Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ГИДРАВЛИКА И НЕФТЕГАЗОВАЯ ГИДРОМЕХАНИКА

.pdf
Скачиваний:
125
Добавлен:
11.09.2019
Размер:
1.42 Mб
Скачать

vk.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