Часть 9-2 Расчет простых трубопроводов
Задача (Куколевский И.И.) 9-21. Центробежный насос осуществляет водозабор из бассейна по самотечной трубе через промежуточный колодец. Размеры самотечной трубы L = 20м, D = 150 мм и всасывающей линии насоса l = 12м, d = 150мм, Определить наибольшую производительность насоса, допускаемую по условиям всасывания, если вакуум при входе в насос не должен превосходить 6 м. Коэффициент сопротивления трения в трубах принять λ = 0,03 (значения коэффициентов местных потерь указаны на схеме). Насос расположен выше уровня в бассейне на h = 2 м. Какова будет при этой производительности разность уровней z в бассейне и колодце?
Ответ. Q = 38,5 л/'сек; z = 1,7 м.
Скачать решение задачи 9-21 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-22. Для подачи воды в количестве Q = 2,1 м3/мин на расстояние L = 400 м под напором H = 9 м можно использовать наличные чугунные трубы диаметром d1= 150 лл и d2 = 200 мм. Определить необходимые длины участков трубопровода, используя для подсчета потерь формулу (9-20) и принимая шероховатость труб = 1,2мм. Какой напор потребуется при заданном Q, если выполнить весь трубопровод диаметром d1= 150 мм?
Ответ. L1= 150м, и L2= 250м; H= 17,5м.
Скачать решение задачи 9-22 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-23. В топливной системе самолета бензин»поступает к насосу из бака с атмосферным давлением по всасывающему трубопроводу общей длиной l = 3м и диаметром d = 15 мм в количестве Q=0,2 л/сек. В трубопроводе установлены фильтр (ξ = 2) и кран (ξ=0 при полном открытии). Определить, на какой минимальной глубине h. под баком нужно расположить вход в насос, чтобы при полете на высоте 5 км (где атмосферное давление Pат = 53,3 кПа.) с ускорением а = 12 м/с2 по горизонтали давление на входе в насос было не меньше 46,7 кПа. Расстояние по горизонтали от входа в трубопровод до насоса Sa= 2 м. Трубопровод рассматривать как гидравлически гладкий, потерь на поворотах не учитывать. Относительный вес бензина δ = 0,72, его вязкость v=0,007 Ст. Указание. Воспользоваться уравнением Бернулли для относительного движения жидкости в трубопроводе при поступательно* перемещении последнего с ускорением а:
Скачать решение задачи 9-23 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-24. Прибор для дозировки небольших количеств жидкости состоит из цилиндра, в котором находится поплавок, снабженный сифонной трубкой. Определить расходы воды (v = 0,01 Ст) и химической жидкости v = 0,1 Ст), если диаметр и длина трубки d = 5 мм, l = 600 мм; выходное сечение трубки расположено ниже свободной поверхности на h = 250мм. Учитывать только потери на трение. Указание. Для определения режима движения жидкости в трубке воспользоваться выражением критического напора (9-23), сравнив с ним величину располагаемого напора h. При турбулентном режиме коэффициент сопротивления трения определять по формуле (9-16).
Ответ. Q = 20,5 и 6,3 см3/сек.
Скачать решение задачи 9-24 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-25. В поверхностном конденсаторе паровой машины охлаждающая вода проходит по двум последовательным секциям (ходам), каждая из которых содержит 250 параллельных латунных трубок длиной L = 5 м и диаметром d =16 мм. Диаметр входного и выходного патрубков для воды D = 250 мм. Определить потерю напора в конденсаторе при расходе воды Q = 360 м3/ч. Учитывать потери трения в трубках и местные потери (вход в трубки ξ =0,5, выход из трубок ξ = 1). Кинематический коэффициент вязкости воды V = 0,9 сСт.
Ответ. hп = 3,85 м.
Скачать решение задачи 9-25 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-26. Противоточный переохладитель для аммиака выполнен в виде четырех последовательных секций. каждая из которых образована двумя концентрическими трубами. По внутренней трубе (диаметр которой d1=30 мм и толщина стенки 2,5 мм) течет вода, по межтрубному пространству жидкий аммиак (диаметр внешней трубы d2 = 50мм). Общая дли на внутренней трубы L1 = 22 м, длина каждой секции L2 = 4 м, диаметр соединительных патрубков между секциями d3 = 35 мм.
Определить потери напора в переохладителе для воды и аммиака, если расход воды M1 = 4000 кг/ч (v =1,2*10-2 Ст) и аммиака M2 = 2200 кг/ч (относительный вес δ = 0,61 и динамический коэффициент вязкости μ = 0,225*10-2 П при t = 20°С). Трубы принимать гидравлически гладкими, коэффициент сопротивления входа в соединительный патрубок ξвх = 0,5 и выхода из него ξвых = 1. Потерь на плавных поворотах внутренней трубы не учитывать. Указание. Потери на трение для воды и аммиака определять по формуле
Скачать решение задачи 9-26 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-27. Вода подается в цилиндр пресса гидравлическим грузовым аккумулятором по стальному трубопроводу длиной l = 180 м и диаметром d = 50 мм. Масса подвижных частей аккумулятора m = 40 т, диаметр его плунжера D1 = 220 мм ч к.п.д. рабочего хода 0,95. Определить усилие Р, развиваемое прессом при скоростях его плунжера v = 0,1 и 0,2 м/с. Диаметр плунжера D2 = 300 мм, к. п. д. цилиндра пресса 0,95 (весом плунжера пренебрегать). Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,2 мм, местные потери составляют 10% потерь на трение. Вязкость воды v = 1,25 cCт.
Ответ. Р = 610 и 460 кН.
Скачать решение задачи 9-27 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-28. Определить давление на входе в шестеренчатый насос системы смазки, подающий Q = 60 л/мин машинного масла при температуре t = 20°С (вязкость v = 2 Cт, относительный вес δ = 0,9). Длина и диаметр стального всасывающего трубопровода l = 5 м и d = 35 мм, его шероховатость Δ = 0,1 мм. Входное сечение насоса расположено ниже свободной поверхности в маслобаке на h = 1 м. Как изменится давление перед насосом, если масло нагреется до температуры t = 80°С (v = 0,1 Cт, δ = 0,85)? Местные сопротивления в трубопроводе принимать равными 10% потерь на трение.
Ответ. P= 30 кПа и 10 кПа.
Скачать решение задачи 9-28 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-29. По самотечному сифонному трубопроводу дайной L=44 м необходимо обеспечить расход нефти (δ = 0,9, v = 1 Ст) Q=1 л/сек при напоре Н = 2 м.
1) Найти требуемый диаметр D трубопровода, учитывая только потери трения.
2) Определить допустимое превышение h сечения К над уровнем в верхнем резервуаре, если это сечение находится на середине длины трубопровода, а вакуум не должен превышать PВ = 0,54 ат.
Ответ. D = 55 мм, h = 5 м
.
Скачать решение задачи 9-29 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-30. По трубопроводу постоянного диаметра подается заданный расход жидкости. Определить, на сколько процентов необходимо увеличить диаметр трубопровода, чтобы уменьшить в нем потерю напора на трение в 2 раза. Задачу решить, предполагая, что имеют место: 1) ламинарный режим; 2) турбулентный режим в гидравлически гладкой трубе 3) турбулентный режим в гидравлически шероховатой трубе
Ответ. Диаметр необходимо увеличить на 19, 16 и 14%.
Скачать решение задачи 9-30 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-31. Температура мазута, перекачиваемого по горизонтальному трубопроводу диаметром D=150 мм и длиной L=5 км, меняется в связи с климатическими условиями от t = 10°С до t = 30°С.
Определить потерю давленая в трубопроводе при постоянном расходе мазута Q = 50 л/с и трех значениях температуры t = 10, 20 и 30 °С, воспользовавшись приведенным графиком зависимости кинематического коэффициента вязкости V и относительного веса мазута б от температуры. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,1 мм.
Ответ. ΔP = 5,42; 4,92 и 3,92 МПа.
Скачать решение задачи 9-31 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-32. Выяснить влияние подогрева нефти на пропускную способность самотечного стального трубопровода длиной L = 10 км и диаметром D = 200 мм (шероховатость 0,2 мм), работающего под постоянным напором H = 45 м, определив расход нефти при четырех значениях ее температуры t =10, 20, 30 и 40° С. Воспользоваться приведенным графиком зависимости вязкости нефти v от температуры.
Указание. По формуле (9-23) предварительно определить значение v, отвечающее переходу ламинарного режима в турбулентный при заданном напоре Н (приняв Reкр = 2300).
Ответ. Q = 10,8; 21,6; 20,3 и 21,8 л/с.
Скачать решение задачи 9-32 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-33. Сравнить расход воды (v = 10-2 Ст), турбинного масла (v = 1 Ст) и цилиндрового масла (v = 10 Ст) при температуре t = 20°С по стальному трубопроводу длиной l = 200 м и диаметром В=100мм (шероховатость Δ = 0,1 мм) при одинаковом напоре Н = 10 м.
Ответ. Q =17,2; 12 и 1,2 л/сек.
Скачать решение задачи 9-33 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-34. Купоросное масло при t = 25°С (μ = 20 сП, δ =1,84) выжимается из бака в атмосферу давлением воздуха Рн = 0,3 МПа по трубе длиной l = 40 м, поднимаясь на h = 8 м. Определить диаметр трубопровода, при котором объем масла W = 3,0 м3 будет выжиматься из бака за Т = 5 мин, если шероховатость трубы Δ = 0,05 мм и местные потери составляют 25% потерь на трение (изменением h в процессе выжимания масла пренебрегать).
Указание. Задачу решить графически, построив потребного напора Н от диаметра d при заданном расходе. Для определения режима движения найти критический напор по формуле (9-25), приняв Rе = 2300, и сравнить его с располагаемым напором Н = Pн/pg - h
Ответ. d= 67 мм; округляя до d = 70 мм, получим необходимое Pи =0,27 МПа .
Скачать решение задачи 9-34 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-35. Вода в количестве Q=12 л/сек перекачивается по стальному трубопроводу диаметром d = 125 мм, длиной L= 1000 м. Определить потери напора hn при возрастающих значениях шероховатости в процессе старения трубы Δ = 0,1; 0,2 и 1,2 мм. Вязкость воды v = 0,01 Ст. Значения λ определить по графику приложения 4.
Ответ. hn = 7,9; 8,8 и 14,8 м.
Скачать решение задачи 9-35 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-36. Сравнить потери напора на трение в круглой и квадратной трубах равной длины и равного сечения при одинаковом расходе данной жидкости, предполагая, что в трубах имеют место: 1) ламинарный режим; 2) турбулентный режим (квадратичная область сопротивления), причем шероховатость труб одинакова.
Указание. Потери на трение подсчитываются по общей формуле
Скачать решение задачи 9-36 (Куколевский И.И.) (цена 100р)
Задача (Куколевский И.И.) 9-37. Во сколько увеличится потеря напора на трение в трубе с данным расходом, если квадратное сечение трубы заменить прямоугольным сечением той же площади с отношением сторон h/b = 0,1? Задачу решить для ламинарного режима и турбулентного режима в квадратичной области. Указание. См. задачу 9-36; для прямоугольной трубы с h/b = 0,1, при ламинарном режиме λ =84,5/Re.
Ответ. Потеря напора увеличится при ламинарном режиме в 4,5 раза, при турбулентном - в 2 раза.