3.3.1.Контрольные вопросы к заданию 3

1. Что называется простым трубопроводом и в чем состоят основные задачи по его расчету?

2. Что такое модуль расхода?

3. Чему равна потеря давления на трение при последовательном соединении труб?

4. Какими гидравлическими особенностями характеризуется параллельное соединение труб?

5. Что называется непрерывным (путевым) и концевым (транзитным) расходом?

6. Как найти повышение давления в трубе при внезапном закрывании задвижки?

7. Каковы особенности расчета воздухопроводов и газопроводов при малых разностях давления?

8. Как находятся потери давления в газопроводах высокого давления?

9. Как учитываются местные потери давления при расчете длинных трубопроводов?

10. Как определяются потери давления в трубе при непрерывной раздаче расхода по пути?

11. Как определяется сопротивление твердых тел при их обтекании?

12. Каким образом можно найти скорость витания?

13. Каким образом определяются потери давления на трение в трубах некруглого сечения?

14. От чего зависит сопротивление тел, находящихся в потоке?

15. Что такое сопротивление давления и как оно находится?

16. Что такое сопротивление трения и как оно находится?

17. Чему равна сила сопротивления при ламинарном обтекании шара?

18. Что такое скорость витания? Как она определяется?

19. Как можно учесть изменение пропускной способности трубопроводов в процессе их эксплуатации?

20. Почему опасно допускать большое загрязнение труб?

21. Какой водопровод называется простым?

22. Какими Особенностями характеризуется истечение через малое отверстие в тонкой стенке?

23. Что такое коэффициент сжатия струи?

24. Что такое коэффициент скорости? Какая связь существует между коэффициентом скорости и коэффициентом сопротивления при истечении?

25. Что учитывает коэффициент расхода при истечении из отверстия?

26. Как изменяется расход и скорость при истечении жидкости через наружный цилиндрический насадок по сравнению с истечением ее из малого круглого отверстия того же сечения в тонкой стенке сосуда?

27. Какое влияние оказывает напор на величину коэффициента расхода при истечении через цилиндрические насадки?

28. Какое влияние оказывает вязкость на истечение из отверстий и насадок?

29. Как влияет на расход жидкости затопление отверстия?

30. На чем основан принцип работы измерительной диафрагмы?

31. Какая связь существует между коэффициентами сопротивления, сжатия струи скорости и расхода при истечении из отверстий?

32. Какова причина увеличения расхода при истечении через наружный цилиндрический насадок (по сравнению с отверстием в тон кой стенке)'

33. Укажите примеры использования насадок в технике

34. Чему равен вакуум в наружном цилиндрическом насадке'

3.3.2.Контрольные задачи к заданию 3

Задача 1. Дан участок водопровода, состоящий из трех последовательно соединенных новых стальных трубопроводов разного диаметра (рис. 17). Расход воды Q = 4 10^-3 м³/с; диаметры условного прохода труб: d₁ = 0,05; d₂ = 0,150; d₃ = 0,10; длина трубопроводов ℓ₁ = 200 м; ℓ₂ = 500; ℓ₃ = 300 м. Определить величину потерь напора на участке.

Рис. 17

Задача 2. Газ с плотностью ρ = 1,0 кг/м³ от газгольдерной станции с расходом Q поступает в основную магистраль, диаметром. d, питающую распределительные сети среднего давления. Определить конечное давление в магистрали р₂ если длина ее L, а начальное - давление р₁. Кинематическая вязкость газа ν = 16 10^-6 м²/с. Трубопровод новый, стальной. Дано: Q = 20000 м³/ч; d = 0,40; L = 5,6 10³; p₁ = l,6 10⁵ Па.

Задача 3. Определить потери напора в газопроводе низкого давления, транспортирующем газ с плотностью и кинематической вязкостью ρ_ат = 0,8 кг/м³ и ν = 15 10^-6 м²/с. Диаметр газопровода d = 0,05 м. Расход газа Q = 40 м³/ч. Длина участка ℓ = 50 м.

Задача 4. Определить потери давления в газопроводе высокого давления диаметром d = 0,120 м, по которому транспортируется газ ρ_ат = 0,8 кг/м³ ν = 15 10^-6 м²/с. Абсолютное давление газа в начале участка p₁ = 6 10⁵ Па, расход газа Q_ат = 5000 м³/ч. Длина участка газопровода ℓ = 1000 м.

Задача 5. Определить понижение давления в воздухопроводе диаметром d = 0,25 на длине ℓ = 2000 м, если в начальном сечении давление p₁ = l 10⁶ Па, массовый расход 2,0 кг/с. Температура по всей длине трубопровода одинакова и равна t = 20°С, динамическая вязкость, воздуха μ = 1,8 10^-5 Паּс.

Задача 6. Через дымовую трубу диаметром D = 2 м и высотой Н = 50 м проходят дымовые газы в количестве Q = 9000 м³/ч, имеющие температуру 500°С. Определить скорость газов на оси трубы и на расстоянии 0,3 м от стенки, если полная потеря давления на трение ∆р = 13 Па. Плотность и кинематическая вязкость газов при t = 500°С принять равными ρ_ат = 0,455 кг/м³ и ν = 72 10^-6 м²/с. Охлаждение газов в трубе не учитывать.

Задача 7. По новому .стальному трубопроводу диаметром d = 0,1 м, протекает вода Q = 0,07 м³/с при температуре t = 20°С. Определить, какую разность уровней покажет дифференциальный манометр, присоединенный к напорной трубке установленной на оси трубы.

Задача 8. Определить напор, необходимый для пропуска расхода воды Q = 0,05 м³/с через трубопровод диаметром d = 0,2 м и длиной 1000 м. Трубы стальные, новые.

Задача 9. Стальной новый водовод диаметром d = 0,25 м с абсолютной эквивалентной шероховатостью k₀ = 1 10^-4 м имеет пропускную способность Q = 0,052 м³/с. Требуется определить, как изменится пропускная способность водовода Q через 15 лет эксплуатации. Вода в источнике водоснабжения слабоминерализованная, не коррозионная. Исследования, проведенные через два года после начала эксплуатации, показали, что абсолютная шероховатость трубопровода возросла до k_t = 0,2 10^-3 м.

Задача 10. Определить давление урагана (V = 50 м/с) на боковую стенку (перпендикулярную ветру) вагона высотой H = 4 м и длиной L = 30 м.

Задача 11. Боковой ветер со скоростью V=20 м/с обтекает цилиндрическую дымовую трубу диаметром D = 0,69 м и высотой Н = 30 м. Определить силу, опрокидывающую трубу, если температура воздуха t = 20°С, а давление 76 кПа.

Задача 12. Определить скорость витания шара диаметром D в воздушном потоке (плотность ρ_ат = 1,2 кг/м³), коэффициент лобового сопротивления С_д = 0,22. Дано: D = 0,03, плотность материала шара ρ_ш = 800 кг/м³.

Задача 13. Плоская стальная пластинка с размерами b = 1,5 м и L = 4 м (размер, перпендикулярный чертежу) обдувается в ребро потоком воздуха со скоростью V = 60 м/с. Температура воздуха t = 15°С. Определись силу трения воздуха о пластинку.

Задача 14. Найти скорость падения частиц шарообразной формы в воде, если диаметр частицы D = l∙10^-3 м, а ее плотность ρ = 2000 кг/м³. Температура t = 10°С.

Задача 15. Определить расстояние Х, на котором струя, вытекающая из малого отверстия диаметром 0,01 м в тонкой стенке сосуда под напором H = 1,4 м, коснется пола, если отверстие находится на высоте у = 2,2 м Температура воды t = 20°С.

Задача 16. Найти через какой промежуток времени t уровень в баке В повысится с отметки H₁ до отметки H₂, если горизонт воды в баке А остается постоянным. Диаметр бака В равен D, длина трубопровода ℓ = 20 м и его диаметр d = 0,2 м (рис. 18). Дано: H₁ = 10; H₂ = 8; D = 2 м.

Задача 17. Определить скорость истечения и расход воды из железобетонного резервуара больших размеров через отверстие в нем, если диаметр отверстия d = 0,10; напор над центром отверстия H = 4; толщина стенки резервуара δ = 0,42 м.

Задача 18. Определить расход нефти при истечении через данное отверстие с острыми кромками в тонкой стенке, если диаметр отверстия d = 1 см; напор H = 5 м; нефть имеет плотность ρ = 900 кг/м³ и кинематическую вязкость ν = 0,3 10^-4 м²/с.

Р ис. 18 Рис. 19

Задача 19. В теле плотины А уложены две водовыпускные трубы (рис. 19). Дано: H = 12; h = 3 м, ℓ = 8; Q = 40м³/с - расход воды, пропускаемой обеими трубами. Определить скорость протекания воды через трубы ν и диаметр каждой из двух труб D.

Задача 20. Определить скорость истечения воды из трубы в теле плотины и расход Q, если H = 6 м (величина напора - расстояние центра тяжести отверстия под неизменным уровнем воды), D = 2 м (диаметр трубы), ℓ = 4 м (длина трубы).