Решение задач часть 3. Истечение жидкости
3.1 В трубу с поршнем необходимо всосать за время t объем V жидкости с плотностью р. При этом нужно определить: 1) с какой скоростью v нужно перемещать поршень, 2) какую внешнюю силу Р нужно при этом приложить к поршню? 3) какая работа А будет совершена при перемещении поршня?
Скачать решение задачи 3.1 (Решебник 15) (цена 80р)
3.2 В стенку бака с бензином (р = 700кг/м3) вмонтирован короткий трубопровод с вентилем на конце. Участок с сужением имеет минимальный диаметр d = 100мм. Заглубление осевой линии трубопровода под свободную поверхность жидкости Н = 3м. Показание манометра М равно 150 кПа. Барометрическое давление В = 736 мм.рт.ст. Давление насыщенных паров бензина 30кПа. Определить возможный максимальный расход бензина Qmax через трубопровод. Гидравлическими потерями напора пренебречь.
Скачать решение задачи 3.2 (Решебник 15) (цена 80р)
3.3 Для трубки квадратного сечения, сторона которого а = 10мм, определить критическую скорость, соответствующую смене режимов движения воды при t = 20°C (v = 0,01 Ст) воздуха при Р = 100 кПа и t = 20°C (м = 1,82*10^-4 П, р = 1,17 кг/м3) и турбинного масла при t = 20°C (v = 1 Ст), приняв Rekp = 2000.
Скачать решение задачи 3.3 (Решебник 15) (цена 80р)
3.4 Определить расход воды через отверстие с остройкромкой диаметром d = 150 мм, выполненное в торце вертикальной трубы диаметром D = 300 мм, если показание манометра M перед отверстием равно 150 кПа и высота расположения манометра над плоскостью отверстия h = 1 м (рис. 2.3). Принять коэффициент сопротивления отверстия 0,06. Коэффициент сжатия струи при выходе из отверстия определитьпо эмпирической формуле, действительной при сопоставимых порядках D и d:
Скачать решение задачи 3.4 (Решебник 15) (цена 80р)
3.5 По трубопроводу (рис. 2.5) диаметром D = 50 мм, заканчивающемуся сходящимся соплом диаметром d = 25 мм (ξ = 0,06), керосин (р = 700 кг/м3) под давлением поступает в большую емкость с отрицательным избыточным давлением (вакуумом). Показания манометра M и вакуумметра V равны соответственно 200 кПа и 40 кПа. Определить скорость истечения и расход через насадок.
Скачать решение задачи 3.5 (Решебник 15) (цена 80р)
3.6 Газ, заполняющий вертикальную трубу (рис. 2.7), вытекает в атмосферу через два насадка диаметром d = 10 мм, расположенные по высоте трубы на расстоянии a = 100 м друг от друга. Коэффициент расхода для насадков (с учетом сопротивления подводящих горизонтальных трубок) С = 0,95. Определить массовый расход газа через каждый насадок, если показание спиртового манометра, присоединенного к трубе у нижнего насадка, hсп = 200 мм (плотность спирта рсп = 800 кг/м3). Давление атмосферного воздуха на уровне нижнего насадка hбар = 745 мм рт. ст., температура воздуха и газа t = 20 °C. Значения удельной газовой постоянной воздуха Rв = 287 Дж/(кг • K), газа Rг = 530 Дж/(кг • K). Скоростным напором и потерями в трубе пренебречь, плотности воздуха и газа принять постоянными по высоте a
Скачать решение задачи 3.6 (Решебник 15) (цена 80р)
3.7 В трубопроводе диаметром D = 50 мм, подающем воду в открытый бак с постоянным уровнем h = 5 м (рис. 3.2), установлено мерное сопло диаметром d = 30 мм (ξс = 0,08) и вентиль (Св = 5). Показание манометра M, установленного перед соплом, равно 120 кПа. Определить: а) расход Q в трубопроводе, учитывая только местные потери напора; б) при этом расходе показание hрт ртутного дифференциального манометра, измеряющего перепад давлений в сечениях потока перед соплом и на выходе из него. Сжатие струи на выходе из сопла отсутствует. Построить линию полного напора и пьезометрическую линию.
Скачать решение задачи 3.7 (Решебник 15) (цена 80р)
3.8 Вода перетекает из верхнего открытого резервуара в нижний по диффузору, диаметры которого d = 250 мм и D = 500 мм (рис. 3.3). Коэффициент сопротивления плавно сходящегося входного участка ξс = 0,06, а коэффициент потерь в диффузоре Сд = 0,25. Уровни в баках постоянны, а высоты h1 = 1м; h2 = 1,5 м; h3 = 0,5 м. Определить расход Qд через диффузор и значение давления px в сечении x–x. Построить график напоров. Как изменятся расход Qтр и давление px, если диффузор заменить цилиндрической трубой диаметром d = 250 мм и длиной l = h2 + h3, имеющей коэффициент сопротивления трения λ = 0,025.
Скачать решение задачи 3.8 (Решебник 15) (цена 80р)
3.9 Трубка Вентури, установленная на самолете, должна отсасывать воздух из камеры гироскопа, приводя последний во вращение (рис. 3.5). Определить соотношение выходного диаметра d2 и диаметра горловины трубки d1, при котором вакуум в горловине будет максимальным. Коэффициент сопротивления сходящегося входного участка трубки 0,04, коэффициент потерь в диффузоре ξд = 0,2. Сжимаемостью воздуха пренебречь.
Скачать решение задачи 3.9 (Решебник 15) (цена 80р)
3.10 Из резервуара-питателя с избыточным давлением над свободной поверхностью, равным 50 кПа по показаниям манометра M, масло (плотность р = 950 кг/м3, коэффициент кинематической вязкости v = 0,725 Ст) по горизонтальной трубе диаметром d = 30 мм и длиной l = 40 м вытекает в атмосферу. Заглубление осевой линии трубы под уровень H = 3 м. Определить расход Q. Сопротивлением входа в трубу пренебречь (рис. 4.3).
Скачать решение задачи 3.10 (Решебник 15) (цена 80р)
3.11 По трубопроводу диаметром d = 0,4 м и длиной l = 3000 м подается нефть (плотность р = 880 кг/м3, коэффициент динамической вязкости С = 0,22 П) из магистрали с заданным избыточным давлением, равным 200 кПа по показаниям манометра M, при перепаде высот H = 10 м. Шероховатость стенок трубопровода 0,2 мм. Определить расход нефти Q. В трубопроводе учитывать только потери напора на трение по длине (рис. 4.4).
Скачать решение задачи 3.11 (Решебник 15) (цена 80р)
3.12 Центробежный насос должен обеспечить подачу Q = 10 л/с жидкости на отметку H0 = 15 м по нагнетательному трубопроводу диаметром d = 50 мм и длиной l = 50 м (рис. 4.6). Шероховатость стенок трубопровода 0,1 мм; задвижка, установленная в нем, имеет коэффициент сопротивления С = 5. Определить давление Рн, создаваемое насосом на входе в нагнетательный трубопровод и обеспечивающее заданный режим работы по расходу. В трубопроводе учитывать только потери напора на трение по длине и потери на задвижке. Задачу решить в двух вариантах: а) перекачиваемая жидкость - вода, pв = 1000 кг/м3, v = 1сСт; б) масло, pм = 900 кг/м3, v = 50 сСт.
Скачать решение задачи 3.12 (Решебник 15) (цена 80р)
3.13 Для трубопровода диаметром D = 0,5 м и длиной L = 1000 м, снабженного в конце соплом и работающего под напором H = 400 м, установить зависимость мощности струи на выходе из сопла и КПД трубопровода от диаметра d выходного отверстия сопла. Определить, при каком значении d мощность струи будет максимальной. Каков будет при этом КПД трубопровода Стр? Втрубопроводе учитыватьтолько потери на трение по длине (λ = 0,02). Коэффициент сопротивления сопла С = 0,04, сжатие струи на выходе отсутствует (рис. 4.8).
Скачать решение задачи 3.13 (Решебник 15) (цена 80р)
3.14 Из бака A, в котором поддерживается постоянный уровень, вода перетекает по сифонному трубопроводу (общая длина l1 = 20 м; d1 = 40 мм; Р1 = 0,0304), имеющему приемный клапан с сеткой (Ск = 5), в бак B, из которого сливается в атмосферу по трубопроводу (l2 = 100 м; d2 = 60 мм; Р2 = 0,0277), включающему в себя задвижку (С = 10) и сходящееся сопло (dс = 30 мм; Сс = 0,1; е = 0,97). Напор H = 25 м. Определить: а) расход Q всистеме;б)вакуумpвс в сечении C–C, расположенном выше уровня жидкости в баке A на высоту hс = 1 м. Длина восходящей линии сифонного трубопровода до сечения C–Clс = 6,5 м. Потерями напора на плавных поворотах в трубопроводах пренебречь(рис. 4.9).
Скачать решение задачи 3.14 (Решебник 15) (цена 80р)
3.15 В объемном гидроприводе используется одноштоковые гидроцилиндры с диаметрами поршней D1 = 80мм, D2 = 100мм, штоков d1 = 40мм, d2 = 60мм и длинами ходов L1 = 600мм, L2 = 600мм. Насос обеспечивает подачу 25 л/мин. При одновременной подаче рабочей жидкости в полости гидроцилиндров и движении влево поршня гидроцилиндра Ц1 со скорость V1, определить на какой расход рабочей жидкости следует настроить гидродроссель Др, чтобы поршень гидроцилиндра Ц2 перемещался а) влево со скорость V2 = V1, б) влево со скоростью V2 = 2м/мин, в) вправо со скоростью V2 = V1, г) вправо со скоростью V2 = 3 м/мин. Утечками в гидроаппаратуре пренебречь
Скачать решение задачи 3.15 (Решебник 15) (цена 80р)