Часть 10-2 Расчет сложных трубопроводов
Задача (Куколевский И.И.) 10-20. Перемещение поршня гидроцилиндра (D1 = 150 мм, D2 = 50 мм), нагруженного внешним усилием R = 200 H, осуществляется подачей спиртоглицериновой смеси (v = 1 Ст, ρ = 1245 кг/м3) насосом в рабочую полость гидроцилиндра.
Для регулирования скорости перемещения поршня при постоянной подаче насоса служит кран К на сбросной трубе, присоединенной к узлу А системы.
1) Какова скорость V перемещения поршня, если подача насоса Q = 7,85 л/с, приведенные длины труб L1 = 5 м, L2 = 10 м, диаметр труб d = 50 мм.
2) Какова максимальная скорость vмакс при той же подаче насоса;
3) При какой наименьшей приведенной длине сбросной трубы (при открытии крана К) перемещение поршня прекратится?
Ответ. 1) v = 0,36 м/с. 2) vmax = 0,83 м/сек, 3) L2min = 2,5 м.
Скачать решение задачи 10-20 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-21. Перемещение поршней гидроцилиндров диаметра D = 15 см, нагруженных внешними силами R1 = 1000 H и R2 = 2000 H, осуществляется подачей спиртоглицериновой смеси (v = 1 Ст, ρ = 1220 кг/м3} по трубам одинаковой приведенной длины L = 10 м и диаметра d = 4 см в гидроцилиндры 1 и 2.
1 Определить скорости перемещения поршней при расходе Q = 7 л/с в магистрали.
2 Какое дополнительное сопротивление (выраженное эквивалентной длиной) и в какой трубе нужно создать, чтобы при том же расходе в магистрали скорости поршней стали одинаковыми?
Сопротивлением сливной линии пренебречь, считая давление в нерабочих полостях атмосферным.
Ответ. 1) v1 = 0,28 м/сек; v2 = 0,117 м/сек, 2) L2 = 8,2 м на первой трубе
Скачать решение задачи 10-21 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-22. Шестеренный насос с подачей Q = 4 л/с засасывает бензин из двух баков с начальной разностью уровней h = 0,5 м по трубам одинакового диаметра d = 50 мм и одиннаковой длины до узловой точки L = 10 м.
Определить начальный расход из верхнего QB и нижнего QH баков.
Указать, при какой разности уровней h начальный расход из нижнего бака будет равен нулю.
Определить, на какой глубине z под дном нижнего бака следует расположить узловую точку системы, чтобы после опорожнения верхнего бака было исключено попадание воздуха в насос и нижний бак можно было опорожнить до конца.
Учитывать только потери на трение, приняв λ = 0,02.
Ответ. Qв = 3,18 л/сек; Qн = 0,82 л/сек; h = 0,85 м: z = 0,85 м.
Скачать решение задачи 10-22 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-23. Найти, как распределится расход Q1 = 10 л/сек воды (v = 0,01 Ст) между двумя стальными трубами (Δ = 0,2 мм), длины которых L2 = 31,2 м, L3 = 71,2 м и диаметры d2 = d3 = 0,05 м, если высоты расположения их выходных сечений H2 = 4 м и Н3 = 10 м а суммарный коэффициент местных сопротивлений каждой трубы ξ = 5.
Какое избыточное давление р в магистральном трубопроводе обеспечит указанный суммарный расход, если размеры подводящей трубы L1 = 40 м, d1 = 0,075 м нее шероховатость Δ = 0,2 мм?
Как нужно изменить диаметры d2 и d3, чтобы при том же давлении в магистрали расходы в трубах стали равными Q2 =Q3 = 5 л/сек.
Ответ. 1) р = 210 кПа. 2) d2 = 43 мм, d3 = 54 мм.
Скачать решение задачи 10-23 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-24. Баки А, В и С соединены трубопроводами L1 = 75 мм, d1 = 75мм, и L2 = L3 = 100м, d2 = d3 = 50 мм. Напор Н = 10 м.
При каком давлении М на поверхности воды в баке А в бак В будет поступать расход Q2 = 5 л/с?
Как нужно изменить давление М, чтобы вода не поступала в бак В?
Коэффициенты сопротивления трения во всех трубопроводах принять равными λ = 0,03, коэффициент сопротивления задвижки ξ =15
Ответ. М = 279 кПа., M'= 7,75 кПа.
Скачать решение задачи 10-24 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-25. По двум одинаковым, открытым в атмосферу стальным (Δ = 0,2 мм) трубам длинами L2 = L3 = 25 м и диаметрами d2 = d3 = 50 мм требуется подавать одинаковые расходы Q = 5 л/с воды (v = 0,01 Ст) при напорах H = 10 м, h = 7 м.
1 Определить необходимый для этого диаметр d1 стальной трубы, длина которой L1 = 50 м, а также необходимую величину ξ коэффициента сопротивления вентиля, установленного на трубе 3.
2 Какой расход Q' пойдет по трубопроводу и какое давление будет в точке К, если полностью закрыть вентиль на трубе 3.
Ответ. 1) d1 = 85 мм; ξ = 9,1. 2) Q' = 5,75 л/с; Pk = 60 кПа.
Скачать решение задачи 10-25 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-26. Резервуар А с постоянным уровнем Н = 3 м, и избыточным давлением на поверхност M = 0,4 МПа питает водонапорную башню В и бассейн С по системе, состоящей из трех одинаковых труб, приведенной длиной L = 210 м и диаметром d = 100мм каждая.
Определить расход QС, поступающий в бассейн С, и высоту h, на которой установится уровень воды в водонапорной башне, если из нее отводится расход Qв = 5 л/с. Коэффициент сопротивления трения для потоков в трубах принять равным λ = 0,025.
Ответ. Qс = 19,7 л/с; h = 15,8 м.
Скачать решение задачи 10-26 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-27. Определить расходы Q1, Q2 и Q3, воды (v = 0,01 Ст) в стальных (Δ = 0,2 мм) трубах, имеющих длины L1 = 200 м, L2 = 100м и L3 = 150 м и диаметры d1 = d3 = 100 мм, d2 = 80 мм, если напоры H1 = 7 м и H3 = 3 м.
При какой приведенной длине L3' трубопровода 3 расход Q2 станет равным нулю?
Ответ.Q1 = 10,15 л/с; Q2 = 4,10 л/с. Q3 = 14,25 л/с; L3 = 467 м.
Скачать решение задачи 10-27 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-28. Вода вытекает в атмосферу через два одинаковых сходящихся насадка (dн = 20 мм, εн = 1, ξн = 0,06), расположенных ниже уровня питающего их бака на H1 = 12 м и H2 = 18 м.
1 Определить расходы через насадки и теоретические высоты полета струй z1, и z2, если длины труб, соединяющих бак с насадками, равны L = 50 м, L1 = 25 м, а диаметры их одинаковы (d = 50 мм).
2 Каков должен быть коэффициент ξ сопротивления вентиля, обеспечивающий одинаковую высоту полета струй?
Принять коэффициент сопротивления трения труб равным λ = 0,025. При решении первого вопроса местные потери учитывать только в насадках.
Ответ. 1) Q1 = 2,06 л/с; Q2 = 3,20 л/с; z1 = 2,19 м, z2 = 5,26 м. 2) ξ = 64,2.
Скачать решение задачи 10-28 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-29. Из бака А с постоянным уровнем вода поступает в баки В и С по одинаковым трубам L = 100 м, d = 50 мм (λ = 0,03). Из бака В вода вытекает в атмосферу через сходящийся насадок диаметрами dн = 25 мм (ξ = 0,04, ε = 1) при постоянном напоре z.
Определить расходы в каждой из труб при напорах H1 = 15 м и H2 = 10 м и полностью открытых кранах (ξ = 0).
Какими станут расходы и напор z, если полностью закрыть кран на трубе, ведущей в бак С?
Ответ. QA = 3,44 л/с; QВ = 0,78 л/с; Qс = 2,66 л/с; z = 0,134 м.
При закрытом кране Q'А=2,22 л/с; z' = 1,09 м.
Скачать решение задачи 10-29 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-30. Три одинаковых цилиндра диаметром D = 50 мм заполнены маслом (δ = 0,88, v = 0,3 Ст) и соединены трубами L1 = L2 = 22,5 м, L3 = 20 м и d = 25 мм. На поверхностях масла в цилиндрах помещены поршни, нагруженные силами Р1 = 700 Н, Р2 = 640 Н, Р3 = 500 Н.
Определить направления и величины скоростей перемещения поршней.
Пренебречь высотами расположения поршней относительно узловой точки системы, трением в цилиндрах и местными потерями напора в трубах.
Ответ, v1 = 0,374 м/с; v2 = 0,121 м/с; v3 =0,495 м/с.
Скачать решение задачи 10-30 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-31. Из трех резервуаров с одинаковыми уровнями H = 10 м, по одинаковым трубам (L = 50 м, d = 100 мм, λ = 0,025) вода поступает в магистральный трубопровод, состоящий из трех одинаковых участков (L1 = 80 м, d1 = 200 мм λ = 0,021).
1 Определить расход, вытекающий из магистрального трубопровода в атмосферу при полностью открытых задвижках (ξ = 0).
2 Найти расходы Q1, Q2 и Q3, поступающие при этом из резервуаров в магистральный трубопровод.
Ответ. 1) Q = 76,5 л/с, Q1 = 24,8 л/с; Q2 = 25,3 л/с; Q3 = 26,4 л /с.
Скачать решение задачи 10-31 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-32. Определить расход Q1 который подается в верхний бак, если система (L1 = 150 м, d =100 мм, все остальные трубы Li = 50 м, di = 60 мм) работает при постоянных напорах H = 6 м и h = 2 м.
Коэффициент сопротивления трения первой трубы принять равным λ1 = 0,02, а всех остальных труб λ = 0,03, местными потерями пренебречь.
Определить расходы, которые установятся при этом во всех трубах системы.
Ответ. Q1 = 8,76 л/с; Q2 = 5,65 л/с; Q3 = 3,09 л/с; Q4 = 3,11 л/с; Q5 = 2,56 л/с; Q6 = 3,09 л/с.
Скачать решение задачи 10-32 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-33. В три квартиры, расположенные на разных этажах (H = 3,5 м), вода подводится из магистрального трубопровода по вертикальной трубе и горизонтальным отводам, размеры которых L = 4 м, d = 60 мм.
Определить давление в магистрали (показание манометра М), необходимое для того, чтобы расход, подаваемый в любую квартиру при полностью открытых кранах, был не меньше 3 л/с.
Коэффициент сопротивления трения труб принять равным λ = 0,03, а коэффициент сопротивления полностью открытого крана (с угольником) ξ = 3; потери в тройниках не учитывать.
Ответ. M = 262 кПа.
Скачать решение задачи 10-33 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-34. Насос, подача которого Q = 0,25 л/сек, всасывает бензин одновременно из трех баков по трубам одинакового диаметра d = 10 мм и приведенных длин L1 = 3,6 м, L2 = 4,7 м, L3 = 3 м.
1 Определить при указанных на схеме отметках уровней в баках (отметки даны в метраз) расходы в трубах, приняв коэффициент сопротивления трения равным λ = 0,035.
2 При какой подаче насоса всасывание из нижних баков прекратится?
Ответ. 1) Q3 = 0.13 л/с: Q2 = 0.114 л/с; Q1 = 0.064 л/с. 2) Q = 0.048 л/с.
Скачать решение задачи 10-34 (Куколевский И.И.) (цена 100р)