Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Gidrogaz.doc
Скачиваний:
104
Добавлен:
27.05.2015
Размер:
1.97 Mб
Скачать

2.2 Приклади

Приклад 2.1. Визначити висоту стовпа води в п’єзометрі над рівнем рідини в закритій посудині (рис.2.1). Тиск на вільній поверхні води в посудині р1 = 1,06 ат, температура води t0 = 20 0С.

Рішення

У СІ тиск газу в закритій посудині дорівнює:

р1 = 1,069,81104 = 103986 Па.

Густина води в при 20 0С складає 998, 2 кг/м3 (додаток 6). Приймаємо атмосферний тиск рбар рівним

99,5 кПа. У відповідності з наслідком із закону Рис. 2.1 Паскаля тиск у всіх точках перетину n-n однаковий. Тобто, тиск у точці А, що знаходиться у відкритому п’єзометрі на рівні вільної поверхні води в посудині, дорівнює рА, і дорівнює тиску газу в посудині на вільну поверхню рідини:

рА = р1.

Відповідно до формули (2.3) тиск у точці А дорівнює:

рА = рбар + gh.

Отже

р1 = рбар + gh.

Звідси

h = === 0,42 м.

Висота h є мірою надлишкового тиску газу у резервуарі.

Приклад 2.2. Визначите висоту наливу нафти h у резервуарі, що відкритий у атмосферу, якщо манометр, установлений на 1 м вище днища, показує тиск 50 кПа, а густина нафти    кг/м3 (рис..2.2).

Рішення

Відповідно до основного гідростатичного закону тиск у точці С дорівнює:

рс = рбар + ghм

Рис. 2.2

З іншого боку, виходячи з показання манометру, тиск у точці С становить:

рс = рбар + рман.

Дорівнюючи ці вираження для тиску у точці С маємо:

рман = ghм.

Звідси

hм = == 5,55 м.

Висота наливу нафти у резервуарі становить, м

h = hм + 1 = 5,55 + 1 = 6,55.

2.3 Завдання для самостійної роботи

Задача № 2.1

Знайти абсолютний і надлишковий тиск на вільній поверхні в закритій посудині (рис. 2.3) з рідиною густиною , якщо рівень рідини у відкритому п’єзометрі вище рівня рідини в посудині на h. Атмосферний тиск рбар = 750 мм рт. ст.

Рис. 2.3

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

, кг/м3

750

1000

790

1100

860

h, м

2,0

0,5

0,3

0,9

1,5

Задача № 2.2

Визначити висоту стовпа рідини у відкритому п’єзометрі h, якщо вакуумметричний тиск газу на вільній поверхні в закритій посудині р0(вак). П’єзометр, підключений у точці С, зануреної під рівень вільної поверхні на глибину Н (рис. 2.4). Густина рідини . Атмосферний тиск рбар дорівнює 1105 Па.

Рис. 2.4

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

Н, м

2,1

1,2

1,5

0,6

0,9

, кг/м3

1000

900

860

792

750

р0( вак), кгс/см2

0,10

0,04

0,08

0,02

0,05

Задача № 2.3

Посудина заповнена рідиною густиною . Знайти повний тиск на вільній поверхні, якщо відомі h1 і h2 (рис. 2.5). Атмосферний тиск прийняти рбар = 1105 Па.

Рис. 2.5

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

, кг/м3

750

1000

700

1250

860

h1, см

40

70

10

15

35

h2, см

50

90

40

65

7

5

Задача 2.4

До резервуара, заповненому газом з тиском р0, приєднаний рідинний вакуумметр, другий кінець якого занурений у посудину з робочою рідиною густиною р. Визначите повний і вакуумметричний тиск газу у резервуарі, якщо робоча рідина піднялася по трубці на висоту hвак. Атмосферний тиск рбар = 99,4 кПа.

Рис. 2.6

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

р, кг/м3

13600

1000

900

13600

1250

hвак, см

25

30

60

40

90

Задача 2.5

Абсолютний тиск газу у середині резервуару р0 (рис. 2.6). Визначите висоту hвак, на яку підніметься робоча рідина густиною р у вакуумметрі, якщо атмосферний тиск рбар дорівнює 1,02 кгс/м2.

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

р, кг/м3

13600

1000

860

1250

13600

р0, мм рт. ст.

550

701

744

676

365

Задача 2.6

Визначити манометричний і абсолютний тиск у балоні А, якщо відомі висоти h1 і h2 (рис. .2.7). Густина рідини в балоні А і лівій трубці 1, а в правій трубці  2. Атмосферний тиск рбар дорівнює 1,0 кгс/м2.

Рис. 2.7

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h1, см

70

70

40

45

85

h2, см

50

60

10

35

35

1, кг/м3

880

1,29

1260

790

1,45

2, кг/м3

13600

1000

13600

1020

830

Задача 2.7

Чому буде дорівнювати висота стовпа робочої рідини в диференціальному манометрі h2 (рис.2.7), якщо манометричний тиск рідини густиною 1 у балоні АрА (ман)? Висота стовпа рідини густиною 1 дорівнює h1.

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

рА (ман), ат

0,5

0,02

0,4

0,04

0,08

h1, см

55

30

40

50

80

1, кг/м3

800

1,29

1260

750

1,40

2, кг/м3

13600

1000

13600

1020

880

Задача 2.8

Яке показання h2 U – образного ртутного манометра (рт = 13600 кг/м3), підключеного до резервуару з рідиною (рис.2.8), якщо відомі (h1 + h2) і густина рідини у резервуарі . Повний тиск на вільній поверхні рідини р0. Атмосферний тиск рбар дорівнює 750 мм рт. ст.

Рис. 2.8

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

(h1 + h2), мм

400

500

800

600

300

, кг/м3

1000

700

1260

880

1020

р0, кгс/см2

1,10

1,60

1,40

1,25

1,15

Задача 2.9

U – образний ртутний манометр (рт = 13600 кг/м3), підключений до резервуару, заповненого рідиною густиною (рис. 2.8). Визначити абсолютний тиск на поверхні рідини у резервуарі р0, якщо відомі h1 і h2. Атмосферний тиск рбар дорівнює 1,0 кгс/м2.

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h1, мм

150

250

100

500

250

h2, мм

250

200

450

100

400

, кг/м3

1000

700

800

1260

1020

Задача 2.10

U – образний ртутний манометр (рт = 13600 кг/м3), підключений до резервуара, заповненому рідиною густиною (рис. 2.8). Визначити висоту ртутного стовпа h2, якщо відома висота h1. Абсолютний тиск на поверхні рідини в резервуарі становить р0.. Атмосферний тиск рбар становить 1,0 ат.

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h1, мм

252

150

450

300

100

р0, кгс/см2

1,0

1,2

1,6

1,25

1,4

, кг/м3

1000

700

1260

880

1020

Задача 2.11

Визначити повний рА і манометричний тиск рА(ман) у точці А трубопроводу (рис. 2.9). Різниця рівнів робочої рідини в трубках диференціального манометра h2. Центр трубопроводу розташований на h1 нижче лінії розділу рідин. Густина рідини в балоні А1, а робочої рідини в диференціальному

Рис. 2.9 манометрі 2. Атмосферний тиск рбар 1,0 ат.

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h1, см

40

50

45

35

70

h2, см

25

60

40

55

50

1, кг/м3

1000

790

880

750

700

2, кг/м3

13600

1830

1260

1020

998

Задача 2.12

Визначити різницю рівнів робочої рідини в трубках диференціального манометра h2. Центр трубопроводу А розташований на h1 вище лінії розділу рідин (рис. 2.10). Густина рідини в балоні А1, а робочої рідини в диференціальному манометрі  2. Манометричний тиск у трубопроводі А становить рА(ман).

Рис. 2.10

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

рА (ман), Н/м2

37278

19620

7848

4905

49050

h2, см

40

20

70

50

80

1, кг/м3

1000

700

860

720

998

2, кг/м3

13600

1830

1260

1020

13600

Задача № 2.13

Визначити, на якій висоті z встановиться рівень рідини у вимірювальному приладі, якщо манометричний тиск у трубі рА (ман). Різниця рівнів робочої рідини в трубках U – образного манометра h (рис. 2.11). Атмосферний тиск рбар дорівнює 1,0 ат.

Рис. 2.11

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

рА (ман), Н/м2

39240

9810

14715

7848

21582

h, см

24

20

45

50

15

1, кг/м3

1000

1000

00700

860

720

2, кг/м3

13600

1830

1260

1020

13600

Задача № 2.14

Визначити вакуум у резервуарі А (рис. 2.12), якщо відомі висоти h1 і h2. Густина дорівнюють 1, 2. і 3. Атмосферний тиск рбар складає 1,02 кгс/м2.

Рис. 2.12

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h1, мм

100

150

300

200

200

h2, мм

200

250

500

500

250

2, кг/м3

13600

980

1830

1260

13600

3, кг/м3

1000

880

730

700

900

Задача 2.15

Визначити різницю тисків у резервуарах А и В (рис. 2.13), заповнений рідиною густиною 1. Показання диференціального манометра, заповненого робочою рідиною густиною 2, становить h.

Рис. 2.13

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h, см

7

16

50

20

14

1, кг/м3

750

700

1000

800

850

2, кг/м3

13600

1260

13600

1030

960

Задача № 2.16

Визначити показання диференціального манометра h, заповненого робочою рідиною густиною 2. Різниця тисків у резервуарах А и В (рис. 2.14), заповнений газом густиною 1 складає (рВрА).

Рис. 2.14

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

(рВрА), Па

49050

8610

480

4320

9600

1, кг/м3

1,29

0,62

0,50

0,86

1,10

2, кг/м3

13600

1000

700

800

960

Задача № 2.17

Визначити різницю тисків у резервуарах В и А (рис. 2.15), заповнений рідиною густиною 1. Показання диференціального манометра, заповненого робочою рідиною густиною 2, дорівнює h. Центр трубопроводу В розташований на z вище центра трубопроводу А.

Рис. 2.15

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h, мм

70

260

500

600

400

1, кг/м3

750

700

1000

800

850

2, кг/м3

13600

1260

13600

1830

960

z, см

7

15

85

20

5

Задача № 2.18

Визначити показання диференціального манометра h, заповненого робочою рідиною густиною 2. Різниця тисків у резервуарах А и В (рис. 2.16), заповнених газом густиною 1 складає (рАрВ). Центр трубопроводу А розташований на z вище центра трубопроводу В.

Рис. 2.16

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

(рАрВ), кПа

4,91

8,60

0,53

4,31

9,08

1, кг/м3

1,29

0,62

0,50

0,86

1,10

2, кг/м3

1860

1020

780

880

900

z, см

70

15

85

55

30

Задача № 2.19

По диференціальному манометрі визначити тиск р, якщо відомі густини рідин  і 2. Відстань між рівнями в диференціальному манометрі h, а атмосферний тиск на відкритій поверхні рбар дорівнює 1,02 ат. (рис. 2.17).

Рис. 2.17

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

6

h, мм

100

250

300

150

250

350

h1, мм

300

200

300

300

300

300

h2, мм

330

500

350

250

340

500

1, кг/м3

980

1000

700

920

850

760

2, кг/м3

1860

13600

1030

1260

1000

990

Задача 2.20

Визначити різницю тисків у балонах А и В (рис. 2.18). Показання оберненого диференціального манометра h. У балонах знаходиться рідина густиною 1. Диференціальний манометр заповнений робочою рідиною густиною 2.

Рис. 2.18

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h, см

85

26

40

60

15

1, кг/м3

800

960

1000

1250

980

2, кг/м3

760

710

880

900

860

Задача № 2.21

Визначити показання оберненого диференціального манометра h, якщо різниця тисків у балонах А и В дорівнює (рАрВ) (рис. 2.19). У балонах знаходиться рідина густиною 1. Обернений диференціальний манометр заповнений робочою рідиною густиною 2.

Рис. 2.19

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

(рАрВ), Па

844

1900

3680

1400

2800

1, кг/м3

800

960

1000

1000

920

2, кг/м3

760

800

880

980

860

Задача 2.22

Перевищення точки В над точкою А дорівнює z (рис. 2.20). Обернений диференціальний манометр заповнений робочою рідиною густиною 2. Визначити різницю тисків у балонах при показанні оберненого диференціального манометра h. У балонах знаходиться рідина густиною 1.

Рис. 2.20

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h, см

85

45

20

30

15

z, см

15

15

20

40

10

1, кг/м3

800

1000

1000

1100

980

2, кг/м3

760

760

880

988

860

Задача № 2.23

Визначити показання оберненого диференціального манометра h (рис. 2.21). Різниця тисків у балонах дорівнює (рАрВ). У балонах знаходиться рідина густиною 1. Диференціальний манометр заповнений робочою рідиною густиною 2. Перевищення точки А над точкою В дорівнює z.

Рис.2.21

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

(рАрВ), Па

800

1860

1500

2310

1660

z, см

10

20

15

22

18

1, кг/м3

800

900

1000

980

920

2, кг/м3

760

800

880

700

860

Задача 2.24

Визначити за допомогою диференціального манометра різницю тисків у точках В и А двох трубопроводів, заповнених рідиною густиною 1 (рис. 2.22). Диференціальний манометр, заповнений робочою рідиною густиною 2. Різниця рівнів робочої рідини в трубках диференціального манометра h.

Рис. 2.22

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h, см

20

85

55

15

60

1, кг/м3

1000

720

800

700

820

2, кг/м3

13600

880

980

1000

1830

Задача 2.25

Диференціальний манометр заповнений робочою рідиною густиною 2 (рис. 2.23). Різниця тисків у точках А и В двох трубопроводів, заповнених рідиною густиною 1 складає (рАрВ). Визначити показання диференціального манометра h.

Рис. 2.23

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

(рАрВ), кПа

25,00

2,00

1,10

0,66

8,00

1, кг/м3

1000

760

800

760

810

2, кг/м3

13600

986

970

1000

1830

Задача 2.26

Яка установиться висота стовпа робочої рідини h на диференціальному манометрі (рис. 2.24). Різниця тисків у трубопроводах (рВрА). Центр трубопроводу А розташований на z вище центра трубопроводу В. Трубопроводи заповнені рідиною густиною 1. Диференціальний манометр заповнений робочою

Рис. 2.24 рідиною густиною 2.

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

(рВрА), Па

39300

1800

2002

3010

5670

z, см

10

20

15

22

18

1, кг/м3

1000

760

800

759

700

2, кг/м3

13600

985

975

1000

1830

Задача 2.27

Визначити різницю рівнів робочої рідини h у диференціальному манометрі (рис. 2.25). Різниця тисків у трубопроводах (рВрА). Центр трубопроводу В розташований на z вище центра трубопроводу А. Трубопроводи заповнені рідиною густиною 1. Диференціальний манометр заповнений робочою

Рис. 2.25 рідиною густиною 2.

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

(рВрА), Па

39600

3840

73575

2970

5710

z, см

50

20

55

22

10

1, кг/м3

1000

700

900

720

810

2, кг/м3

13600

1830

13600

1250

1830

Задача 2.28

У закритому, цілком заповненому водою (= 150С) резервуарі (рис. 2.26) надлишковий тиск у верхній його точці 1 виміряється манометром рман 1. Визначити:

а) показання п’єзометра h;

б) показання манометра рман 2, встановленого на глибині Н;

Рис. 2.26 в) абсолютний тиск на глибині Н.

Параметри

Варіанти

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

рман 1, кгс/см2

0,08

0,02

0,09

0,03

0,10

0,04

0,06

0,15

0,07

0,05

Н, м

307

1,5

2,6

0,8

3,4

2,0

0,5

1,9

3,3

0,6

рбар, мм рт. ст.

740

750

755

745

760

740

750

765

745

755

Задача 2.29

Закритий резервуар (рис. 2.27) заповнений рідиною густиною . Вакуумметр, встановлений на його кришці, показує тиск рвак. Манометр, встановлений на глибині Н від вільної поверхні рідини, показує тиск рман. Атмосферний тиск рбар складає 1,0 ат. Визначити:

а) абсолютний тиск на Н;

Рис. 2.27 б) густину рідини .

Параметри

Варіанти

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

рвак, кПа

8,1

15,2

7,4

9,3

6,5

9,0

14,0

8,9

7,9

5,7

Н, м

4,9

5,3

3,0

4,0

3,5

4,2

3,9

4,3

2,3

1,9

рман, ат

0,28

0,45

0,30

0,35

0,26

0,24

0,25

0,29

0,14

0,11

Задача 2.30

Пружинний манометр, підключений до резервуара з водою на висоті h від дна (рис. 2.28). Центр манометра знаходиться вище точки підключення його до резервуара на z. Визначити повний і надлишковий тиск на дно, а також повний тиск у точці підключення манометра при показанні манометра рман. Температура води в резервуарі 10 0С. Атмосферний тиск рбар складає 1105 Па.

Рис. 2.28

Параметри

Варіанти

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

z, м

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,9

0,7

0,5

0,3

0,1

рман , кгс/см2

0,9

0,7

0,5

0,3

0,1

0,8

0,6

0,4

0,2

1,0

h, м

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

Задача 2.31

Середня температура газів у печі дорівнює 250 оС, а висота труби для відводу газів Н = 15 м. Температура зовнішнього повітря 15оС, барометричний тиск 101,3 кПа (рис. 2.29). Визначити перепад тиску на трубній заслінці Д.

Рис. 2.29

Задача № 2.32

Тиск у робочій камері кесона (рис. 2.30) залежить від глибини його занурення h. Визначити манометричний тиск повітря у камері кесона при глибині h. Густина води .

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h, м

30

25

10

15

29

, кг/м3

1020,0

1010,0

999,7

999,1

998,2

Задача № 2.33

Тиск у робочій камері кесона (рис. 2.30) залежить від глибини його занурення h. Визначити припустиму глибину занурення h кесона за умови, що манометричний тиск у його камері не перевищує рман. Густина води .

Рис. 2.30

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

рман, кгс/см2

2,5

3,1

207

1,0

1,5

, кг/м3

1020,0

1010,0

999,7

999,1

998,2

Задача № 2.34

Відкриті сполучені посудини заповнені різними рідинами (рис. 2.31) густиною 1 і 2. Різниця рівнів рідин у посудинах h. Обчислити відстань від лінії розділу рідин до рівня рідини в кожній посудині h1 і h2.

Рис. 2.31

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h, см

10

15

25

82

77

1, кг/м3

770

880

800

1252

1870

2, кг/м3

1250

1220

1250

13600

13600

Задача № 2.35

Відкриті сполучені посудини заповнені різними рідинами (рис. 2.31) густиною 1 і 2. Обчислити різницю рівнів рідин у посудинах h. Відстань від лінії розділу рідин до рівня рідини в лівій посудині h1.

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

h1, см

40

70

10

15

85

1, кг/м3

750

800

1250

1100

890

2, кг/м3

1250

1100

13600

13600

1250

Задача № 2.36

Урезервуарі, що розділений на дві частини перегородкою з отвором у нижній частині, перебуває вода с температуроюі(рис. 2.32). Визначити різницю рівнівh, за яких не відбуватиметься перетікання рідини поміж секціями, якщо задані h та а.

Рис. 2.32

Параметри

Варіант

1

2

3

4

5

, 0С

15

4

10

20

11

, 0С

75

80

95

100

85

h, м

2,0

2,5

3,0

1,8

1,5

а, м

0,2

0,4

0,3

0,1

0,2

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]