ГИДРАВЛИКА И НЕФТЕГАЗОВАЯ ГИДРОМЕХАНИКА
.pdfvk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Q 2gH 0,62 0,031419,6 4 0,173 м3/с.
ЗАДАЧА 13.
Определить расход жидкости, изливающейся через круглое отверстие d = 0,2 м из резервуара 1 в резервуар 2 (Н1 = 7 м; р1 = 2 105 Па; Н2 = 6 м; р2 = 1,7 105 Па) μ = 0,62 (рис. 17).
РЕШЕНИЕ
Рис. 17.
Площадь отверстия:
|
d2 |
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
0,785 0,2 |
|
0,0314 |
м . |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход определяем по формуле (52) |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p p |
2 |
|
|
|
|
2 1,7 105 |
|
|
||
Q |
2g Z |
1 |
|
|
0,62 0,0314 |
19,6 1 |
|
|
|
0,62 0,0314 4,43 |
||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
g |
|
|
|
|
|
|
1000 9,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,014 0,1738м3 /с
ЗАДАЧА 14.
Струя, вытекающая из малого незатопленного отверстия диаметром d = 50 мм, в тонкой стенке при постоянном напоре Н0 = Н достигает горизонтального пола на расстоянии L=1,2 м. Высота расположения отверстия над полом h = 1,0 м; φ = 0,97. Определить расход струи.
РЕШЕНИЕ Напор определяем по формуле (46):
Н |
L2 |
|
1,22 |
|
0,383 м. |
|
4 2h |
0,972 4 1 |
|||||
|
|
|
Приняв коэффициент расхода μ = 0,62, определяем расход:
31
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Q 2gH 0,62 0,785 0,052 19,6 0,383 33,3 10 4 м3/с.
ЗАДАЧА 15.
В вертикальной стенке резервуара на высоте у1 и у2 имеются два отверстия. При каком отношении h1 к у1 и h2 к у2 будет обеспечено равенство h1 / у1 = h2 / у2 (рис. 18).
Рис. 18
ЗАДАЧА 16.
При постоянном напоре из бака вытекает вода через внешний цилиндрический насадок d
=4 см. Вакуум в насадке hвак = 1,5 м. Определить расход Q.
ОТВЕТ: Q = 6,48 л/с = 0,00648 м3/с.
32
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
7.КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ
Рекомендации по выполнению контрольной работы
Контрольная работа включает представленные ниже задачи. Вариант задачи студент
определяет по порядковому номеру в списке группы. Работа выполняется на листах формата А4; шрифт – Times New Roman 14; полуторный междустрочный интервал. Работа может быть выполнена рукописно в ученической тетради.
Расчетные формулы записываются сначала в общем виде, затем подставляются числовые данные и окончательный результат с указанием размерности.
ЗАДАЧА 1.
Определить на какую высоту h поднимается уровень нефтепродукта в резервуаре диаметром D, глубиной наполнения Н при увеличении температуры на t, если температурный коэффициент объемного расширения нефтепродукта βt = 0,00122 oC-1 (для
вариантов от 1до 10) и βt = 0,00092 oC-1 (для вариантов от 11 до 20).
Дано: D = м; Н = м; t = oC; βt = oC-1.
Найти: h
Δh |
H |
Вариант |
Дано |
|
|
п/п |
|
|
|
D (м) |
Н (м) |
t |
|
|
|
|
|
1; 11 |
1 |
1 |
10 |
|
|
|
|
2; 12 |
2 |
2 |
12 |
|
|
|
|
3; 13 |
3 |
3 |
14 |
|
|
|
|
4; 14 |
4 |
4 |
16 |
|
|
|
|
5; 15 |
5 |
5 |
18 |
|
|
|
|
6; 16 |
6 |
6 |
20 |
|
|
|
|
7; 17 |
7 |
7 |
22 |
|
|
|
|
|
33 |
|
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
8; 18 |
8 |
|
8 |
24 |
|
|
|
|
|
9; 19 |
8 |
|
8 |
26 |
|
|
|
|
|
10; 20 |
10 |
10 |
|
28 |
|
|
|
|
|
ЗАДАЧА 2.
Определить длину трубы l, при которой расход жидкости из бака будет в два раза меньше, чем через отверстие того же диаметра d. Напор над отверстием равен H. Коэффициент гидравлического трения в трубе принять равным λ=0,04 (для вариантов от 1до
10) и λ=0,025 (для вариантов от 11 до 20). Дано : H = м ; d = мм ; Q1 = 0.25Q2; λ.
Найти : l.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вар |
|
d |
|
H |
|
|
Вар |
|
d |
H |
||||||
|
|
|
|
|
иант |
(мм) |
(м) |
|
|
|
иант |
(мм) |
(м) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1; 11 |
|
|
|
10 |
|
1 |
|
6; 16 |
|
|
60 |
6 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
2; 12 |
|
|
|
20 |
|
2 |
|
7; 17 |
|
|
70 |
7 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
3; 13 |
|
|
|
30 |
|
3 |
|
8; 18 |
|
|
80 |
8 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
4; 14 |
|
|
|
40 |
|
4 |
|
9; 19 |
|
|
80 |
8 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
5; 15 |
|
|
|
50 |
|
5 |
|
10; 20 |
|
100 |
10 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
34
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ЗАДАЧА 3.
Центробежный насос, подающий воду из бака А в бак B на высоту Hг, снабжён обводной трубой, по которой часть его подачи возрастает на сторону всасывания. Диаметр всасывающей и нагнетательной труб d, их общая расчётная длина L=l1+l2, коэффициент гидравлического трения λ=0.025. Диаметр обводной трубы d0, её суммарный коэффициент сопротивления ζ=25.
С учётом заданной характеристики насоса определить подачу в верхний бак, напор насоса и потребляемую им мощность. Какова будет потребляемая насосом мощность, если такую же подачу в верхний бак осуществлять при выключенной обводной трубе путём перекрытия задвижки на линии нагнетания?
Дано: Hг; d мм; L м; d0=30 мм; l1 =20м. Найти: Q, H, N.
35
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Вариант |
d (мм) |
H (м) |
L (м) |
Вариант |
d(мм) |
H (м) |
L (м) |
|
|
|
|
|
|
|
|
1; 11 |
100 |
160 |
100 |
6; 16 |
160 |
260 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2; 12 |
120 |
170 |
120 |
7; 17 |
170 |
270 |
220 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3; 13 |
130 |
180 |
140 |
8; 18 |
180 |
280 |
240 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4; 14 |
140 |
190 |
160 |
9; 19 |
190 |
290 |
260 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5; 15 |
150 |
200 |
180 |
10; 20 |
200 |
300 |
280 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАЧА 4.
В баке А жидкость Ж подогревается до температуры t°C и самотёком по трубопроводу длинной l1 попадает в производственный цех. Напор в баке А равен H. Каким должен быть диаметр трубопровода, чтобы обеспечивалась подача жидкости в количестве Q при манометрическом давлении в конце трубопровода не ниже pм?
При расчёте принять, что местные потери напора составляют 20% от потерь по длине. Построить пьезометрическую и напорную линии.
Дано: материал трубопровода – чугун старый ; Ж – керосин Т-1 ; Q л/c ; t=80°C ; H м
; l1 м ; pм=24 кПа ; hм=0.2hl.
Найти: d.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
l1 (м) |
H (м) |
|
Q (л/с) |
Вариант |
l1 (м) |
|
H (м) |
Q (л/с) |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
1,0 |
|
11 |
11 |
|
1 |
1,0 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
1,2 |
|
12 |
12 |
|
2 |
1,2 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
1,4 |
|
13 |
13 |
|
3 |
1,4 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
|
4 |
|
|
|
|
4 |
|
1.6 |
|
14 |
14 |
|
4 |
1,6 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
|
5 |
|
|
|
|
5 |
|
1,8 |
|
15 |
15 |
|
5 |
1,8 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
6 |
6 |
6 |
2,0 |
16 |
16 |
6 |
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
7 |
7 |
2,2 |
17 |
17 |
7 |
2,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
8 |
8 |
2,4 |
18 |
18 |
8 |
2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
8 |
8 |
2,6 |
19 |
18 |
8 |
2,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
10 |
10 |
2,8 |
20 |
20 |
10 |
2.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАЧА 5.
Скважина радиусом rc расположена в центре кругового пласта радиусом Rk. Коэффициент проницаемости пласта k = 0,8Д, мощность h, динамический коэффициент вязкости нефти µ= 5 сП. Определить дебит скважины, считая, что залежь по контуру радиуса Rk частично непроницаема. Контур питания определяется дугой с центральным углом ά.
Давление на контуре питания рк= 30 МПа, на забое скважины рс= 8 МПа
Вариант |
Rk (м) |
h (м) |
ά0 |
Вариант |
Rk (м) |
h (м) |
ά0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
10 |
1 |
60 |
11 |
10 |
1 |
160 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
20 |
2 |
70 |
12 |
20 |
2 |
170 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
30 |
3 |
80 |
13 |
30 |
3 |
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
40 |
4 |
80 |
14 |
40 |
4 |
190 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
50 |
5 |
100 |
15 |
50 |
5 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
10 |
6 |
60 |
16 |
10 |
16 |
260 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
20 |
7 |
70 |
17 |
20 |
17 |
270 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
30 |
8 |
80 |
18 |
30 |
18 |
280 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
40 |
8 |
80 |
19 |
40 |
19 |
290 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
50 |
10 |
100 |
20 |
50 |
20 |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
37
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
8.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Бабаев, М.А. Гидравлика [Электронный ресурс] : учебное пособие / М.А. Бабаев – Изд. Научная школа: Саратов. – 2012. – 191 с.
2.Креско, Б.Б. Подземная гидромеханика: учебное пособие [Электронный ресурс] :учебное пособие / Б.Б. Креско, Е.Г. Карпова. – Электрон. Дан. – Томск : ТПУ (Томский политехнический университет), 2012. – 168 с.
3.Моргунов, К.П. Гидравлика [Электронный ресурс] : учебник. — Электрон. дан. —
СПб. : Лань, 2014. — 277 с.
4.Басниев К.С. Подземная гидромеханика: учебное пособие /К.С. Басниев и др. // – М., Ижевск: Изд.: Регулянная и хаотическая динамика, Ижевский институт компьютерных исследований. – 2006. – 488 с.
38
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ОГЛАВЛЕНИЕ
1.ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ В СИСТЕМЕ СИ……………………………………………. 3
2.ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТИ…………………………….. 5
3.ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ………………………………………………….. 8
3.1.Гидростатическое давление в точке………………………………………………. |
8 |
3.2.Давление жидкости на плоскую стенку……………………………………………. |
9 |
3.3.Давление жидкости на цилиндрическую поверхность…………………………… |
11 |
4ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА О ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ…………………………….. 15 4.1.Расход, средняя скорость, элементы поперечного сечения потока и виды движения …………………………………………………………………………………. 15
4.2.Уравнение Д. Бернулли …………………………………………………………….. 16
5.ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ……………………………………............... 20 5.1.Режимы движения жидкости ……………………………………………………….. 20
5.2.Потери напора по длине и на местных сопротивлениях…….………………….. |
21 |
6. ИСТЕЧЕНИЕ ИЗ ОТВЕРСТИЙ И НАСАДОК………………………………………. |
27 |
6.1.Истечение из малого отверстия в тонкой стенке…………………………….……. |
27 |
6.2.Истечение жидкости через насадки…..……………………………………..……... |
29 |
7.КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ……..……………………………………….….………….. 33
8.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………..……………. 38
39