3.2.Задание 2

Приведите письменные ответы на четыре вопроса. Все остальные вопросы проработайте в устной форме.

Таблица вариантов к заданию 2

Буквы алфавита	Номера задач		Вопросы
	Задача 1	Задача 2
а	1	4	1, 7, 13, 19
б, в	2	5	2, 8, 14, 20
г, д	3	6	3, 9, 15, 21
е, ж, з, и	4	7	4, 10, 16, 22
к	5	8	5, 11, 17, 23
л	6	9	6, 12, 18, 24
м	7	10	1, 6, 12, 20
н, о	8	11	2, 10, 18, 22
п, р	9	12	3, 11, 16, 19
с	10	13	4, 12, 19, 20
т, у, ф, х	11	14	5, 8, 15, 24
ц, ч, ш, щ, ъ, ы, ь, э, ю, я	12	15	6, 14, 21, 22

3.2.1.Контрольные вопросы к заданию 2

1. Что называется живым сечением потока?

2. Какая разница между средней и местной скоростью?

3. Что такое гидравлический радиус и что он характеризует?

4. Какая зависимость существует между средней скоростью потока и площадью его живого сечения?

5. В чем заключается геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли?

6. Чем вызывается неравномерность распределения скоростей по сечению потока и как она учитывается?

7. Что такое гидравлический уклон? Когда он совпадает с пьезометрическим уклоном?

8. Какие существуют ограничения для применения уравнения Бернулли?

9. В чем состоит принцип работы трубы Вентери?

10. Чем отличается уравнение Бернулли для газа от уравнения Бернулли для несжимаемой жидкости?

11. Как изменяется скорость течения газа в сужающейся трубе?

12. В чем основное отличие турбулентного течения от ламинарного?

13. В каких случаях практики наблюдается ламинарное течение?

14. Что такое число Рейнольдса, в чем его физический смысл и практическое значение?

15. По какой формуле определяются потери напора по длине при ламинарном течении в трубах?

16. Что такое пульсация скорости?

17. Что такое абсолютная и относительная шероховатость?

18. От каких факторов зависит коэффициент гидравлического трения при турбулентном режиме движения. По каким формулам его можно определить?

19. Что такое квадратичная область сопротивления?

20. Приведите определение местных сопротивлений: по какой формуле находятся потери напора на местные сопротивления'

21. Как выражаются потери напора при внезапном расширении трубопровода?

22. В каких случаях коэффициенты местных сопротивлений можно находить теоретическим путем?

23. Опишите характер зависимости коэффициента гидравлического трения технических трубопроводов от числа Рейнольдса.

24. В каких случаях и каким образом величину коэффициентов местных сопротивлений можно найти теоретическим путем?

3.2.2. Контрольные задачи к заданию 2

Задача 1. По горизонтальной трубе, где сечение диаметром D плавно переходит в сечение диаметром d, протекает вода по указанному на рис. 12 направлению. Разность пьезометрических высот в сечениях 1 и 2 равна h. Определить v₁ - скорость течения через сечение 1; Q - объемное количество воды, протекающее в трубе, м³/с. Дано: D = 0,120; d = 0, 06; h = 0,75 м.

Р ис. 12

Р ис. 13

Задача 2. Определить расход воды Q в трубопроводе диаметром d₁ при помощи водомера Вентери, если диаметр горловины d₂ и разность показаний пьезометров h (рис. 13). Температура воды t˚C. Дано: d₁ = 0,l м, d₂ = 0,05; h = 0,9; t = 12°С.

Р ис. 14

Задача 3. Истечение воды из бака А происходит по системе труб переменного сечения. Пренебрегая сопротивлениями, определить скорость истечения, расход и построить пьезометрическую линию, если напор Н, а площади сечений трубы: ω₁; ω₂; ω₃; ω₄; (Рис. 14). Дано: H = 20; ω₁ = 4°10^-3; ω₂ = 4°10^-2; ω₃ = 1°10^-2; ω₄; = 2°10^-3 м².

Задача 4. Конденсатор паровой турбины, установленный на тепловой электростанции, оборудован n = 8186 охлаждающими трубками диаметром D. В нормальных условиях работы через конденсатор пропускается расход Q циркуляционной воды с температурой t. Определить, будет ли при этом обеспечен турбулентный режим движения в трубах. Дано: D = 0,037 м, Q = 4 м³/с; t = 10°С.

Задача 5. Определить критическую скорости, отвечающую переходу от ламинарного течения к турбулентному для трубы диаметром d при движении в ней воды и воздуха при температуре t и глицерина при t = 20°С. Дано: d = 0,02; t = 15°С.

Задача 6. Вода в количестве Q = 0,02 м³/с протекает по горизонтальной трубе, внезапно суживающейся от d₁ = 2 м до d₂ = 0,l м. Определить, какую разность уровней ртути h покажет дифференциальный манометр, включенный в месте изменения сечения.

Задача 7. Найти потерю напора при движении воды в стальной новой сварной трубе длиной l, внутренним диаметром d при расходе Q и температуре t = 10°С. Дано: Q = 2 10^-3 м³/с; d = 0, 05; l = 1400 м.

Задача 8. Определить расход воды в водопроводной трубе, бывшей в эксплуатации, диаметром d = 0,3 м, если скорость на оси трубы, замеренная трубкой Пито - Прандтля, равна u_mах = 4,5 м/с, а температура воды t = 16°С.

Задача 9. Вода при t = 10°С протекает в количестве Q в горизонтальной трубе кольцевого сечения, состоящей из двух концентрических оцинкованных стальных труб. Внутренняя труба имеет наружный диаметр, d, а наружная труба имеет внутренний диаметр D. Найти потери напора на трение на длине трубы l. Дано: Q = 0,012 м³/с; d = 0,l м, D = 0,12; l = 500 м.

Задача 10. Вычислить эквивалентную длину местного сопротивления на стальном трубопроводе, если коэффициент местного сопротивления в формуле Вейсбаха ξ, диаметр трубопровода d, скорость течения воды в нем v, температура t = 20°С. Дано: ξ = 1,80; d = 0,03; v = 1,5 м/с.

Задача 11. Недалеко от конца трубопровода, транспортирующего вязкую жидкость (ρ = 910 кг/м³, ν = l 10^-5 м²/с), диаметром d = 0,15 м имеется задвижка Лудло. Определить пьезометрическое давление перед задвижкой при расходе Q=0,04 м³/с, когда задвижка выдвинута на 1/4.

Задача 12. Найти потерю напора на трение при движении воды с температурой t = 50°С в цельносварной стальной трубе, бывшей в употреблении, внутренним диаметром d = 0,5 м. Расход воды Q = 0,50 м³/с. Длина трубы l = 1000 м.

Р ис. 15

Задача 13. Вода при помощи сифонного трубопровода спускается из водоема А в водоем В. На трубопроводе имеется колено и решетка. Требуется определить диаметр сифона и построить пьезометрическую линию для пропуска расхода Q (рис. 15). Дано: Q = 0, 06 м³/с, H = 2; h = 2, 5; L₁ = 5; L₂ = 10 м.

Задача 14. В двух точках живого сечения трубопровода диаметром d = 0,5 м, транспортирующего воду, измерены скорости: на расстоянии от стенки y = 0,11 м, u = 2,30 м/с и на оси трубы u_max = 2,6 м/с. Найти величину потери напора на трение на 1 м длины трубопровода.

Р ис. 16

Задача 15. На новом стальном трубопроводе (рис. 16) установлен пьезометр. После полного открытия вентиля в конце трубопровода пьезометрическая высота уменьшилась на h, м. Определить расход воды, проходящий через трубопровод диаметром d и длиной l Колена стандартные, а переход с углом α = 30°. Дано: d = 0,03; h = 7 м; l = 20 м.