Задачи по механике сплошных сред 35-48
Задача 35. Определить расход масла, пропускаемый самотечным маслопроводом диаметром 150 мм и длиной 8 км, если кинематический коэффициент вязкости масла 50,1•10-6 м2/с, а разность отметок начальной и конечной точек трубопровода составляет 20 м.
Ответ: Q = 6,1 л/с.
Указания к задаче 35 – при решении использовать уравнение Бернулли. Предположив, что режим движения масла ламинарный, определить расход, затем подтвердить правильность первоначального предположения.
Скачать решение задачи 35 мсс (цена 100р)
Задача 36. Определить расход воды в стальной трубе диаметром 300 мм бывшей в эксплуатации, если скорость на оси трубы, измеренная трубкой Пито-Прандтля равна 4 м/с, а температура воды 16 °С.
Ответ: Q = 235 л/c.
Указания к задаче 36 – предположив, что движение воды происходит в области квадратичного закона сопротивления, найти значение коэффициента Дарси ?. Среднюю скорость определить по формуле:
V/U = 1 + 1,35(0,5)
Значения эквивалентной шероховатости стенки трубы и кинематическую вязкость воды взять из справочников. Подтвердить правильность первоначального предположения.
Скачать решение задачи 36 мсс (цена 100р)
Задача 37. Наклонная труба диаметром d1 = 76 мм плавно сужается до диаметра d2 = 50 мм (рис.22). Давление воды в сечении І-І p1 = 1,5•105 Па, центр тяжести первого сечения на z = 50 см выше центра тяжести второго сечения. Потери напора между сечениями h = 0,4 м. При каком расходе воды давление в сечении ІІ-ІІ будет равно атмосферному?
Ответ: Q = 1,12 л/с.
Указания к задачам 37, 38 – при решении использовать уравнение Бернулли. В задаче 38 величину вакуума в узком сечении определить из уравнения равновесия для трубки “а“.
Скачать решение задачи 37 мсс (цена 100р)
Задача 38. Пренебрегая потерями напора определить диаметр сужения d2 (рис. 23), чтобы при пропуске расхода Q = 7 л/с вода в трубке “a“ подсасывалась на высоту h = 60 см. Диаметр трубопровода d1 = 100 мм, а манометрическое давление в широком сечении p1ман = 3,9 кПа.
Ответ: d2 = 44 мм.
Указания к задачам 37, 38 – при решении использовать уравнение Бернулли. В задаче 38 величину вакуума в узком сечении определить из уравнения равновесия для трубки “а“.
Скачать решение задачи 38 мсс (цена 100р)
Задача 39. Вода в количестве Q = 12 л/с перекачивается по стальному трубопроводу диаметром d = 125 мм, длиной L = 1000 м. Определить потери напора по длине при возрастающем значении шероховатости в процессе старения трубы К1 = 0,1мм, К2 = 0,2 мм, К3 = 1,2 мм. Температура воды 20 °С.
Ответ: hL1 = 7,86 м; hL2 = 8,87 м; L = 14,71 м.
Указания к задаче 39 – при определении коэффициента Дарси λ воспользоваться графиком Мурина Г.А.
Скачать решение задачи 39 мсс (цена 100р)
Задача 40. Из отверстия в боковой стенке сосуда по горизонтальной трубе переменного сечения вытекает вода в атмосферу (рис.24). Определить расход воды Q, а также средние скорости и гидродинамические давления в сечениях трубопровода 1-1 и 2-2, предполагая уровень воды в сосуде постоянным и пренебрегая потерями напора при следующих данных: Н = 2 м; d1 = 7,5 см; d2 = 25 см; d3 = 10 см.
Ответ: Q = 49,1 л/с; V1 = 11,13 м/с; V2 = 1,0 м/с; V3 = 6,26 м/с, p1 = 5,88•104 Па; p2 = 11,96•104 Па.
Указания к задаче 40 – для определения расхода составить уравнение Бернулли для сечений, проходящих по поверхности воды в сосуде и на выходе из трубы. При определении давлений в сечения І-І и ІІ-ІІ повторно применить уравнение Бернулли.
Скачать решение задачи 40 мсс (цена 100р)
Задача 41. Вода протекает по горизонтальной трубе, внезапно сужающейся от d1 = 15 см до d2 = 0,08 м (рис. 25). Расход воды Q = 0,018 м3/с. Определить какую разность уровней ртути hpm покажет дифференциальный манометр?
Ответ: hрт = 0,067 м.
Указания к задаче 41 – для решения использовать уравнение Бернулли с учетом потерь напора на внезапное сужение потока. Коэффициент сжатия струи ? определить по таблицам, приведенным в справочниках или по формуле:
е = 0,57+0,043/(1,1-n)
n=w2/w1
Скачать решение задачи 41 мсс (цена 100р)
Задача 42. Определить напор Н, который необходимо поддерживать в резервуаре (рис.26), чтобы расход воды пропускаемый по наклонному трубопроводу диаметром d = 100 мм и длиной L1+L2 = 35 +15= 50 м, равнялся Q = 19 л/с. Выходное сечение трубы расположено на z = 1 м ниже входного сечения. Температура воды t = 20С, задвижка открыта наполовину, труба стальная, новая. Построить пьезометрическую и напорную линии.
Ответ: Н = 2,78 м
Указания к задаче 42 – для решения использовать уравнение Бернулли. Значения коэффициентов местных сопротивлений, эквивалентной шероховатости и кинематической вязкости взять из справочников. Вопрос построения пьезометрических и напорных линий рассмотрен в [2,3,4,6] (смотри список литературы).
Скачать решение задачи 42 мсс (цена 100р)
Задача 43. Вода с расходом Q подается по трубопроводу переменного сечения из закрытого бака А в открытый резервуар В (рис. 27). Определить напор Н2, который установится в резервуаре В при следующих данных: расход воды Q = 6 л/с; манометрическое давление на поверхности жидкости в баке А pман.= 90000 Па, диаметры трубопроводов d1 = 100 мм, d2 = 50 мм, длины участков L1 = 3 м; L2 = 15 м; L3 = 4 м; L4 = 7 м; напор Н1 = 1,5 м, температура воды t = 20 °С. Шероховатость стенок труб принять КЭ1 = КЭ2 = 0,1 мм.
Ответ: Н2 = 3,23 м.
Указания к задаче 43 - при решении использовать уравнение Бернулли. Значение коэффициента внезапного сужения трубопровода определить с учетом указаний к решению задачи 41. Для нахождения коэффициента гидравлического трения Дарси необходимо определить область сопротивления.
Указания к задаче 44 – смотри указания к решению задач 42, 43.
Скачать решение задачи 43 мсс (цена 100р)
Задача 44. Насос забирает воду из колодца по новой чугунной трубе в количестве 25 л/с (рис 28). Определить максимальную высоту установки насоса над поверхностью воды Рнас и диаметр всасывающей трубы dвс при условии, что скорость движения в трубе не превышает 0,6 м/с, а абсолютное давление перед насосом равно 50 кПа. На всасывающем трубопроводе общей длиной 30 м имеется приемный клапан, колено 900, задвижка, открытая на 0,25. Температура воды 20 °С. Построить пьезометрическую и напорную линии.
Ответ: hнас = 4,72 м; dвс = 250 мм.
Скачать решение задачи 44 мсс (цена 100р)
Задача 45. Сифонный водосброс длиной L1 + L2 = 5 + 100 м и диаметром d = 250 мм перепускает воду из верхнего водоема в нижний (рис.29). Разность уровней воды постоянна и равна Н = 3 м. Наивысшая точка сифона А находится над уровнем воды верхнего водоема на h = 2 м. Труба стальная, умеренно заржавевшая, на ней имеется поворот на 90 и решетка. Температура воды t = 15 °С. Требуется найти подачу Q сифонного водосброса и величину вакуума в точке А. Построить напорную и пьезометрическую линии.
Ответ: Q = 76 л/с; pвак= 76616 Па.
Указания к задаче 45 – смотри указания к решению задач 42, 43. Предварительно принять, что движение соответствует квадратичной области сопротивления. Затем подтвердить правильность первоначального предположения. Для определения вакуума в точке А вторично составить уравнение Бернулли, приняв одно из сечений, проходящим через верхнюю точку сифона.
Скачать решение задачи 45 мсс (цена 100р)
Задача 46. Определить расход воды в чугунной водопроводной трубе (бывшей в эксплуатации) диаметром 200 мм, длиной 1 км при располагаемом напоре Н = 8 м.
Ответ: Q = 29,2 л/с.
Указания к задачам 46, 47, 48 – для решения использовать формулы расчета простого трубопровода предварительно предположив, что трубопроводы работают в квадратичной области сопротивления. Значения удельного сопротивления трубопроводов найти в справочниках. Если первоначальное предположение не подтвердится, поправку на «неквадратичность» движения принять по справочнику.
Скачать решение задачи 46 мсс (цена 100р)
Задача 47. Определить общие потери напора Н при движении воды в системе последовательно соединенных трубопроводов (рис. 30). Расход воды Q = 15 л/с. Трубы стальные, новые. Диаметры трубопроводов d1 = 100 мм, d2 = 200 мм, d3 = 150 мм; длины участков L1 = 200 м, L2 = 400 м; L3 = 450 м.
Ответ: H = 17,76 м.
Указания к задачам 46, 47, 48 – для решения использовать формулы расчета простого трубопровода предварительно предположив, что трубопроводы работают в квадратичной области сопротивления. Значения удельного сопротивления трубопроводов найти в справочниках. Если первоначальное предположение не подтвердится, поправку на «неквадратичность» движения принять по справочнику.
Скачать решение задачи 47 мсс (цена 100р)
Задача 48. Какой диаметр d3 необходимо принять, чтобы в конце системы последовательно соединенных стальных труб (рис.31) давление равнялось p2 = pат ? Расход воды Q = 16 л/с, давление в начале системы p1 = 304 кПа. Диаметры труб d1 = 150 мм; d2 = 125 мм, длины участков L1 = 200 м; L2 = 300 м; L3 = 150 м.
Ответ: d3 = 100 мм.
Указания к задачам 46, 47, 48 – для решения использовать формулы расчета простого трубопровода предварительно предположив, что трубопроводы работают в квадратичной области сопротивления. Значения удельного сопротивления трубопроводов найти в справочниках. Если первоначальное предположение не подтвердится, поправку на «неквадратичность» движения принять по справочнику.
Скачать решение задачи 48 мсс (цена 100р)