Задача 2
На прямом участке реки одновременно сделаны замеры поперечного сеченияи определены живые сечения в плоскостях А,В,С (рис.2). При этом ωа=50м2; ωв=60м2; ωс=65,5м2; Расход воды в момент определения живых сечений составлял Q =( 60+ № варианта) м3/с. Определить средние скорости в сечениях А,В,С.
А
В
С
Указания к решению задачи:
Запишите уравнение неразрывности потока для сечений А,В,С.
Vа ·ωа= Vв ·ωв=……
Выведите формулы скорости
Вопросы для самоконтроля
Напишите уравнение неразрывности для элементарной струйки и потока жидкости.
Каков геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли?
Что называется гидравлическим и пьезометрическим уклоном?
Чем отличается уравнение Бернулли для потока реальной жидкости от уравнения Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости?
Что называется полной удельной энергией потока?
Поясните смысл коэффициента Кориолиса в уравнении Бернулли.
В каких измерительных приборах используются закономерности уравнения Бернулли?
Поясните принцип действия трубки Пито и водомера Вентури.
Практическая работа № 4
Тема: Решение типовых задач по определению режимов движения жидкости и потерь напора (местных и по длине).
Цель: Выработка умений самостоятельной работы по определению режимов движения жидкости и потерь напора: местных и по длине.
Задача № 1
Определить потери напора в прямолинейном
стальном трубопроводе диаметром d и
длиной
при пропуске расхода Q.
Значение эквивалентной абсолютной
шероховатости принять Δэ=0,1мм.
Значение коэффициента кинематической
вязкости воды ν=0,000013м2/с
Исходные данные в табл. №1
Таблица №1
Вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
d, мм |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
550 |
560 |
570 |
580 |
590 |
,мм |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
Q, л/с |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
Вар |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
d, мм |
110 |
210 |
310 |
420 |
510 |
150 |
160 |
170 |
180 |
190 |
,мм |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
1750 |
Q, л/с |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
Вар |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
d, мм |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
550 |
560 |
570 |
580 |
590 |
,мм |
2750 |
3750 |
750 |
900 |
956 |
856 |
625 |
1236 |
1500 |
1700 |
Q, л/с |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Указания к решению задачи 1:
- Записать исходные данные, перевести их в одинаковые единицы измерения.
-Для определения потерь напора используется формула Дарси- Вейсбаха
(1)
-Скорость v , м/с определяется из формулы:
Q = ω·v (2)
-Для того чтобы найти коэффициент гидравлического трения λ необходимо установить режим движения жидкости .
Определяем
Re =
(3)
-По таблице 2 определяем режим движения жидкости и формулу для определения λ.
-Полученные значения подставляем в формулу Дарси – Вейсбаха (1), определяем потери напора, записываем ответ.
Т
аблица
2
Задача №2
Определить потери напора при внезапном расширении русла прямоугольного сечения рис. 1 , если известны площади ω 1 и ω 2 . Исходные данные по вариантам приведены в таблице 3.
Таблица №3
Вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
|
1 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2 |
2,2 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
3 |
3,2 |
3,4 |
3,6 |
3,8 |
Q,м³/с |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
,м
,м
Вар |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
,м |
2 |
2,1 |
2,2 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
2,6 |
2,7 |
2,8 |
2,9 |
3 |
3,1 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
,м |
4,0 |
4,2 |
4,4 |
4,6 |
4,8 |
5,0 |
5,2 |
5,4 |
5,6 |
5,8 |
6,0 |
6,2 |
6,4 |
6,6 |
6,8 |
Q,м³/с |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
ω2
ω1
Рисунок 1
Указания к решению задачи 2:
-Записать исходные данные, перевести их в одинаковые единицы измерения.
-При внезапном расширении русла для определения потери напора воспользуемся формулой :
(4)
-Определить
и
.(скорость
до расширения потока и после расширения
потока), из формулы:
Q
=
-Подставив полученные значения
и
в формулу (4) находим
и записываем ответ.
Задача №3
По трубопроводу длиной
пропускается Q воды со скоростью
.
Определить потери напора в трубопроводе,
если на нём установлены обратный клапан,
задвижка и имеется колено с углом
поворота на 90º.
Исходные данные в таблице №4
Таблица 4
Вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
,м |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
Q,л/с |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
31 |
31 |
31 |
31 |
31 |
32 |
32 |
32 |
32 |
32 |
,м/с |
0,2 |
0,21 |
0,22 |
0,23 |
0,24 |
0,25 |
0,26 |
0,27 |
0,28 |
0,29 |
0,30 |
0,31 |
0,32 |
0,33 |
0,34 |
|
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
|
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
|
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0.15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0.15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0.15 |
0,15 |
λ |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
Вар |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
,м |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
Q,л/с |
33 |
33 |
33 |
33 |
33 |
34 |
34 |
34 |
34 |
34 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
,м/с |
0,35 |
0,36 |
0,37 |
0,38 |
0,39 |
0,40 |
0,41 |
0,42 |
0,43 |
0,44 |
0,45 |
0,46 |
0,47 |
0,48 |
0,50 |
|
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
|
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
|
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0.15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0.15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0.15 |
0,15 |
λ |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
Записать исходные данные, перевести их в одинаковые единицы измерения.
Определяем потери напора
(5)
2. Сумма коэффициентов местных сопротивлений :
Σξmi =ξ обр.кл + ξ кол + ξ з (6)
3. Используя
определяем диаметр трубопровода d;
4.Подставляем полученные величины в формулу (5) находим и записываем ответ.