З адания для контрольной работы
Задание
1. Жидкость
перетекает из сосуда А в сосуд В через
плавно сходящийся насадок диаметром
d1=100
мм (коэффициент сопротивления
=0.08)
и приставленный к нему с небольшим
зазором расходящийся конический насадок
выходным диаметром D2=150
мм (коэффициент потерь в диффузоре
= 0.3). При заданном уровне Н1=2,5
м в сосуде А определить уровень
Н2,
при котором жидкость не будет выливаться
через зазор, а атмосферный воздух не
будет засасываться внутрь насадка.
Таблица 1
Параметры |
Варианты |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
d1, мм |
120 |
100 |
115 |
125 |
100 |
145 |
100 |
100 |
125 |
100 |
D2 ,мм |
180
|
150
|
125
|
150
|
150 |
180
|
150 |
125 |
150 |
150 |
Жид-кость |
Вода
|
октан
|
толуол
|
бензол
|
ацетон
|
|||||
Рис.1. к заданию 1
Задание 2. Цилиндрический сосуд диаметром D1 высотой L, имеющий в верхней крышке центральное отверстие диаметром D2, заполнен до высоты В жидкостью, плотность которой при температуре t. Определить угловую скорость сосуда, при которой жидкость начнет выливаться из него. Также определить силу давления на верхнюю закраину при этой угловой скорости.
Таблица 1
Параметры |
Варианты |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
D1, м |
1,2 |
1,4 |
1,15 |
1,25 |
1,35 |
1,45 |
1,05 |
1,6 |
1,65 |
1,48 |
D2,м |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,65 |
0,55 |
0,75 |
0,48 |
0,82 |
0,9 |
0,5 |
t 0С |
20 |
40 |
30 |
20 |
60 |
45 |
25 |
35 |
40 |
30 |
Жид-кость |
Вода
|
октан
|
толуол
|
бензол
|
ацетон
|
|||||
Рис. 2. К заданию 2
Задание 3. Определить расход и скорость вытекания жидкости из малого кругло-го отверстия диаметром d в боковой стенке резервуара больших размеров. Напор над центром отверстия Н, температура жидкости t.
Таблица
Параметры |
Варианты |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
d, м |
0,02 |
0,04 |
0,05 |
0,03 |
0,035 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,045 |
0,048 |
Н, м |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,00 |
1,55 |
1,75 |
1,48 |
1,82 |
1,9 |
1,5 |
t 0С |
20 |
40 |
30 |
20 |
60 |
50 |
30
|
60 |
40 |
30 |
Жид-кость |
Вода
|
Сероуглерод
|
бензол
|
толуол
|
Четыреххло-ристый углерод |
|||||
Задание
4. Определить
расход и скорость истечения нефти из
бака через отверстие с острыми краями
диаметром d, а также коноидальный насадок
того же диаметра, если напор в баке
поддерживается постоянным и равным Н.
Кинематическая вязкость нефти
Параметры |
Варианты |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
d, см |
1 |
1,5 |
1,2 |
1,3 |
1,35 |
1,35 |
1,45 |
1,6 |
1,8 |
2.0 |
Н, м |
4 |
4,7 |
4,8 |
5,00 |
4,55 |
4,75 |
4,48 |
4,82 |
4,9 |
4,5 |
Задание
5. Определить
время опорожнения цистерны с мазутом
при следующих данных: Объем мазута в
цистерне V , диаметр цистерны D , диаметр
сливного (короткого) патрубка d.
Кинематическая вязкость мазута
.
Таблица
Пара-метры |
Варианты |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
V, м3 |
50 |
55 |
60 |
53 |
54 |
56 |
58 |
62 |
64 |
66 |
d, м |
0,1 |
0,15 |
0,12 |
0,13 |
0,14 |
0,15 |
0,16 |
0,18 |
0,2 |
0,1 |
D, м |
2,8 |
3,0 |
3,2 |
3,4 |
3,6 |
2,6 |
2,8 |
3,0 |
3,2 |
3,4 |
Задание
6.
Потеря давления в стальной водопроводной
трубе диаметром D м и длиной L
м, бывшей в эксплуатации 12 лет, составляет
при расходе воды V=0,2 м3/с.
Температура воды 20 0С.
Определить потери давления
в
этой же трубе, через 20 лет эксплуатации
при расходе воды V1,
м3/с.
Таблица
Пара-метры |
Варианты |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
V1, м3 |
0,3 |
0,35 |
0,36 |
0,353 |
0,354 |
0,356 |
0,358 |
0,362 |
0,364 |
0,366 |
L, м |
3100 |
3000 |
3112 |
3130 |
3200 |
3150 |
3200 |
3050 |
3100 |
3200 |
D, м |
0,5 |
0,45 |
0,46 |
0,47 |
0,48 |
0,49 |
0,45 |
0,46 |
0,47 |
0,48 |
Задание 7. Стальной новый водовод с диаметром D м, с абсолютной шероховатостью е = 0,1мм имеет пропускную способность V1 м3/с. Вода в источнике слабоминерализованная, некоррозионная. Исследования, проведенные через два года после начала эксплуатации, показали, что абсолютная шероховатость трубопровода возросла до е = 0,2 мм. Необходимо определить, какая будет пропускная способность водовода через 15 лет эксплуатации.
Таблица
Пара-метры |
Варианты |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
V1, м3/с |
0,052 |
0,055 |
0,056 |
0,053 |
0,054 |
0,056 |
0,058 |
0,062 |
0,064 |
0,066 |
D, м |
0,25 |
0,24 |
0,26 |
0,27 |
0,28 |
0,29 |
0,25 |
0,26 |
0,27 |
0,28 |
Задание
8. Потеря
давления в стальной водопроводной трубе
диаметром D
м и длиной L
м, бывшей в эксплуатации в течение 12
лет, составляет
при расходе воды V12,
м3/с.
Температура воды 20 0С.
Определить потери давления
в этой трубе через 20 лет эксплуатации
при расходе воды V20,
м3/с
Таблица
Пара-метры |
Варианты |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
V12, м3/с |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,54 |
0,56 |
0,58 |
0,52 |
0,64 |
0,66 |
D, м |
0,45 |
0,46 |
0,46 |
0,47 |
0,48 |
0,49 |
0,45 |
0,46 |
0,47 |
0,48 |
V20, м3/с |
0,3 |
0,35 |
0,33 |
0,31 |
0,32 |
0,3 |
0,31 |
0,3 |
0,31 |
0,3 |
L, м |
3000 |
3200 |
3100 |
3200 |
3100 |
3000 |
3050 |
3000 |
3200 |
3000 |
Задание 9. Определить величину повышения давления в стальной водопроводной трубе, если скорость воды в трубе до гидравлического удара была м/с, диаметр трубы D, м и толщина стенок м.
Пара-метры |
Варианты |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
м/с |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
D, м |
0,45 |
0,46 |
0,5 |
0,47 |
0,48 |
0,49 |
0,5 |
0,52 |
0,53 |
0,5 |
,м |
0,005 |
0,004 |
0,005 |
0,005 |
0,004 |
0,005 |
0,004 |
0,005 |
0,006 |
0,005 |
Задание 10. Определить расход при равномерном движении воды в трапецеидальном земляном канале (суглинок), если ширина его по дну b, м, глубина h, м, заложение откосов m=1 и уклон i.
Пара-метры |
Варианты |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
b, м |
5,0 |
5,5 |
6,0 |
5,3 |
5,4 |
5,6 |
5,8 |
6,2 |
6,4 |
6,6 |
h, м |
1,6 |
1,8 |
1,65 |
1,82 |
1,48 |
1,56 |
1,68 |
1,84 |
2,2 |
1,78 |
i
|
0,0003 |
0,0004 |
0,0002 |
0,0004 |
0,0006 |
0,0005 |
0,0008 |
0,0003 |
0,0005 |
0,0003 |
Задание 11. Большая равнинная река, русло которой сформировалась из мелкого гравия и крупного песка, имеет относительно равномерное течение. Ширина реки b (м), средняя глубина на рассматриваемом участке h(м), уклон водной поверх-ности i. Определить среднюю скорость течения и расход воды V.
Пара-метры |
Варианты |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
b, м |
200 |
250 |
180 |
190 |
256 |
265 |
200 |
190 |
220 |
219 |
h, м |
2,6 |
2,8 |
2,65 |
2,82 |
2,48 |
2,56 |
2,68 |
2,84 |
2,28 |
2,78 |
i |
0,0003 |
0,0004 |
0,0002 |
0,0004 |
0,0006 |
0,0005 |
0,0008 |
0,0003 |
0,0005 |
0,0003 |
Задание 12. Водоспуск бетонной плотины должен пропускать расход V,м3/с при перепаде верхнего и нижнего бьефов Н, м. Длина водоспуска L, м. Определить необходимый диаметр водоспуска d и минимальное затопление h, чтобы вакуум внутри водоспуска был Рв= 4 104Па. Температура воды 20 0С. (Водоспуск можно рассматривать как короткую трубу)
Пара-метры |
Варианты |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
V,м3/с |
2 |
2,0 |
1,8 |
1,9 |
2,56 |
2,65 |
2,2 |
1,92 |
2,2 |
2,19 |
Н, м |
10 |
12 |
12,65 |
12,82 |
12,48 |
12,56 |
12,68 |
12,84 |
12,28 |
12,78 |
L, м. |
10 |
11 |
12 |
10,5 |
10,3 |
10,4 |
10,6 |
11,5 |
11,8 |
12 |
Приложение 1
Коэффициент гидравлического трения в зависимости от вязкости и состояния стенок трубопровода
Материал и вид трубы |
Состояние трубы |
е0 – эквива-лентная рав-номерно-зер-нистая абсо-лютная шеро-ховатость,мм* |
Тянутые трубы из стекла и цветных металлов |
Новые, технически гладкие |
|
Бесшовные стальные трубы |
1.Новые и чистые, тщательно уло-женные 2.После нескольких лет эксплуатации |
|
Стальные трубы сварные |
1.Новые и чистые 2.С незначительной коррозией после очистки 3.Умеренно заржавевшие 4.Старые заржавевшие или с большими отложениями 5.Сильно заржавевшие или с большими отложениями |
|
Клепаные стальные трубы |
1.Легко клепаные 2. Сильно клепаные |
0,5-3 До 9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм* - под чертой даны средние значения.