Часть 12-1 Неустановившееся движение жидкости
Задача (Куколевский И.И.) 12-1. В наклонной трубе (а = 45°), диаметр которой d = 60 мм, движется, увлекая за собой воду, поршень с постоянным ускорением j = 0,5 м/с2. Длина погруженной части трубы l0 = 2 м. Определить, на какой высоте zмакс над уровнем произойдет отрыв воды от поршня, если в начальный момент движения (при t=0 и z = 0) скорость поршня v = 0 и если наибольшая допустимая при заданной температуре воды вакууметрическая высота всасывания равна 8м.
Коэффициент сопротивления входа в трубу ξвх = 1; коэффициент сопротивления трения в трубе λ = 0,03.
Задача (Куколевский И.И.) 12-2. Поршень, двигаясь в трубе вправо от сечения А, увлекает за собой жидкость с постоянным ускорением j = 1,5 м/с2. В начальном положении при x = 0 скорость V = 0.
Определить место отрыва xmax жидкости от поршня, если относительная плотность жидкости δ = 0,8, упругость ее насыщенных паров Pнп = 147 мм.рт.ст и атмосферное давление Рят = 735 мм рт.ст. Диаметр трубы d = 90 мм, ее длина до сечения А l = 5 м, высота а = 1 м. Коэффициент сопротивления трения λ = 0,03, коэффициент сопротивления входа в трубу ξвх = 1;
Ответ. xmax = 7,5м.
Задача (Куколевский И.И.) 12-3. Поршень, приводимый в движение кривошипно-шатунным механизмом, перемещает жидкость в трубе, заканчивающейся расходящимся коническим насадком, подключенным к резервуару, где уровень жидкости постоянен. Определить избыточное давление у поршня в тот момент, когда он находится в крайнем правом положении (а =180°), и построить пьезометрическую линию для этого момента времени.
Скачать решение задачи 12-3 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 12-4. Поршневой насос простого действия без воздушных колпаков перекачивает воду из нижнего бака в верхний, будучи расположен на высоте Н1 = 2 м над нижним уровнем. Уровень воды в верхнем баке выше оси насоса на H2 = 6,5 м. Длина всасывающей трубы l1 = 3 м, длина нагнетательной l2 = 7 м, их площади поперечного сечения f одинаковы и составляют половину площади F поршня Радиус кривошипа r = 0,1 м, чистота вращения n = 100 об/мин.
Определить абсолютное давление рх в рабочем цилиндре в начале хода всасывания и в конце хода нагнетания. Атмосферное давление принять равным 10 м вод. ст.
Ответ. рх = 15 и 12 кПа.
Скачать решение задачи 12-4 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 12-5. Однодействующий поршневой насос без воздушных колпаков присоединен к напорному трубопроводу длиной L = 35 м. В мертвой точке ускорение плунжера насоса j = 2,5 м/с2. Указать место разрыва сплошности движения воды в напорном трубопроводе, сечение которого равно 1/2 площади плунжера, считая, что разрыв наступает при снижении абсолютного давления до 26 кПа. Атмосферное давление считать равным 0,1 МПа.
Ответ. Разрыв сплошности движения воды будет иметь место в сечении 10м от конца трубы
Скачать решение задачи 12-5 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 12-6. Дозирующее устройство практически мгновенно открывает трубу (l = 50м, d = 60 мм) и затем также мгновенно вновь ее закрывает.
Определить избыточное давление Р, которое должно быть создано в резервуаре, чтобы за время Т = 2с, в течение которого труба остается открытой, вытекшее количество жидкости составляло W = 12 л. Уровень жидкости (р = 1000 кг/м3) в резервуаре Н0 = 1 м.
Коэффициент сопротивления трения в труде принять λ = 0,03, потерей входа пренебречь.
Ответ. P = 0,14 МПа.
Задача (Куколевский И.И.) 12-7. Бензинопровод длиной l = 50 м и диаметра d = 60 мм, снабженный коническим насадком выходным диаметром d0 = 45 мм, открывается при помощи быстродействующего затвора.
Определить, какое количество бензина поступит из бака за время Т = 5 с с момента открытия затвора, если уровень бензина в баке H = 1,5 м, а избыточное давление в баке P = 0,05 МПа. Плотность бензина р = 750 кг/м3.
Коэффициент сопротивления трения принять λ = 0,03. Сопротивлением конического насадка пренебречь.
Задача (Куколевский И.И.) 12-8. Вертикальная труба диаметром d = 50 мм длиной l = 10 м с открытым верхним концом, полностью заполненная водой, начинает после открытия нижнего ее конца опорожняться в атмосферу.
Определить время полного опорожнения трубы, приняв в течение всего процесса опорожнения коэффициент сопротивления трения λ = 0,025.
Скачать решение задачи 12-8 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 12-9. Определить время полного опорожнения трубы с момента открытия ее нижнего конца, если ее длина l = 10 м и угол наклона к горизонту α = 45°. Гидравлическим сопротивлением трубы пренебрегать.
Отвзт. T0 = 1,7 с.
Скачать решение задачи 12-9 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 12-10. Жидкость, находящаяся в изогнутой трубке, выведена из начального положения равновесия так, что ее свободная поверхность сместилась на величину z0 (начальная амплитуда), совершает затем колебания около этого положения.
Определить период колебания столба жидкости (предполагая, что трение отсутствует). при l = 0,5 м и φ = 45°.
Скачать решение задачи 12-10 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 12-11. Заполняющая U-образную трубку жидкость, будучи выведена из положения равновесия (начальная амплитуда z0 = 10 см), совершает затем колебательное движение.
Определить период колебания, а также амплитуду z' в конце первого периода, если диаметр трубки d = 1 см, длина жидкого столба l = 60 см и китематическая вязкость жидкости v = 0,1 Ст. Режим движения жидкости в трубке считать ламинарным.
Скачать решение задачи 12-11 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 12-12. Жидкость, заполняющая два соединенных между собой резервуара, будучи выведена из положения равновесия, начинает совершать свободные колебания около этого положения. Пренебрегая сопротивлением, определить период колебания жидкости, если резервуары имеют поперечные сечения F1 и F2 и соединены трубой, длина которой l, а площадь поперечного сечения f во много раз меньше площади каждого из резервуаров. Указание. Воспользоваться уравнением (12-7) и пренебречь членом, содержащим
Задача (Куколевский И.И.) 12-13. К паровому котлу с площадью зеркала F1 подключено водомерное стекло с площадью поперечного сечения F2. Соединительная трубка длиной l имеет площадь поперечного сечения f.
Жидкость в паровом котле выведена из состояния покоя и ее зеркало совершает свободные колебания. Пренебрегая сопротивлениями и считая амплитуду колебаний малой, определить период колебания жидкости в водомерном стекле, если h = 0,1 м, f = 1 см2, F2 = 2 см2 и L = 0,25 м.
Задача (Куколевский И.И.) 12-14. Предохранительный клапан, пропуская расход жидкости, находится в потоке жидкости в равновесии на расстоянии у = 5мм от седла. Масса клапана m = 0,5 кг.
Пренебрегая сжимаемостью жидкости, составить дифференциальное уравнение колебаний выведенного из положения равновесия клапана и определить частоту его колебаний выведенного из положения равновесия клапана и определить частоту его колебаний, считая, что сила трения R действующая на клапан, линейно зависит от скорости: R = Θ*u(t) где Θ - коэффициент демпфирования, Θ = 2,5 Н*с/см, u(t) - переменная во времени скорость колеблющегося клапан.
Жесткость пружины С = 20 Н/см; начальное поджатие пружины при закрытом клапане y0 = 50мм. Массой пружины пренебречь
Скачать решение задачи 12-14 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 12-15 Система, состоящая из пружины, поршня и жидкого столба длиной L, выведена из состояния покоя и затем совершает свободные колебания.
Определить закон движения жидкости и вычислить период колебания, если масса поршня m и площадь поперечного сечения трубки F. Режим течения считать ламинарным; плотность и вязкость жидкости р и v. Сравнить с периодом колебаний, вычисленным в предположении отсутствия трения.
Скачать решение задачи 12-15 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 12-16. Жидкость в трубе, подключенной к воздушному колпаку поршневого насоса, выведена из положения равновесия. Пренебрегая сопротивлением, определить частоту собственных колебаний жидкости, если длина трубы, заполненной жидкостью, L, площадь ее поперечного сечения f, площадь сечения колпака равна F и объем воздуха в колпаке при равновесном положении уровней равен W0.
Высота столба жидкости, соответствующая давлению в колпаке в положении равновесия, равна Н0 Инерцией жидкости в колпаке пренебречь, считая площадь поперечного сечения колпака значительно большей, чем площадь поперечного сечения трубы.
Скачать решение задачи 12-16 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 12-17. Круглый диск (D = 150 мм), к. которому в его плоскости приложена и внезапно удалена пара сил, совершает крутильные колебания относительно оси О-О. Затухание колебаний происходит благодаря трению в вязком слое жидкости по торцу диска.
Пренебрегая массой стержня, определить частоту крутильных колебаний, если масса диска m = 1 кг, динамическая вязкость жидкости μ = 1 П и толщина жидкого слоя b = 0,5 мм. Жесткость пружины С = 0,1 Н*м/рад. Течение в вязком слое считать ламинарным.
Скачать решение задачи 12-17 (Куколевский И.И.) (цена 100р)