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 №6

Тема: Равномерное движение в открытых руслах.

Задача 6.1. Определить глубину h и площадь гидравлически наивыгоднейшего сечения канала трапецеидальной формы для пропуска воды, если ее расход равен Q, уклон дна канала - I, коэффициент шероховатости - n, коэффициент бокового откоса m = 1,5. (см. рис. к задаче 6.2)

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Q м3

12,0

5,0

8,0

4,0

15,0

6,2

7,8

7,0

9,2

3,8

I*10-3

0,6

0,4

0,8

0,5

0,9

0,2

0,7

0,8

0,8

0,4

n

0,032

0,030

0,025

0,020

0,013

0,040

0,030

0,025

0,030

0,035


Задача 6.2. Определить уклон дна канала, необходимый для пропуска расхода воды Q при глубине h1, ширине b, коэффициенте бокового откоса m = 1,2 и коэффициенте шероховатости n = 0,020.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Q м3

10,0

2,6

3,2

4,6

3,8

5,0

6,2

4,5

8,0

9,0

b мм

3,0

1,2

1,4

1,5

1,6

2,0

2,2

1,8

2,8

3,2

h мм

1,5

1,0

1,2

1,3

1,2

1,4

1,6

1,0

1,0

2,4


К задаче 6.2


Задача 6.3. Определить ширину канала трапецеидальной формы, если расход воды равен Q, глубина - h, уклон - I, коэффициент бокового откоса m = 1,5, а коэффициент шероховатости n = 0,014. (см. рис. к задаче 6.2)

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Q м3

4,8

4,2

3,6

3,8

4,0

5,0

5,6

5,8

6,2

6,8

h м

1,6

1,2

1,1

1,2

1,4

1,8

1,8

2,0

2,2

2,4

l*10-3

1,0

0,8

0,7

0,6

0,9

0,4

0,3

0,4

0,2

0,5


Задача 6.4. Определить, при какой глубине h земляной канал трапецеидальной формы пропустит расход Q, если ширина канала по дну b, коэффициент откоса m, уклон дна канала I, коэффициент шероховатости n.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Q м3

20

10

40

30

22

6

13

10

12

15

b м

5

4

8

10

6

2

2,5

3

4

4,5

m

1,5

2,0

1,5

3,0

2,0

1,5

1,5

2,0

2,0

1,5

I*10 -3

0,8

0,4

0,3

0,5

0,6

8

7

4

9

1

n*10 -3

35

30

25

400

25

25

35

25

40

30


Задача 6.5. Определить расход воды Q в лесосплавном лотке (канале), имеющем ширину по дну b, уклон дна I, коэффициент откоса m, коэффициент шероховатости n, глубины h1 и h2.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

I*10-3

0,4

0,5

0,7

0,6

1,2

0,8

1,3

0,9

1,4

1,0

b м

0,2

9

4

4

2,5

3

0,8

1

6

0,7

m

2,0

1,5

1,25

1,0

1,5

1,5

2,0

1,25

2,5

2,0

h1 м

0,5

0,3

0,2

0,3

0,25

0,4

0,6

0,5

0,8

0,7

h2 м

0,5

0,4

0,5

1,0

0,6

0,8

0,9

1,0

1,2

1,3


Задача 6.6. Определить уклон канала прямоугольного сечения, необходимый для пропуска расхода Q при глубине h и ширине b. Коэффициент шероховатости n = 0,017.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Q м3

2,0

3,0

4,0

3,8

5,0

6,0

4,0

8,0

9,0

10,0

h м

1,0

1,20

1,25

1,30

1,40

1,45

1,50

1,60

1,3

1,4

b м

1,5

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2,0

2,0

2,2


Задача 6.7. Определить необходимую глубину канала треугольного сечения hдля пропуска расхода Q при уклоне l = 0,001, коэффициенте шероховатости n = 0,025 и коэффициенте откоса m.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Q м3

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,2

1,3

2,0

1,5

m

1,5

2,0

2,0

1,5

2,0

2,0

2,5

1,5

2,0

2,5


Задача 6.8. Определить глубину и площадь гидравлически наивыгоднейшего сечения канала трапецеидальной формы для пропуска расхода Q, если уклон дна равен I, коэффициент бокового откоса - m, а коэффициент шероховатости канала - n.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Q м3

12

5

8

4

15

6

6

7

9

3

I*10-4

6

4

8

5

9

2

7

8

8

4

n*10 -3

30

25

20

13

40

30

25

30

35

30

m

1,5

1,5

2,0

3,0

2,0

1,5

1,5

2,0

1,5

2,0


К задаче 6.8


Задача 6.9. Определить, при какой глубине канала h трапецеидальной формы расход воды - Q, если ширина канала по дну равна b, коэффициент бокового откоса – m, уклон дна - I, коэффициент шероховатости канала n = 0,030. (см. рис. к задаче 6.8)

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Q м3

15

20

10

40

30

22

6

13

10

12

b м

4,5

5,0

4,0

8,0

10,0

6,0

2,0

2,5

3,0

4,0

m

1,5

1,5

2,0

1,5

3,0

2,0

1,5

1,5

2,5

2,0

I*10-4

10

8

4

3

5

6

8

7

4

9


Задача 6.10. Определить расход воды в канале, если уклон дна канала равен I, глубина - h,ширина - b, коэффициент бокового откоса - m. Коэффициент шероховатости канала n = 0,025. (см. рис. к задаче 6.8)

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

I*10-4

10

2

9

12

15

16

8

5

6

7

h м

1,5

2,2

1,5

1,4

1,2

1,4

2,1

1,6

1,8

2,0

b м

2,0

2,5

1,4

2,0

2,1

1,8

1,5

1,8

2,2

2,4

m

2,0

1,5

2,0

2,5

2,2

2,2

1,5

1,8

1,7

1,5


Пояснения к решению задач 6.1÷6.10

Для решения задач 6.1 и 6.8 нужно задаться рядом значений h и для каждого из них с помощью формул, приведенных в учебнике [6, с. 186-190], последовательно определить β, ω, R, C, K = ωС√R. Величину y при этом можно определять по одной из упрощенных формул, приведенных в учебнике [6, c. 89-90]. При определении β и R следует использовать формулы (429) и (430), которые справедливы только для каналов с гидравлически наивыгоднейшими сечениями. По полученным данным нужно построить график К = f (h), затем определить расчетное значение расходной характеристики КР = Q / √J и по этому значению из графика К = f (h) найти искомое расчетное значение глубины канала hР, а по формуле (428) определить ωР. Проверка канала на размыв и заиливание заключается в проверке удовлетворения скоростью условия нормальной работы канала:

.

Задачи 6.4, 6.7, 6.9 решаются так же, как и задача 6.1, с той лишь разницей, что величины ω и R определяются по формулам, применимым к каналам, сечение которых не является гидравлически наивыгоднейшим; формулы (123) - (129) [6, c. 68].

Задачи 6.2, 6.3, 6.5, 6.6, 6.10 решаются с помощью соотношения Q = K√J. Расходная характеристика K = ωС√R однозначно определяется, поскольку размеры сечения канала и коэффициент шероховатости стенок канала заданы.

ЗАДАНИЕ №7

Тема: Работа насосов на сеть.

Задача 7.1. Центробежный насос, характеристика которого задана в таблице, подает воду на геометрическую высоту Hг. Температура подаваемой воды T = 20 °С. Трубы всасывания и нагнетания соответственно имеют диаметр dв и dн, а длину lв и lн. Эквивалентная шероховатость ∆э = 0,06 мм. Избыточное давление в нагнетательном резервуаре в процесс работы насоса остается постоянным и равно p0.

При построении характеристики насосной установки из местных гидравлических сопротивлений учесть плавные повороты труб с радиусами R = 2d, сопротивление задвижки с коэффициентом местного сопротивления ζз и вход в резервуар.

Найти рабочую точку при работе насоса на сеть. Определить, как изменяются напор и мощность насоса при уменьшении задвижкой подачи воды на 20 %.

Величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Характеристики насоса

Q л/с

0,0

0,30

0,50

0,70

0,90

1,10

1,30

1,50

1,70

1,90

H м

12,0

11,7

11,5

11,2

10,8

10,2

9,30

8,10

6,00

1,80

η %

0,0

34,0

50,0

60,0

65,0

69,0

70,0

68,0

62,0

51,0

Данные задачи

Hгм

0,0

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

5,50

lв м

4,50

4,00

5,00

5,50

6,00

6,50

5,00

4,50

5,00

10,0

lн м

10,0

9,50

18,0

15,0

17,0

20,0

22,0

25,0

29,0

30,0

dв мм

40

40

32

40

32

25

32

40

32

40

dн мм

20

25

20

25

16

25

20

25

32

32

p0 кПа

25,0

50,0

40,0

35,0

30,0

25,0

20,0

10,0

5,0

0,0

ζз

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,70

0,65

0,75


К задаче 7.1


Задача 7.2. Центробежный насос, характеристика которого задана в таблице, работает в системе, перекачивая воду, температура которой T = 20 °С, из закрытого резервуара А в открытый резервуар Б. Стальные трубы всасывания и нагнетания соответственно имеют диаметр dв и dн, длину lв и lн, а их эквивалентная шероховатость ∆э = 0,1 мм. Перепад горизонтов в резервуарах равен Нг, а избыточное давление в резервуаре А равно p0.

Найти рабочую точку при работе насоса в установке (определить напор, подачу и мощность на валу насоса).

При построении характеристики насосной установки из местных гидравлических сопротивлений учесть в крутых поворотах и при входе нагнетательного трубопровода в резервуар.

Величина

Номер варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Характеристики насоса

Q л/с

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

H м

13,0

14,0

14,3

14,0

13,1

11,8

10,0

5,50

4,00

3,50

η %

0,0

27,0

40,0

50,0

58,0

62,0

60,0

51,0

35,0

20,0

Данные задачи

Hгм

0,0

14,0

5,00

-2,00

6,00

0,0

13,0

12,5

-1,50

12,0

lв м

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

20,0

19,0

17,0

15,0

13,0

lн м

45,0

40,0

35,0

30,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

dв мм

63

80

50

50

63

80

63

80

40

80

dн мм

40

50

50

40

50

40

50

50

40

50

p0 кПа

0,0

80,0

10,0

10,0

0,0

15,0

50,0

60,0

-25,0

20,0


К задаче 7.2


Задача 7.3(а) и 7.4(б). Два последовательно (а) или параллельно (б) соединенных центробежных насоса установлены близко друг от друга, работают на один длинный трубопровод длиной l и диаметром d. Геометрический напор установки Нг в процессе работы остается неизменным.

Найти рабочую точку при работе насоса на трубопровод. Определить мощность каждого из насосов, если они перекачивают воду, температура которой 20 °С. Эквивалентная шероховатость ∆э = 0,50 мм. Так как насосы находятся близко один от другого, а трубопровод длинный, сопротивлением всасывающих и соединяющих насосы трубопроводов можно пренебречь.

Характеристики насосов указанны в таблице.

К задаче 7.3(a)

К задаче 7.4(б)


Заданная

величина

Номер варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

№ Н1

1

2

5

2

4

5

7

3

7

6

№ Н2

1

3

4

2

6

5

6

2

7

4

Способ соединения

параллельно

последов.

параллельно

последов.

параллельно

Нг м

12,0

10,0

65,0

42,0

50,0

20,0

67,0

39,0

25,5

48,0

l м

110

140

190

170

450

550

670

105

380

500

d мм

65

90

100

70

200

150

150

60

175

180


Характеристики центробежных насосов

№ насоса

Параметр

Числовое значение

1

Q л/с

0

1,6

3,0

3,9

4,5

H м

20,0

20,3

17,4

14,5

12,0

η %

0

44,0

55,5

53,0

47,0

2

Q л/с

0

2,0

5,5

8,3

10,0

H м

33,7

34,5

30,8

24,0

19,0

η %

0

45,0

64,0

63,5

58,0

3

Q л/с

0

3,0

5,5

6,1

7,0

H м

20,0

21,0

18,5

17,5

16,0

η %

0

56,0

68,0

66,0

60,0

4

Q л/с

0

4,0

8,3

16,7

19,5

H м

62,0

64,0

62,0

50,0

44,5

η %

0

35,0

54,4

66,3

63,0

5

Q л/с

0

4,0

8,3

12,5

15,0

H м

34,0

35,2

34,8

31,0

27,0

η %

0

40,0

62,0

71,0

71,5

6

Q л/с

0

10

19,4

25,0

33,4

H м

62,0

63,3

59,0

54,9

43,0

η %

0

48,0

65,5

71,0

66,0

7

Q л/с

0

10,0

18,0

25,0

33,4

H м

37,0

39,0

37,7

34,6

28,0

η %

0

53,0

72,0

78,0

74,5


Задача 7.5.Для подачи воды из заборного в напорный бак применен центробежный насос ЧК-12, характеристика которого представлена на рисунке. Диаметры всасывающего и напорного трубопроводов d = 100 мм, а длины - lв и lн. Коэффициент сопротивления всасывающего клапана ζк = 5, коэффициент сопротивления задвижки, установленной на напорном трубопроводе, ζз = 10. Эквивалентная шероховатость труб ∆ = 0,2 мм. Определить подачу, напор и мощность, подведенную к насосу, а также вакуум на входе в насос. Геометрическую высоту Нг принять равной 10 м.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

lв м

7,2

12,0

10,0

4,6

8,6

10,8

8,2

6,3

8,4

5,8

lн м

75

112

86

120

150

135

80

80

160

130

h м

5,5

3,5

2,4

2,8

3,2

3,6

3,8

4,2

5,2

6,2


К задаче 7.5


Характеристика насоса ЧК-12

Задача 7.6. Определить напор, подачу, а также мощность на валу центробежного насоса ЧК-6, характеристика которого представлена на рисунке. Если геометрическую высота подъема воды равна Нг, свободный напор в конце напорного трубопровода hсв, длина всасывающего и напорного трубопровода равна l, диаметр трубы d = 100 мм. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,025. Принять коэффициент сопротивления всасывающего клапана ζк = 5, коэффициент сопротивления задвижки ζз = 8,2.

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

l м

75,0

45,0

50,0

55,0

65,0

70,0

80,0

85,0

55,0

110

Нг м

28

30

20

10

20

30

15

20

17

25

hсв м

30

20

40

28

36

24

37

22

45

25


К задаче 7.6

Характеристика насоса ЧК-6


Задача 7.7. Определить напор, подачу, а также мощность на валу центробежного насоса ЧК-6, характеристика которого представлена на рисунке к задаче 6.5. Геометрическая высота подъема воды - Нг, длина всасывающего и напорного трубопровода равна l, диаметр трубы d = 80 мм. Принятькоэффициент гидравлического трения λ = 0,025, коэффициент сопротивления всасывающего клапана ζк = 5,2, а задвижки ζз = 8,0 (см. рис. к задаче 7.5.)

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Нг м

24

25

20

15

10

12

22

26

16

18

l м

45,0

85,0

56,0

15,0

25,0

30,0

80

70,0

120

50,0


Задача 7.8. Определить напор, подачу, а также мощность на валу центробежного насоса ЧК-12, характеристика которого представлена на рисунке к задаче 6.4. Геометрическая высота подъема воды - Нг, длина всасывающего и напорного трубопровода равна l, диаметр трубы d = 80 мм. Принятькоэффициент гидравлического трения λ = 0,025, коэффициент сопротивления всасывающего клапана ζк = 5,2, а задвижки ζз = 8,0 (см. рис. к задаче 7.6.)

Заданная

величина

Номер варианта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Нг м

4,5

8,5

5,6

1,5

2,5

3,0

2,0

2,8

1,2

3,3

l м

19

20

15

10

5

7

17

21

11

13

Задача 7.9. Центробежный насос, характеристика которого задана в таблице, подает воду на геометрическую высоту Hг. Трубы всасывания и нагнетания соответственно имеют диаметр dв и dн, а длину lв и lн. Температура подаваемой воды T °С. Найти рабочую точку при работе насоса на сеть. Определить, как изменяются напор и мощность насоса при уменьшении задвижкой подачи воды на 25 %.

При построении характеристики насосной установки из местных гидравлических сопротивлений учесть плавные повороты труб с радиусами R = 2d.

Величина

Номер варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Характеристики насоса

Q л/с

0,0

0,30

0,50

0,70

0,90

1,10

1,30

1,50

1,70

1,90

H м

12,0

11,7

11,5

11,2

10,8

10,2

9,30

8,10

6,00

1,80

η %

0,0

34,0

50,0

60,0

65,0

69,0

70,0

68,0

62,0

51,0

Данные задачи

Hгм

1,50

7,00

6,50

6,00

5,50

5,00

5,50

4,00

3,50

7,50

lв м

3,00

4,00

5,00

6,00

5,00

4,00

3,00

2,00

4,00

5,00

lн м

10,5

9,00

8,00

17,0

16,0

15,0

26,0

27,0

28,0

20,0

dв мм

40

50

40

32

40

32

40

32

25

50

dн мм

20

25

32

25

25

20

32

32

25

40

T °С

60

55

50

45

40

35

30

25

20

30

Материал труб

Сталь холоднотянутая

Сталь горячекатаная

Сталь нержавеющая

Сталь сварная, новая

Сталь холоднокатаная


К задаче 7.9


Задача 7.10. Центробежный насос, характеристика которого задана в таблице, работает на трубопровод, перекачивая воду из резервуара А в резервуар Б. Стальные трубы всасывания и нагнетания соответственно имеют диаметр dв и dн, длину lв и lн. Температура перекачиваемой воды T °С; перепад горизонтов в резервуарах А и Б равен ∆Н. Найти рабочую точку при работе насоса на сеть (определить напор, подачу и мощностьнасоса).

У к а з а н и я: 1. При отрицательном перепаде горизонтов резервуар Б находится ниже резервуара А. 2. При построении характеристики насосной установки местными гидравлическими сопротивлениями можно пренебречь.

Величина

Номер варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Характеристики насоса

Q л/с

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

H м

13,0

14,0

14,3

14,0

13,1

11,8

10,0

7,50

4,00

3,50

η %

0,0

27,0

40,0

50,0

58,0

62,0

60,0

51,0

35,0

25,0

Данные задачи

Нм

4,00

3,50

-2,0

-1,50

-1,0

0,00

4,00

3,00

6,00

6,50

lв м

16

15

14

13

12

14

16

15

13

10

lн м

18

27

36

35

34

43

42

41

40

30

dв мм

80

70

60

70

80

70

70

80

70

60

dн мм

40

50

50

60

50

60

60

50

60

32

T °С

40

35

30

25

22

20

18

15

15

20


К задаче 7.10


Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]