхности трубы k, перетекает из правого бака в левый. Плотность нефти r и динамическая вязкость нефти m. Расход воды Q. Разность уровней воды в баках h₁. Расстояние от верхнего бака до вакуумметра h₂. Коэффициенты местных сопротивлений на участках x_м1, x_м2. Показания манометров p_m1, p_m2. Показания вакуумметра p_v.

Рассчитать сумму высот h₁ + h₂.

Указание: первый участок от левого бака до вакуумметра, второй от вакуумметра до правого бака.

Вопросы к контрольной работе №2

1. В чем различие между установившимся и неустановившимся движением жидкости?

2. Что называется местной скоростью?

3. Что такое поле скоростей?

4. Что называется линией тока?

5. В чем отличие траектории жидкой частицы и линии тока?

6. Что называется трубкой тока?

7. Что называется элементарной струйкой?

8. Что называется потоком жидкости?

9. Что называется поперечным сечением потока?

10. Как рассчитываются площади поперечного сечения трубы, вентиляционного канала и межтрубного пространства соосных труб?

11. Что такое гидравлический радиус и что он характеризует?

12. Что такое эквивалентный диаметр и зачем он нужен?

13. Что объёмный расход?

14. Что массовый расход?

15. Как рассчитать среднюю скорость в поперечном сечении?

16. Как записывается уравнение неразрывности потока при установившемся движении сжимаемой жидкости или газа?

17. Как записывается уравнение неразрывности потока при установившемся движении несжимаемой жидкости?

18. Какая разница между средней и местной скоростью?

19. Как записывается уравнение Бернулли для потока реальной жидкости?

20. В чем заключается геометрический смысл уравнения Бернулли?

21. В чем заключается энергетический смысл уравнения Бернулли?

22. Что такое гидравлический уклон? Когда он совпадает с пьезометрическим уклоном?

23. Приведите определение местных сопротивлений: по какой формуле находятся потери напора на местные сопротивления'

24. Как выражаются потери напора при внезапном расширении трубопровода?

25. На чем основан принцип работы измерительной диафрагмы?

26. Какие режимы движения существуют? Как определить режим движения в трубе?

27. Что такое число Рейнольдса, в чем его физический смысл и практическое значение?

28. По какой формуле определяются потери напора по длине при ламинарном течении в трубах?

29. Что такое пульсация скорости?

30. Что такое абсолютная и относительная шероховатость?

31. Что такое гидравлически гладкая и гидравлически шероховатая труба?

32. От каких факторов зависит коэффициент гидравлического трения при турбулентном режиме движения. По каким формулам его можно определить?

33. Что такое квадратичная область сопротивления?

34. Дайте определение, короткого, длинного, простого и сложного трубопроводов?

35. Какие основные виды расчётов встречаются при расчёте трубопроводов?

36. Приведите порядок расчета перепада давлений в коротком трубопроводе при известных значения расхода и диаметра?

37. Приведите порядок расчета расхода короткого трубопровода при известных значения перепада давлений и диаметра?

38. Приведите порядок расчета диаметра короткого трубопровода при известных значения перепада давлений и расхода?

39. Что такое модуль расхода длинного трубопровода?

40. Как учитываются местные потери давления при расчете длинных трубопроводов?

41. Как рассчитываются потери напора в длинном трубопроводе?

42. Чему равна потеря давления на трение при последовательном соединении труб?

43. Какими гидравлическими особенностями характеризуется параллельное соединение труб?

44. Как найти повышение давления в трубе при внезапном закрывании задвижки?

45. Каковы особенности расчета воздухопроводов и газопроводов при малых разностях давления?

46. Как находятся потери давления в газопроводах высокого давления?

47. Как определяются потери давления в трубе при непрерывной раздаче расхода по пути?

48. Каким образом определяются потери давления на трение в трубах некруглого сечения?

49. Как можно учесть изменение пропускной способности трубопроводов в процессе их эксплуатации?

50. Почему опасно допускать большое загрязнение труб?

51. Какими особенностями характеризуется истечение через малое отверстие в тонкой стенке?

52. Что такое коэффициент сжатия струи?

53. Что такое коэффициент скорости? Какая связь существует между коэффициентом скорости и коэффициентом сопротивления при истечении?

54. Что учитывает коэффициент расхода при истечении из отверстия?

55. Как изменяется расход и скорость при истечении жидкости через наружный цилиндрический насадок по сравнению с истечением ее из малого круглого отверстия того же сечения в тонкой стенке сосуда?

56. Какое влияние оказывает напор на величину коэффициента расхода при истечении через цилиндрические насадки?

57. Какое влияние оказывает вязкость на истечение из отверстий и насадок?

58. Как влияет на расход жидкости затопление отверстия?

59. Какая связь существует между коэффициентами сопротивления, сжатия струи скорости и расхода при истечении из отверстий?

60. Какова причина увеличения расхода при истечении через наружный цилиндрический насадок (по сравнению с отверстием в тонкой стенке)?