Характеристики трубопрододу
9. Практичні завдання.
9.1. Визначити витрати на кожній з ділянок у новому сталевому звареному трубопроводі, що складається з 3-х ділянок, два з яких з'єднані (ZZ) послідовно, а третій йде паралельно їм. Діаметри ділянок d1=20 мм, d2=40 мм. Довжина ділянки L2=100 м. Втрати на місцевих опорах становлять 20% від втрат на тертя. Різниця тисків (Р1-Р2) на кінцях трубопроводу дорівнює P.
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
d3, мм |
15 |
16 |
18 |
20 |
22 |
25 |
30 |
32 |
42 |
50 |
, мkм |
5 |
100 |
20 |
30 |
40 |
60 |
80 |
120 |
150 |
50 |
L1, м |
50 |
25 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
35 |
40 |
L3, м |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
P, кПа |
20 |
4 |
8 |
10 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
200 |
ZZ |
1+2 |
1+3 |
2+3 |
1+2 |
1+3 |
2+3 |
2+3 |
1+3 |
1+2 |
2+3 |
9.2. У гілці довжиною L1 установлений дросель із коефіцієнтом витрати m=0.7. Визначити діаметр дроселя, при якому витрати рідини у галузях будуть рівні, діаметри трубопроводів рівні d1=d2. Температура рідини дорівнює t. Сумарна витрата на обох галузях дорівнює G.
Вказівка: трубопровід уважати гідравлично гладким.
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
L1, м |
50 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
L2, м |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
800 |
d1, мм |
20 |
25 |
30 |
32 |
40 |
50 |
65 |
75 |
90 |
100 |
Рідина |
Бен- зин |
Вода |
Нафта |
Гас |
Спирт |
NH3 |
И-20 |
И-50 |
Вода |
МС20 |
t, З |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
60 |
70 |
80 |
G, кг/с |
2,4 |
2,5 |
2,6 |
2,8 |
3,0 |
3,2 |
3,4 |
3,6 |
3,8 |
4,0 |
9.3. Визначити витрати на кожній з ділянок розгалуженого сталевого звареного трубопроводу, що з'єднує три баки. Задані рівні в баках: H1=20м; Н2=5м; Тиски в баках рівні Р1; Р2; Р3=1атм. Довжина загальної ділянки L1=100м, діаметр d1=50мм. Температура води t. Діаметри розгалужених трубопроводів: d2=20мм, d3=30мм. Коефіцієнти місцевих опорів 1=15; 2=20.
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
H3, м |
-2 |
-3 |
-4 |
-5 |
-6 |
-7 |
-8 |
-1 |
-4 |
-5 |
P1, атм |
2 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,2 |
P2, атм |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,6 |
L2, м |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
100 |
120 |
20 |
L3, м |
15 |
20 |
25 |
30 |
25 |
40 |
60 |
50 |
10 |
5 |
3 |
30 |
32 |
34 |
36 |
40 |
45 |
50 |
60 |
80 |
100 |
9.4. Визначити витрати в кожній з гілок трубопроводу з латунних труб, якщо манометр на вході показує Р1=6 атм., на вході Р2. Характеристики першого трубопроводу: L1=5 м, d1=15 мм, 1=3. Коефіцієнт місцевого опору 2=10; 3=20. Інші характеристики наведені в таблиці.
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
d3, мм |
3 |
4 |
5 |
6 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
d2, мм |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
15 |
16 |
18 |
P2, атм |
1 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
L2, м |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
L3, м |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
0,8 |
0,6 |
0,7 |
0,5 |
9.5. Визначити при рівні Н=4м і тиску в ресивері Р1=2атм показання манометра, установленого за теплообмінником 1 і виконаним з мідних трубок d1=20мм; довжиною L1=2м; 1=20, при витраті води G, якщо відомо, що сталеві, помірно заржавлені труби на ділянках 1 і 2 мають довжину L2=L3=20м;.
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
G, кг/з |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
1,0 |
d3, мм |
4 |
5 |
6 |
8 |
9 |
10 |
12 |
14 |
15 |
16 |
d2, мм |
8 |
10 |
12 |
14 |
15 |
16 |
18 |
20 |
22 |
25 |
2 |
7,5 |
8,5 |
9,5 |
7 |
8 |
9 |
10 |
15 |
14 |
13 |
3 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6 |
6,5 |
9.6. Визначити коефіцієнт опору вентиля діаметром 50мм, що під дією напору Н при витраті 1 л/с створює на виході з гідравлічної мережі тиск Р2.
Дані про теплообмінники, виконані зі сталевих труб, наведені нижче. Втрати напору в магістральному трубопроводі зневажливо малі.
Варіант. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
H, м |
18 |
17 |
16 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
P2, атм. |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,15 |
0,25 |
0,35 |
0,45 |
0,5 |
d1, d2, мм |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6 |
8 |
9 |
10 |
L1, L2, м |
1 |
1,5 |
2 |
2,2 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
3,0 |
3,2 |
3,4 |
1, 2, |
2 |
3 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
1, 2, мкм |
5 |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
200 |
9.7. Рідина з мережі по чавунному водоводу діаметром 50 мм, довжиною 200м з витратою G через вентиль 1 і паралельно з'єднані теплообмінник і нагрівач надходить у бак. Визначити, який рівень Н установиться в баку, якщо Р1=3атм, характеристика теплообмінника описується виразом H=N·(G3)2, де H=[м]; G3=[кг/с].
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1. |
5 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
15 |
20 |
15 |
30 |
2L2, м |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6 |
7 |
d2, мм |
20 |
22 |
25 |
30 |
32 |
40 |
18 |
16 |
14 |
15 |
2 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
G, кг/с |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
N |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
9.8. Складний трубопровід, утворений з'єднанням мідних труб однакової довжини L=2м. Визначити втрати напору на ділянках 1 і 5, якщо різниця тисків дорівнює Р1-Р2. Втратами тисків на місцевих опорах знехтувати.
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
d1, мм |
2 |
2,5 |
3 |
3,2 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6,0 |
8 |
d2, мм |
3 |
3,2 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
d3, мм |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
5 |
4 |
15 |
d4, мм |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
2,5 |
3,2 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5 |
d5, мм |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
15 |
P1-P2,ат |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
3 |
9.9 Циркуляційний ресивер установлений на висоті Н1, тиск у ресивері Р1. Вода з ресивера через теплообмінники 1 і 2, що складаються з паралельно з'єднаних труб діаметром 2мм і довжиною L1=2, L2=3 метри, надходить до споживачів, тиск на виході Р2=1 атм. Число труб і коефіцієнти місцевих опорів у кожному теплообміннику
рівні N1, 1 і N2, 2 відповідно.
Визначити величину коефіцієнта опору 3 байпасного вентилю діаметром 20 мм із умови G2=0.2 кг/с.
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
H1, м |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
1 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
28 |
26 |
24 |
22 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
7,5 |
8 |
8,5 |
9 |
19,5 |
P1, атм. |
4,0 |
4,2 |
4,4 |
4,6 |
4,8 |
5,0 |
5,2 |
5,4 |
5,6 |
5,8 |
N2 |
26 |
28 |
12 |
16 |
20 |
24 |
32 |
36 |
40 |
42 |
N1 |
8 |
10 |
12 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
28 |
32 |
9.10. Вода з ресивера 1, що перебуває під тиском Р1, на висоті 40м., по чавунному магістральному трубопроводі , що має загальну довжину L і діаметр d, надходить у напірний бак 2, розташований на висоті Z2, проходячи теплообмінники, виготовлені зі сталевих трубок діаметром 3мм, довжиною 2м і з'єднаних паралельно. Число трубок у кожному теплообміннику N. Опору вентилів діаметром 15мм, що регулюють розподіл води по теплообмінниках рівні 1, 2. Визначити витрата води через вентиль Dz2.
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
28 |
26 |
24 |
22 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
7,5 |
8 |
8,5 |
9 |
9,5 |
Z2, м |
25 |
26 |
27 |
28 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
N, шт. |
8 |
10 |
12 |
16 |
20 |
24 |
32 |
36 |
40 |
14 |
L, м |
80 |
100 |
120 |
160 |
180 |
200 |
220 |
240 |
280 |
300 |
d, мм |
65 |
80 |
100 |
110 |
120 |
140 |
160 |
180 |
190 |
200 |
P1, атм. |
2,9 |
2,2 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
3,0 |
3,2 |
3,4 |
3,6 |
3,8 |
