107_2011

Рис. 5.26. Схема змеевика оросительного теплообменника и измерения давлений в нем: 1 – горизонтальная труба; 2 – калач; 3 и 4 – манометры

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.63, по предпоследней цифре – из табл. 5.64.

Таблица 5.63

Задача 33

Для перетока жидкости аппарат и емкость соединены прямым трубопроводом, на котором установлена задвижка (рис. 5.27). Трубопровод изготовлен из трубы диаметром D ×δ, относительная шероховатость внутренней поверхности которой ε.

171

При полностью открытой задвижке жидкость движется из аппарат в емкость само- теком со скоростью w . При этом потери давления на трение и на местных сопро- тивлениях в трубопроводе составляют Pтр. Задвижка частично закрывается при увеличении уровня жидкости в аппарате. За счет этого расход жидкости в трубо- проводе остается прежним. Максимальное повышение статического давления жидкости в сечении присоединения трубопровода к аппарату составляет P. Ста- тическое давление жидкости в сечении присоединения трубопровода к штуцеру емкости не изменяется. Температура жидкости t.

Рис. 5.27. Схема перетока жидкости из аппарата в емкость:

1 – аппарат; 2 – емкость; 3 – трубопровод; 4 – задвижка; 5 – штуцер отвода жидкости из аппарата; 6 – штуцер подвода жидкости в емкость

Определить:

1)объемный расход жидкости в трубопроводе;

2)длину трубопровода L ;

3)коэффициент сопротивления частично закрытой задвижки при максималь- ном уровне жидкости в аппарате.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.65, по предпоследней цифре – из табл. 5.66.

Таблица 5.65

172

Таблица 5.66

кальный и горизонтальный участки трубы соединены между собой прямоугольным крутозагнутым отводом. Основной трубопровод имеет диаметр D2 × δ и длину L. На нем установлена задвижка и имеется N прямоугольных крутозагнутых отво- дов. Абсолютная шероховатость внутренних поверхностей трубы и основного тру- бопровода . Уровень воды в пруду на h2 выше ее уровня в озере. Скорость воды в основном трубопроводе w, температура ее t.

Рис. 5.28. Схема подачи воды в искусственный пруд:

1 – озеро; 2 – пруд; 3 – погружной насос; 4 – труба диаметром D1 × δ ; 5 – трубопровод диаметром D2 × δ; 6 – задвижка; 7 – манометр

Определить:

1)производительность погружного насоса;

2)давление, развиваемое насосом;

173

3) показания манометра (килопаскали), присоединенного к основному трубо- проводу у места стыка его с трубой насоса.

Потери давления на месте стыка трубы и основного трубопровода при расчетах не учитывать.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.67, по предпоследней цифре – из табл. 5.68.

Таблица 5.67

Задача 35

Водонапорная башня соединена трубопроводом длиной L с коллектором, из которого вода разбирается потребителями (рис. 5.29). Диаметр трубопровода D ×δ, абсолютная шероховатость внутренней поверхности его стенок . Вода имеет температуру t , максимальное ее потребление составляет V. На трубо- проводе установлены две задвижки, соединение его отдельных прямых участ- ков осуществляется с помощью N крутозагнутых прямоугольных отводов. Давление над уровнем воды в напорной емкости водонапорной башни атмо- сферное. Избыточное давление воды на входе в коллектор при максимальном ее потреблении должно быть не меньше Pизб. Уровень, на котором находится место соединения трубопровода с коллектором, расположен на h ниже уровня фундамента водонапорной башни. При минимальном заполнении уровень во- ды в напорной емкости на h ниже ее крышки.

Определить:

1)эквивалентную длину трубопровода;

2)высоту водонапорной башни относительно уровня ее фундамента H.

174

Рис. 5.29. Схема подачи воды из водонапорной башни:

1 – напорный бак; 2 – опорные конструкции водонапорной башни; 3 – фундамент; 4 – трубопровод; 5 – коллектор; 6, 7 – задвижки; 8 – отводы

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.69, по предпоследней цифре – из табл. 5.70.

Таблица 5.69

Задача 36

В двухкорпусной выпарной установке (рис. 5.30) раствор из первого корпуса во второй перетекает самотеком. Давление вторичного пара над поверхностью раствора в первом корпусе P1 , давление вторичного пара над поверхностью рас- твора во втором корпусе на P меньше атмосферного. Плотность раствора, пере- текающего из первого корпуса во второй, ρ1 . Плотность раствора в циркуляцион-

ских осей штуцеров для отвода растворов. Геометрические оси штуцеров для под- вода растворов в выпарные аппараты расположены на h ниже геометрических осей штуцеров для отвода растворов. Раствор перетекает из первого корпуса во второй по трубопроводу внутренним диаметром d и абсолютной шерохова- тостью стенок . Длина трубопровода L , на нем имеются два крутозагну- тых прямоугольных отвода и регулирующий вентиль. Массовый расход раствора, перетекающего из первого корпуса во второй, зависит от степени открытия регулирующего вентиля и равен G . Динамическая вязкость этого раствора μ.

раствор из первого корпуса во второй упаренный

раствор

исходный

раствор

Рис. 5.30. Схема перетока раствора из корпуса в корпус в двухкорпусной выпарной установке: 1, 2 – выпарные аппараты (первый и второй корпусы соответственно);

3 – трубопровод; 4 – регулирующий вентиль; А1, А2 – циркуляционные трубы; Б1, Б2 – греющие камеры; В1, В2 – сепараторы; Г1, Г2 – карманы для перетока раствора

в циркуляционные трубы и для отвода упаренного раствора; Д1, Д2 – штуцеры для подвода раствора; Е1, Е2 – штуцеры для отвода раствора

176

Определить:

1)скорость движения раствора по трубопроводу;

2)коэффициент местного сопротивления регулирующего вентиля, при котором обеспечивается заданный расход раствора.

При расчетах пренебречь эжектирующим эффектом, возникающим за счет движения раствора в циркуляционной трубе второго корпуса.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.71, по предпоследней цифре – из табл. 5.72.

Таблица 5.71

Задача 37

Жидкий компонент реакционной смеси, динамическая вязкость которого μ, а плотность ρ, насосом подается в реактор (рис. 5.31). Насос и реактор соединяет трубопровод внутренним диаметром d и длиной L. На трубопроводе установлены два нормальных вентиля и измерительная диафрагма. Прямые участки трубопро- вода соединяют N прямоугольных отводов. Отношение радиуса изгиба по оси от- водов к их внутреннему диаметру A. Отношение площади сечения отверстия из- мерительной диафрагмы к площади поперечного сечения трубопровода m. Относительная шероховатость внутренней поверхности трубопровода ε. Уровень жидкости в реакторе на h выше уровня расположения нагнетательного патрубка насо- са. Избыточное давление газовой фазы над поверхностью жидкости в реакторе Pизб. Массовая скорость жидкости в трубопроводеW .

Определить:

1)потери давления на трение в трубопроводе;

2)абсолютное давление жидкости в сечении соединения нагнетательного пат- рубка насоса и трубопровода;

3)объемную производительность насоса.

177

Рис. 5.31. Схема подачи жидкости в реактор:

1 – насос; 2 – реактор; 3 – трубопровод; 4 – измерительная диафрагма; 5, 6 – вентили

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.73, по предпоследней цифре – из табл. 5.74.

Таблица 5.73

Задача 38

Стенд для испытаний насосов оснащен двухтрубным (U-образным) ртутным манометром, используемым в качестве вакуумметра, и пружинным манометром,

178

отградуированным в технических атмосферах. Вакуумметр с помощью импульсной трубки подключается к всасывающему патрубку насоса, манометр – к нагнетательно- му (рис. 5.32). В ходе испытаний насоса показания вакуумметра составили hв. При этом уровень ртути в колене манометра, соединенном со всасывающим пат-

сообщение с атмосферой

Рис. 5.32. Схема измерения давлений при испытаниях насоса: 1 – насос; 2 – всасывающий патрубок; 3 – нагнетательный патрубок;

4 – двухтрубный ртутный манометр; 5 – пружинный манометр; 6, 7 – импульсные трубки

Определить:

1)напор, производительность и полезную мощность насоса;

2)абсолютные давления (в паскалях) во всасывающем и нагнетательном пат- рубках насоса.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.75, по предпоследней цифре – из табл. 5.76.

Таблица 5.75

179

Таблица 5.76

ней расположения нагнетательного патрубка насоса и жидкости в аппарате h2 . Суммарные необратимые потери давления в нагнетательном трубопроводе, включающие потери на трение, местных сопротивлениях и потери динамическо- го давления, равны Pнаг. Суммарные необратимые потери давления во всасы- вающем трубопроводе составляют А от Pнаг. Температура жидкости t, ее объ- емный расход V.

5

Рис. 5.33. Схема подачи жидкости в аппарат:

1 – емкость; 2 – насос; 3 – аппарат; 4, 5 – всасывающий и нагнетательный трубопроводы соответственно

180