Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
РГР гидравлика новая.doc
Скачиваний:
256
Добавлен:
16.05.2015
Размер:
20.17 Mб
Скачать

Задание №5

Тема: Истечение жидкости через отверстия;

насадки и водосливы.

Задача 5.1. В бак поступает вода, расход ее равен Q. Бак разделен перегородкой, в которой сделано отверстие диаметром d1. Вода из второго отсека вытекает через цилиндрический насадок диаметром d2. Определить напоры Н1 и Н2.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Q л/с

12

18

16

12

10

12

15

15

8

10

d1 мм

100

100

75

100

75

100

75

100

75

75

d2 мм

50

75

75

50

50

75

75

75

50

50


Задача 5.2. Бак разделен перегородкой на два отсека. В первый поступает расход воды Q. В перегородке сделано отверстие диаметром d2. Вода из первого отсека вытекает через цилиндрический насадок, внутренний диаметр которого равен d1, а из второго –через цилиндрический насадок с диаметром d3. Определить расходы Q1 и Q3 и напоры H1 и H3.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Q л/с

6

5

8

12

7

6

10

4

5

8

d1 мм

50

40

50

60

50

50

60

30

25

40

d2 мм

40

30

40

50

40

25

50

25

20

25

d3 мм

15

25

20

40

25

20

40

20

25

20


Задача 5.3. Цилиндрический сосуд диаметром D0 наполнен водой. На дне сосуда поставлен цилиндрический насадок диаметром d. Определить, за какое время уровень воды в сосуде понизится на величину H. Коэффициент расхода насадка принять равным 0,8.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

H1 м

3,0

2,2

3,5

1,8

2,5

3,2

2,8

2,4

2,6

2,0

H м

1,2

1,2

1,7

1,2

1,6

2,1

1,6

0,4

1,2

0,7

D0 м

1,7

3,0

2,5

2,2

2,8

2,6

3,2

1,8

1,2

1,5

d мм

40

50

40

30

40

50

60

30

75

50


Задача 5.4. Для измерения высоты изделий применена манометриче6ская измерительная система. Определить высоты изделия a, если расстояние между срезом сопла и плитой, на которой находится изделие, равно a0, показание пьезометра – h, плотность жидкости, залитой в пьезометр, ρ = 1000 кг/м3. Давление воздуха перед диафрагмой p0 = 3,5 кПа. Плотность ρв воздуха принять постоянной и равной 1,2 кг/м3. Коэффициент расхода диафрагмы и сопла μд = μс = 0,72.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

d0 мм

1,5

2,0

1,8

1,6

1,4

1,8

1,6

1,8

1,4

1,6

dc мм

1,8

2,8

2,4

2,2

2,0

2,2

2,2

2,4

2,0

2,0

a мм

20

20

12

15

16

10

12

14

18

16

h мм

180

225

200

185

90

250

140

160

260

320


Задача 5.5. Определить расход воздуха, вытекающего через сопло dc, если зазор между торцом сопла и заслонкой равен х. Сжимаемостью воздуха пренебречь. Принять коэффициенты расхода для диафрагмы d0 и сопла равными 0,72.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

d0 мм

1,4

2,2

1,8

1,6

1,5

1,4

2,0

1,8

1,4

1,5

dc мм

2,5

3,2

2,4

3,0

2,8

2,8

3,8

3,2

3,0

3,0

p0 кПа

6,5

5,6

4,3

4,2

6,3

7,5

7,2

5,5

5,8

6,8

х мкм

380

320

260

250

350

550

550

340

300

420


Задача 5.6. Определить расход воды Q, проходящей через прямоугольный водослив с тонкой стенкой при следующих данных: глубина воды в нижнем бьефе - hδ, ширина водослива – b, напор на водосливе – H, высота стенки – P.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

H м

0,32

0,3

0,2

0,2

0,25

0,45

0,40

0,22

0,23

0,28

b м

1,6

0,6

1,5

2,0

0,8

1,2

1,3

1,0

1,7

1,4

P м

0,9

0,8

1,0

0,8

1,3

2,0

1,5

0,7

1,0

1,2

hδ м

0,92

0,8

0,7

0,9

1,0

0,5

1,2

0,6

0,8

1,3


Задача 5.7. Определить расход воды Q воды через водослив с широким порогом. Глубина воды в нижнем бьефе - hδ, ширина водослива – b, напор на водосливе – H, высота стенки – P. Бокового сжатия нет.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

H м

0,4

0,8

0,6

0,5

0,6

0,2

0,9

0,7

0,8

0,3

P м

1,0

1,0

0,8

0,7

0,4

0,5

0,8

1,0

0,6

0,8

hδ м

1,2

1,3

1,0

1,0

0,7

0,4

1,3

1,1

1,2

0,9

b м

7,0

4,0

5,0

6,0

5,5

7,0

6,5

6,0

4,0

5,0


Задача 5.8. Определить полный напор H0 для водослива с широким порогом. Глубина воды в нижнем бьефе - hδ, ширина водослива – b, расход воды Q, высота стенки – P. Коэффициент бокового сжатия ε = 0,88. Входное ребро водослива закругленное.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Q м3

20

5

6

8

9

10

12

15

16

18

p м

1,5

0,7

0,8

0,9

1,0

0,9

1,1

1,2

1,3

1,4

hδ м

2,7

1,3

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,3

2,4

2,5

b м

16,0

6,0

5,0

6,0

7,0

8,0

8,8

10,6

12,0

12,0


Задача 5.9. Для измерения расхода воды в трубопроводе установлена диафрагма. Диаметр отверстия – d0, разность уровней ртути в дифманометре – hp. Определить расход воды. Коэффициент расхода диафрагмы μ = 0,82. Скоростным напором перед диафрагмой пренебречь.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

hp мм

280

260

320

220

180

360

240

300

380

420

d0 мм

52

50

80

60

100

75

66

70

82

56


Задача 5.10. В бак, разделенный на две секции перегородкой, в которой установлен цилиндрический насадок диаметром d и длиной l = 4d, поступает жидкость Ж в количестве Q при температуре 20 ºС. Из каждой секции жидкость самотеком через данные отверстия диаметром d вытекает в атмосферу. Определить распределение расходов, вытекающих через левый отсек Q1 и правый отсек Q2, если течение является установившемся.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ж

К

В

К

В

К

В

К

В

К

В

Q л/с

2,8

1,9

2,2

2,4

2,7

3,1

3,4

2,9

3,2

3,5

d мм

25

32

40

32

45

40

40

25

25

40


Пояснения к решению задач 5.1÷5.10

Задачи 5.1÷5.10 посвящены истечения жидкости через отверстия, насадки и водосливы.

При решении задач 5.1; 5.2; 5.9; 5.10 необходимо воспользоваться формулами истечения жидкости через отверстия и насадки

(5.1)

Для круглого отверстия в круглой стенке μ = 0,62, для цилиндрического насадка μ = 0,82 и т.п.

Задача 5.3 посвящена истечению жидкости через насадок и под переменным напором. Время, в течение которого уровень жидкости в цилиндрическом сосуде понизится на величину Н, может быть определено из формулы

(5.2)

где ω0 – площадь поперечного сечения сосуда;

ω – площадь поперечного сечения насадка;

Н2 = Н1Н2 .

Задача 5.4 решается с учетом того, что расход воздуха через диафрагму диаметром dо определяется по формуле (сжимаемостью воздуха пренебрегаем)

(5.3)

Расход через сопло:

(5.4)

При установившемся движении :

Поэтому:

(5.5)

Принимаем μ = μс= 0,72. Тогда

(5.6)

где р = ρgh;

h – показание пьезометра;

ρ – плотность жидкости, залитой в пьезометр.

Если заданы h, ρ, то находим р, а из формулы (5.6) – χ. Из рисунка видно, что а = ао – χ. Устройство, представленное на рисунке к задаче (5.4), применяется для измерения линейных размеров изделий.

При решении задачи 5.5 аналогично можно воспользоваться уравнениями расходов

(5.7)

Отсюда

(5.8)

При атмосферном давлении плотность воздуха можно принимать ρ = 1,2 кг/м3. Тогда, определив давление р, найдем расход Q.

Задачи 5.6; 5.7;5.8 – относятся к теме истечения жидкости через водосливы.

Расход воды через водослив с тонкой стенкой определяется по формуле

(5.9)

где коэффициент расхода водослива

m = 0,402 + 0,54Н/Р, (5.10)

Здесь Н – напор на водосливе; Р – высота стенки водослива.

Если бытовая глубина в нижнем бьефеhб > P и z/P < 0,7 (z – перепад на водосливе), то водослив будет затопленным и для определения расхода Q необходимо воспользоваться формулой

(5.11)

По Базену коэффициент подтопления

(5.12)

где hП – превышение отметки в лишнем бьефе над гребнем водослива, hП = hбP.

Для водослива с широким порогом:

(5.13)

Если скорость подхода к водосливуυ = 0,5 м/с, то напор на водосливе с широким порогом

Коэффициент расхода m зависит от очертания входного ребра. Для порога с острой входной кромкой

(5.14)

Для порога с закругленной входной кромкой

(5.15)

При наличии бокового сжатия, когда b < B,

(5.16)

ЕслиhП = hбP > 0,8Но, то водослив с широким порогом будет подтопленным и в этом случае расход

(5.17)

По справочным данным, коэффициент подтопления σП можно определить из таблицы.

hП

0,8

0,85

0,9

0,92

0,94

0,96

0,98

σП

1,0

0,98

0,88

0,78

0,73

0,63

0,5

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]