Часть 10-1 Расчет сложных трубопроводов
Задача (Куколевский И.И.) 10-1. Найти как распределяется расход Q = 25 л/с между двумя параллельными трубами, одна из которых имеет длину l1 = 30м, диаметр d1 = 50 мм, а другая (с задвижкой, коэффициент сопротивления которой ξ = 3) имеет длину l2 = 50 м и диаметр d2 = 100 мм.
Какова будет потеря напора hn в разветвленном участке? Значения коэффициентов сопротивления трения труб принять соответственно равными λ1 = 0,04 и λ2 =0,03.
Ответ. Q1= 4,45 л/сек и Q2 = 20,55 л/сек; hn = 6,3м
Скачать решение задачи 10-1 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-2. Смазочное масло (δ = 0,8, v = 6 сСт) подводится к подшипникам коленчатого вала по системе трубок, состоящей из пяти одинаковых участков каждый длиной l = 500 мм и диаметром d = 4 мм.
1) Сколько смазки нужно подать к узловой точке А системы, чтобы каждый подшипник получил ее не менее 8 см3/с?
2) Как изменится потребное количество смазки, если участки АВ заменить трубой диаметром D = 8 мм? Давление на выходе из трубок в подшипники считать одинаковым, местными потерями пренебречь.
Ответ. 1) Q=64 см3/с. 2) Q = 26 см3/с.
Скачать решение задачи 10-2 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-3. Сифонный трубопровод составлен из трех труб, приведенные длины которых L1 = 50 м, L2 = 100 м, L3= 150 м и диаметры d1 = 75 мм, d2 = 50 мм, d3 = 75 мм.
Определить напор Н, необходимый для того, чтобы из резервуара А в резервуар В поступал расход воды Q2 = 3 л/с.
Найти при этом напоре величину наименьшего давления в трубопроводе, если h = 2 м и длина участка CD трубы 3 равна 20 м.
Задачу решить в предположении квадратичной области сопротивления труб, приняв λ1 = 0,025, λ2 = 0,028, λ3 = 0,025. Скоростными напорами пренебречь. Атмосферное давление принять равным 100 кПа.
Ответ. Н= 6,7 м; Pmin = 27,69 кПа.
Скачать решение задачи 10-3 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-4. Резервуары А и В с постоянными и одинаковыми уровнями соединены системой труб, приведенные длины которых L1 = 400 м, L2 = 180 м, L3 = 50 м, L4 = 400 м и диаметры d1 = d2 = d3 = 100 мм, d4 = 200 мм.
1) При каком давлении р над поверхностью воды в резервуаре А расход в трубе 4 будет равен Q4 = 40 л/с?.
2) Каков при этом суммарный расход Q1 воды из резервуара А в резервуар В?
Задачу решить в предположении квадратичной области сопротивления, приняв λ1 = λ2 = λ3 = 0,025; λ4 = 0,02.
Ответ. 1) Р = 3,7 МПа. 2) Q1= 67,3 л/с.
Скачать решение задачи 10-4 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-5. Определить расход Q воды (v = 0,01 Ст), поступающий под напором H = 5 м из резервуара A в резервуар В по сифонному трубопроводу, состоящему из стальных (Δ = 0,2 мм) труб диаметрами d = 100 мм и длинами L = 100 м.
Какова максимально возможная высота h расположения точки С сифона, если предельно допустимая в этом узле вакууметрическая высота равнв 10м..
Ответ. Q = 14,2 л /сек; h = 6 м.
Скачать решение задачи 10-5 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-6. Соляровое масло подается самотеком из резервуара А в резервуар В по трубопроводу, состоящему из трех одинаковых труб длинами L = 50 м и диаметрами d = 25 мм.
1) Каким должен быть напор Н трубопровода, чтобы при температуре масла t = 10° С в резервуар В поступал расход Q = 0,2 л/с?
2) Как изменится расход при том же напоре, если температура масла повысится до 20°С?
Местные потери в каждой трубе составляют 20% от потерь по длине. Зависимость кинематического коэффициента вязкости масла от температуры задана графиком.
Ответ. 1) H = 5,75 м. 2) Q = 0,6 л/сек.
Скачать решение задачи 10-6 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-7. Два резервуара с постоянными и одинаковыми уровнями воды (v = 0,01 Ст) соединены стальными (шероховатость Δ = 0,2 мм) трубами, длины которых L1 = L3 = 50 м, L2 = 200 м и диаметры d =100 мм.
1) При каком напоре Н суммарный расход из баков равен Q=12 л/с?
2) Какова максимально возможная высота h расположения узла С при этом напоре? Предельную вакууметрическую высоту в этом узле принять 10м
Ответ. 1) Н = 2,07 м 2) h = 11,4 м.
Скачать решение задачи 10-7 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-8. Определить магистральный расход воды в системе труб, соединяющих два резервуара с разностью уровней Н = 24 м, если размеры труб L1 = L2 = L3 = L4 = 100 м, d1 = d2 = d4 = 100м, d3 = 200м. Значения коэффициента сопротивления трения в трубах λ1 = λ2 = λ4 = 0,025, λ3 = 0,02 и коэффициента сопротивления задвижки ξ = 30. Потерями напора в остальных местных сопротивлениях пренебречь.
Как повлияет на величину расхода закрытие задвижки?
Ответ. Q= 23,7 л/с. Q = 19,6 л/ с.
Скачать решение задачи 10-8 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-9. Вода вытекает в атмосферу из бака с постоянным уровнем Н через трубу длиной L = 150 м, диаметром d = 50 мм.
1) При какой длине L1, параллельной ветви того же диаметра расход увеличится на 20%?
2) Какая длина L2 параллельной ветви диаметром d2 = 100 мм обеспечит такое же увеличение расхода?
3) На сколько увеличится расход, если использовать одновременно обе параллельные ветви?
Задачу решить, пренебрегая местными потерями напора и скоростным напором на выходе из трубы. Коэффициенты сопротивления трения считать постоянными и одинаковыми для всех труб.
Ответ. 1) L1 = 60,9 м. 2) L2 = 46,4 м. 3) на 25%.
Скачать решение задачи 10-9 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-10. Емкость, вместимостью 20 м3 должна наполняться водой (v = 0,01 Ст) в течение 10 мин из крана К, соединенного с водонапорной башней трубопроводом длиной L1 = 800 м.
1) Определить диаметр d1 этого трубопровода, если напор в башне Н = 20 м и кран соединен с тендером трубой длиной l2 = 20 м и диаметром d2 = d1.
2) Как повлияет на время заполнения тендера присоединение второго крана с трубой L3 = 80 м d3 = d1?
Трубопроводы стальные с шероховатостью Δ = 0,2 м. Местными потерями и скоростными напорами на выходе из труб пренебречь.
Ответ. 1) d1 = 152 мм. 2) t = 14,8 мин.
Скачать решение задачи 10-10 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-11. Определить расходы Q1 и Q2 воды (v = 0,01 Ст), поступающей под напором H = 3,6 м из резервуара в пункты 1 и 2 с атмосферным давлением по трубопроводам (Δ = 0,02) диаметрами d = d1 = 60 мм, d2 = 50 мм и длинами L = 60 м, L1 = 30 м, L2 = 25 м.
Вычислить максимально возможную высоту h расположения точки С при предельной вакууметрической высоте, равной 10 м.
Ответ. Q1 = 2,8 л/с; Q2 = 2 л/сек; h = 10,72 м.
Скачать решение задачи 10-11 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-12. По двум последовательно соединенным стальным трубопроводам (Δ = 0,2 мм) длинами L1 = L2 = 400 м и диаметрами d1 = 40 мм, d2 = 60 мм из бака A в бак В самотеком поступает вода (v = 0,01 Ст).
1. Определить расход Q воды при разности уровней в баках H = 20 м.
2 Как изменится расход, если к одному из трубопроводов присоединить параллельную ветвь той же длины и того же диаметра?
Местными сопротивлениями пренебречь.
Ответ. 1) Q= 1,38 л/с; 2) Q = 2,38 л/с; Q = 1,43 л/с.
Скачать решение задачи 10-12 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-13. Питание резервуаров A и В с постоянными и одинаковыми отметками уровней Δ5 осуществляется подачей воды из магистрального трубопровода L1 = 40 м; d1 = 80 мм в распределительные трубы L2 = L3 = 80 м и d2 = d3 = 50 мм,
1 Определить расходы, поступающие в резервуары, если давление в магистральном трубопроводе на уровне нулевой отметки М = 0,49 МПа.
2 Как изменится расход в магистральном трубопроводе, если одну из распределительных труб выключить?
3 Какова в обоих случаях наибольшая возможная высота h расположения распределительных труб относительно уровня воды в резервуарах?
Заглублением труб под уровнями воды в резервуарах пренебречь и считать участки этих труб от сечений С расположенными вертикально. Предельную вакууметрическую высоту в этих сечениях принять равной 10 м. Значения коэффициентов сопротивления трения в трубах принять λ1 = 0,025, λ2 = λ3 = 0,03 и коэффициенты сопротивления задвижек ζ = 3.
Ответ. 1) Q2 = Q3 = 7,5 л/с 2) Q = 8 л/с. 3) h1 = 23 м; h2 = 26 м.
Скачать решение задачи 10-13 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-14. Из резервуаров А и В с одинаковыми уровнями вода по трубам (L1 = 200 м, d1 = 200 м и L2 = 100 м, d2 = 100 мм) поступает в магистральную трубу длиной L3 = 600 м, диаметром d3 = 200 мм, а затем сливается в резервуар С.
1 Определить расход Q3, поступающий в резервуар С при напоре H = 16 м и коэффициенте сопротивления задвижки ξ = 12.
2 Чему равен (при том же напоре Н) минимальный коэффициент сопротивления задвижки, если минимальное абсолютное давление в системе принять равным нулю?
Длина горизонтального участка трубы 3 равна 160м, высота его расположения над уровнем моря h = 4 м. Принять λ1 = λ3 = 0,02 и λ2 = 0,025. Кроме потерь в задвижке, другие местные потери напора не учитывать. Атмосферное давление принять равным 98 кПа
Ответ. 1) Q = 60,22 л/с. 2) ξmin = 9,4.
Скачать решение задачи 10-14 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-15. Трубопровод диаметром D и длиной L заменяется двумя одинаковыми параллельными трубами той же длины, суммарная площадь которых равна площади сечения трубопровода.
Определить, как изменится при постоянном напоре пропускная способность системы при следующих законах сопротивления: 1) ламинарном; 2) гидравлически гладких труб (формула 9-16 гл. 9); 3) квадратичном (формула 9-20 гл. 9).
Ответ.Q2/Q1= 0,5; Q2/Q1 = 0,78; Q2/Q1 = 0,8.
Скачать решение задачи 10-15 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-16. Для увеличения пропускной способности трубопровода длиной 2L и диаметром А к нему присоединена параллельная ветвь того же диаметра и длиной L (пунктир). Определить, какова эквивалентная длина разветвленного участка и во сколько раз увеличится расход при неизменном напоре для следующих законов сопротивления: 1) ламинарного; 2) гидравлически гладких труб (формула 9-16 гл. 9); 3) квадратичного (формула 9-20 гл. 9).
Ответ: 1) L2 = L/2, Q2/Q1 = 1,33; 2) L2 = L/3,36; Q2/Q1 = 1,28; 3) L2 = L/4; Q2/Q1 = 1,265.
Скачать решение задачи 10-16 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-17. Определить высоту Н уровня воды в резервуаре, при которой для изображенного на схеме трубопровода в случае отбора из узловой точки А расхода QА = 35 л/с в концевом сечении (где давление равно атмосферному) расход будет QB = 50 л/с. Длины, диаметры и коэффициенты трения для ветвей трубопровода следующие;
L1 = 300 м; d1 = 225 мм; λ1 =0,030;
L2 = 150 м;d2 = 125 мм; λ2 = 0,038;
L3 = 250 м; d3 = 150 мм; λ3 = 0,032;
L4 = 100 м; d4 = 175 мм; λ4 = 0,042.
Найти величину у напора в узловой точке А системы.
Ответ. Н = 21,7 м; у = 12,4 м
.
Скачать решение задачи 10-17 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-18. По магистральному трубопроводу длиной L = 1000 м и диаметром D = 200 мм протекает транзитный расход воды Qт = 40 л/с. По длине, трубопровода в точках, расположенных на равных расстояниях l = 50 м, из него отбираются равные расходы q = 2 л/с.
1 Определить сопротивление h трубопровода, учитывая только потери на трение при λ = 0,025.
2 Как изменится сопротивление трубопровода, если весь расход, идущий через его начальное сечение (равный 80 л/с):
а) пропустить через трубопровод транзитно, не отбирая его по длине;
б) отбирать по длине трубопровода при Q = 4 л/с и равном нулю транзитном расходе. Указание. При достаточно большом числе точек отбора можно применить формулу для непрерывной раздачи.
Ответ. 1) h = 24,1 м. 2) hа = 41,4 м; hб = 13,8 м.
Скачать решение задачи 10-18 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 10-19. Трубопровод диаметром d = 125 мм и общей длиной 2L = 400 м соединяет два резервуара с постоянной разностью уровней воды H = 20 м.
1 При каком расходе Q, отбираемом из трубопровода в середине его длины, поступление воды в нижний резервуар прекратитс?
2. Какие расходы установятся в левой и правой ветвях трубопровода при значениях отбираемого расхода Q, вдвое большем и вдвое меньшем найденного выше?
Учитывать только потери на трение, принимая λ = 0,025.
Ответ. Q = 38,4 л/с. При Q = 76,8 л/сек расход из верхнего резервуара Q1 = 48 л/с и в нижний резервуар Q2 = 28,8 л/с. При Q = 50,8 л/с расход из нижнего резервуара Q2 = 15,8 л/сек и их верхнего Q1 = 35 л/сек.
Скачать решение задачи 10-19 (Куколевский И.И.) (цена 100р)