107_2011

Задача 24

На трубопроводе установлена нормальная измерительная диафрагма, отвер- стие которой имеет диаметр d (рис. 5.18). Трубопровод изготовлен из трубы, наруж- ный диаметр которой Dн , а толщина стенки δ. По трубопроводу движется газ. Избыточное давление газа Pизб, его температура t. Показания двухтрубного (U-образного) дифференциального жидкостного манометра, который соединен с диа- фрагмой, составляют h. Манометр заполнен водой, температура ее 20°C.

Рис. 5.18. Схема установки диафрагмы на трубопроводе и присоединения кней манометра:

1 – трубопровод; 2 и 3 – фланцы; 4 и 5 – обоймы; 6 – диафрагма; 7 – дифференциальный манометр; 8 и 9 – трубкидляпередачи импульсов давлений;

10 и 11 – радиальные каналы дляотбора давления

Определить:

1)массовый расход газа;

2)объемный расход газа, приведенный к нормальным условиям;

3)среднюю скорость газа в трубопроводе.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.47, по предпоследней цифре – из табл. 5.48.

Таблица 5.47

161

Таблица 5.48

верстием диаметром d (рис. 5.19). Диафрагма соединена с двухтрубным (U-образным) дифференциальным жидкостным манометром. Температура газа в трубопроводе T, воды в манометре – 20°C. Давление в трубопроводе на P меньше атмосферного.

Рис. 5.19. Схема установки диафрагмы на трубопроводе и присоединения к ней манометра:

1 – трубопровод; 2 и 3 – фланцы; 4 и 5 – обоймы; 6 – диафрагма; 7 – дифференциальный манометр; 8 и 9 – трубки дляпередачи импульсов давлений;

10 и 11 – радиальные каналы дляотбора давления

Определить:

1)массовый расход газа в трубопроводе;

2)показания манометра, соединенного с диафрагмой (с точностью до 1 мм);

3)режим движения газа в трубопроводе.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.49, по предпоследней цифре – из табл. 5.50.

162

Таблица 5.49

Задача 26

Измерительная часть трубки Пито – Прандтля установлена на геометриче- ской оси трубопровода, внутренний диаметр которого D (рис. 5.20).

Рис. 5.20. Схема проведения измерений с помощью трубки Пито – Прандтля:

1 – трубопровод; 2 – трубка Пито – Прандтля; 3 и 4 – трубки для передачи импульсов давлений; 5 – дифференциальный двухтрубный манометр; А – внутренняя трубка; Б – кожуховая трубка;

В– отверстие для отбора импульса статического давления;

Г– отверстие для отбора импульса полного давления

163

По трубопроводу движется газ, имеющий абсолютное давление P и температуру t. Объемный расход газа, приведенный к нормальным условиям, в трубопроводе состав- ляет V. Температура воды в жидкостном двухтрубном (U-образном) дифференциаль- ном манометре, присоединенном к трубке Пито – Прандтля, равна 25°C.

Определить:

1)среднюю скорость газа в трубопроводе;

2)показания (разность уровней жидкости в коленах) дифференциального ма- нометра;

3)массу газа, проходящего через трубопровод за время τ.

Задача 27

Разность уровней воды в коленах двухтрубного (U-образного) дифференци- ального манометра составляет h. Дифференциальный манометр соединен с труб- кой Пито – Прандтля, измерительная часть которой находится на геометрической оси трубопровода (рис. 5.21). Внутренний диаметр трубопровода D. Газ, который дви- жется в трубопроводе, имеет избыточное давление Pизб и температуру T . Температура водывманометре20°C.

Определить:

1)среднюю скорость газа в трубопроводе;

2)суточный массовый расход газа;

3)часовой объемный расход газа, приведенный к нормальным условиям.

Таблица 5.53

164

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.53, по предпоследней цифре – из табл. 5.54.

Таблица 5.54

Рис. 5.21. Схема проведения измерений с помощью трубки Пито – Прандтля:

1 – трубопровод; 2 – трубка Пито – Прандтля; 3 и 4 – трубки для передачи импульсов давлений; 5 – дифференциальный двухтрубный манометр; А – внутренняя трубка; Б – кожуховая трубка;

В– отверстие для отбора импульса статического давления;

Г– отверстие для отбора импульса полного давления

Задача 28

Для очистки сточных вод используется отстойник, корпус которого имеет форму прямоугольной призмы шириной B (рис. 5.22). Осветленная вода переливается из корпуса отстойника в прямоугольный желоб глубиной h и шириной b. Длина же- лоба соответствует ширине корпуса отстойника. Для слива осветленной воды в днище желоба выполнено отверстие диаметром d0 , коэффициент расхода его α0 . При работе отстойника уровень осветленной воды в желобе не должен превышать его глубины.

165

вход суспензии

осветленная

вода

направление движения жидкости в отстойнике

Рис. 5.22. Прямоугольный отстойник для очистки сточных вод:

1 – корпус отстойника; 2 – желоб; 3 – отверстие для слива осветленной воды

Определить:

1)максимальную объемную производительность отстойника по осветлен- ной воде;

2)максимальную продолжительность полного опорожнения желоба от освет- ленной воды при прекращении подачи сточных вод в отстойник.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.55, по предпоследней цифре – из табл. 5.56.

Таблица 5.55

166

Задача 29

Длина горизонтального участка газохода системы вытяжной вентиляции L1 , вертикального L2 (рис. 5.23). Газоход имеет квадратное поперечное сече- ние, площадь которого S. Участки газохода соединены между собой прямо- угольным коленом. С вытяжным вентилятором газоход соединен коленом с пе- реходником. Коэффициент сопротивления переходника ξп. Листовая сталь, из которой изготовлен газоход, имеет абсолютную шероховатость поверхнос- ти . Средняя скорость воздуха в газоходе w при температуре t. Барометриче- ское давление равно Pб.

Рис. 5.23. Схема газохода системы вытяжной вентиляции:

1, 2 – горизонтальный и вертикальный участки газохода соответственно; 3 – колено; 4 – колено с переходником; 5 – вентилятор

Определить:

1)объемную производительность вентилятора по воздуху;

2)абсолютное давление воздуха во всасывающем патрубке вентилятора. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.57,

по предпоследней цифре – из табл. 5.58.

Таблица 5.57

167

Таблица 5.58

Задача 30

Вода, используемая в качестве поглотителя, подается насосом в абсорбер (рис. 5.24). Разность высот расположения геометрических осей штуцера подвода воды в абсорбер и нагнетательного патрубка насоса составляет H. Длина трубопровода, соединяющего нагнетательный патрубок насоса и штуцер, в A раз больше H. Трубопровод изготовлен из холоднотянутой стальной трубы, наружный диаметр которой D, а толщина стенки δ. Вода имеет температуру t и движется по трубопроводу со средней скоростью w. На тру- бопроводе установлено две задвижки и расходомер с коэффициентом сопротивления ξр. Прямые участки трубопровода соединяют n крутозагнутых отводов. Избыточное давле- ние газа в верхней части абсорбера (в месте подачи воды в него) Pизб.

Рис. 5.24. Схема подачи воды в абсорбер:

1 – насос; 2 – абсорбер; 3 – трубопровод; 4 – расходомер; 5, 6 – задвижки; 7 – нагнетательный патрубок насоса; 8 – штуцер подвода воды в абсорбер

Определить:

1)массовый расход воды, подаваемой в абсорбер;

2)абсолютное давление воды в нагнетательном патрубке насоса.

168

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.59, по предпоследней цифре – из табл. 5.60.

Таблица 5.59

Задача 31

В теплообменнике под атмосферным давлением конденсируется пар. Полу- ченный конденсат при температуре насыщения отводится самотеком из теплооб- менника по прямому вертикальному трубопроводу длиной L (рис. 5.25).

Рис. 5.25. Схема отвода конденсата из теплообменника: 1 – теплообменник; 2 – сборник; 3 – трубопровод; 4 – вентиль

169

Трубопровод выполнен из трубы диаметром D ×δ, на нем установлен нор- мальный вентиль. Нижний конец трубопровода погружен в жидкость в сборнике конденсата на глубину h1 . Давление над поверхностью жидкости в сборнике ат- мосферное. Максимальный допустимый уровень жидкости в теплообменнике над верхним концом трубопровода h2. Коэффициент трения для движущегося в тру- бопроводе конденсата λ.

Определить:

1)потери давления на трение в трубопроводе;

2)максимально допустимую производительность теплообменника по конден- сирующемуся пару (в килограммах в секунду).

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.61, по предпоследней цифре – из табл. 5.62.

Таблица 5.61

Задача 32

Змеевик оросительного теплообменника состоит из N горизонтальных труб, геометрические оси которых расположены в одной вертикальной плоскости (рис. 5.26). Длина каждой из труб L. Трубы соединены между собой калачами (от- водами с углом поворота потока на 180°). Радиус изгиба калачей, измеренный по оси, равен R. Трубы имеют наружный диаметр D при толщине стенки δ. Относи- тельная шероховатость внутренних поверхностей стенок труб ε. Внутри змеевика снизу вверх движется жидкость, средняя температура которой t. Среднее динами- ческое давление жидкости в змеевике Pд. Манометр, измеряющий давление жид- кости на выходе из змеевика, показывает Pм.

Определить:

1)массовый расход жидкости через змеевик;

2)показания манометра, установленного на входе жидкости в змеевик.

При расчетах свойства жидкости принимать соответствующими ее средней температуре.

170