Задача 56

Вода перетекает из левого бака в правый по трубопроводу, диаметры которого d₁ = 100 мм и d₂ = 60 мм. Определить, пренебрегая потерями трения по длине, расход в трубопроводе при располагаемом напоре Н = 3 м и коэффициенте сопротивления вентиля  = 5. Построить график напоров. При каком значении  расход уменьшится в два раза?

Рисунок к задаче 56

Задача 57

Вода вытекает в атмосферу по короткому горизонтальному трубопроводу, на котором установлен вентиль, под постоянным напором Н = 16 м. Диаметры участков трубопровода d₁ = 50, d₂ = 70 мм. Коэффициент сопротивления вентиля  = 4. Определить расход в трубе, учитывая только местные потери напора.

Построить линию полного напора и пьезометрическую линию.

Рисунок к задаче 57

Задача 58

Вода перетекает из напорного бака, где избыточное давление воздуха р = 0,3 МПа, в открытый резервуар по короткой трубе диаметром d = 50 мм, на которой установлен кран. Чему должен быть равен коэффициент сопротивления крана, чтобы расход воды составлял Q = 8,7 л/с? Высоты уровней Н₁ = 1 м, Н₂ = 3 м. Учесть потерю напора на входе в трубу (_вх = 0,5) и на выходе из трубы (внезапное расширение).

Рисунок к задаче 58

Задача 59

Определить напор, создаваемый насосом системы охлаждения автомобильного двигателя, при следующих данных: подача насоса Q = 3,9 л/с; коэффициенты сопротивления: блока цилиндров ₁ = 3,5; термостата ₂ = 2,5; радиатора ₃ = 4,0; трубы (шланга) от радиатора до насоса ₄ = 2,0. Все коэффициенты отнесены к скорости в трубе диаметром d = 40 мм. Чему равно абсолютное давление перед входом в насос, если в верхней части радиатора возник вакуум _вак = 1 кПа; высота Н = 0,4 м; атмосферное давление соответствует h_а = 750 мм рт.ст., _ж = 1000 кг/м³.

Рисунок к задаче 59

Задача 60

От бака, в котором с помощью насоса поддерживается постоянное давление жидкости, отходит трубопровод диаметром d = 50 мм. Между баком и краном К на трубопроводе установлен манометр. При закрытом положении крана р₀ = 0,5 МПа. Найти связь между расходом жидкости в трубопроводе Q и показанием манометра р при разных открытиях крана, приняв коэффициент сопротивления входного участка трубопровода (от бака до манометра)  = 0,5. Плотность жидкости  = 800 кг/м³.

Подсчитать расход жидкости при полном открытии крана, когда показание манометра р = 0,485 МПа.

Рисунок к задаче 60

7. Гидравлический расчет трубопроводов

При расчетах напорного трубопровода определяют либо пропускную способность данного трубопровода (расход), либо его гидравлические характеристики (потери напора на том или ином участке равно как на всей длине), либо диаметр трубопровода при заданных расходах и потерях напора.

В зависимости от соотношения линейных потерь (по длине) и местных потерь трубопроводы классифицируют на длинные и короткие, а по конструкции - на простые и сложные.

К коротким относят все трубопроводы, в которых местные потери превышают 5 – 10 % потерь напора по длине. К ним относят, например, всасывающие линии насосов, сифонные устройства и гидролинии объемных гидроприводов. При расчетах таких трубопроводов определяют и линейные и местные потери: .

К длинным относятся трубопроводы (например, магистральные водоводы, нефтепроводы), в которых местные потери меньше 5 – 10 % потерь напора по длине. При их расчете определяются только потери по длине, а местные учитывают добавлением 5…10 % от потерь по длине, т.е. .

Простые трубопроводы – это трубопроводы одного диаметра, сложные – трубопроводы разных диаметров и с ответвлениями (параллельные разветвленные, кольцевые).

При гидравлическом расчете трубопроводов используют расчетную форму уравнения Бернулли, которую составляют для конкретной гидравлической системы, и уравнение неразрывности (сплошности), а также формулы гидравлических потерь.