Гидравлика и гидропривод часть 12-1

12.1. Определить расход в магистральном трубопроводе (d1 = 200мм, l1 =5м), если в параллельно присоединенной трубе (d2 =50мм, l2 = 7м) расходомер показывает Q₂ = 5 л/с (рис. 12.13). Коэффициент сопротивления расходомера 1,5. Коэффициенты сопротивления трения труб принять 0,025.

 

12.2. Определить, как распределится расход Q = 26 л/с между двумя параллельными трубами, одна из которых имеет длину l1 = 30 м и диаметр d1 = 50мм, а другая - длину l2 = 50м и диаметр d2 = 100мм. Каковы будут потери напора в разветвленном участке, если коэффициент местных потерь ξ₂ = 5, а коэффициенты сопротивления трения соответственно равны λ1 = 0,04, λ2 = 0,03 (рис. 12.13).

12.3. Расход в магистральном трубопроводе Q = 0,32 л/с распределяется между двумя параллельными трубами имеющими размеры соответственно: l1 = 1,0 м, d1 =10 мм и l2 = 2,0 м, d2 = 8 мм. Во второй трубе установлен фильтр Ф, сопротивление которого эквивалентно трубе длиной l3 = 200d2. Определить расход и потери давления в каждой трубе при р = 900 кг/м3 и v = 9 Ст (рис. 12.14).

12.4. Определить, при каком проходном сечении дросселя D расходы в параллельных трубах будут одинаковыми, если длины труб l1 = 5 м, l2 = 10 м, их диаметры d1 =d2 =12 мм, коэффициент расхода дросселя m = 0,7, кинематический коэффициент вязкости v = 0,01 Ст, расход жидкости перед разветвлением Q = 0,2 л/с. Трубы считать гидравлически гладкими (рис. 12.15).

12.5. Определить расходы Q, Q1, Q2, если H =5 м, l = 20 м, l1 = 10 м, l2 = 16 м, d = 100 мм, d1 = 100 мм, d2 = 80 мм, коэффициенты сопротивления трения λ = λ1 = λ2 = 0,025, коэффициент местного сопротивления вентиля на трубе 2 ξ2 =1,5 (рис. 12.16). Давление в конечных сечениях труб атмосферное и геометрические высоты одинаковы.

12.6. Определить давление в узловой точке трубопровода (рис. 12.16) если H = 15 м, l = l1 =10 м, l2 = 20 м, d = 120мм, d1 = d2 = 100 мм, λ = λ1 = λ2 = 0,025, С2 = 2.

Скачать решение задачи 12.6 (решебник 19) (цена 100р)

12.7. Из системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания жидкость поступает в охладитель, который представляет собой п трубок диаметром d (рис. 12.17). Во сколько раз отличаются потери напора на участке охладителя от потерь напора на такой же длине подводящего трубопровода диаметром D, а коэффициент гидравлического сопротивления определяется по формуле Блазиуса (область гидравлически гладких труб)?

Скачать решение задачи 12.7 (решебник 19) (цена 100р)

12.8. На какое максимальное избыточное давление необходимо отрегулировать предохранительный клапан ПК, чтобы избыточное давление в трубе 3 не превышало рк = 2*10⁵ Па? Какова при этом должна быть подача насоса Н? Коэффициенты сопротивления трения всех труб равны 0,025, предохранительный клапан ПК и трубы расположены в одной горизонтальной плоскости (рис. 12.18). Жидкость - минеральное масло (р = 900 кг/м³). Режим течения - турбулентный. В конечных сечениях труб 1,2,3 давление атмосферное.

Скачать решение задачи 12.8 (решебник 19) (цена 100р)

12.9. Определить расход в каждой трубе (рис. 12.19), если их приведенные длины l1 = 5 м, l2 = 3 м, l3 = 3 м, l4 = 6 м, а суммарный расход Q = 9 л/мин. Режим течения ламинарный, а диаметры труб одинаковы.

12.10. Насос Н закачивает бензин в две железнодорожные цистерны вместимостью V = 50 м³ каждая по трубам, длины и диаметры которых l1 = 18 м, lм=100 м, d1 = 100 мм, d_M=156 мм (рис. 12.20). Определить давление, с которым должен работать насос, если бензин плотностью р = 750 кг/м и с кинематическим коэффициентом вязкости v = 0,01 Ст закачивается в течение часа, геодезическая высота подъема бензина Hг = 5 м. Трубы гидравлически гладкие.

Скачать решение задачи 12.10 (решебник 19) (цена 100р)

12.11. Насос Н работает с подачей Q = 0,3 л/с (рис. 12.21). Приведенные длины и диаметры труб соответственно равны: l1 = 5 м, l2 = 8 м, l3 = 2 м, d1 =10 мм, d2 = 8 мм, d3 = 5 мм. Определить давление, создаваемое насосом, и расход масла в каждой трубе (р = 900 кг/м3, (v = 0,5 Ст). Давление в конечных сечениях труб атмосферное. Конечные сечения труб расположены на одной высоте h = 1 м над насосом.

12.12. Стальной водопровод длиной l = 1 км и диаметром D = 200 мм имеет разность давлений в начале и конце р =105 Па. Определить, какой транзитный расход QT возможен в трубопроводе при непрерывной раздаче, если удельный путевой расход qQ = 0,01 л/(с м).

12.13. На стальном трубопроводе, питаемом от водонапорной башни (рис. 12.22), участок длиной l2 = 300 м и диаметром d2 = 200 мм имеет непрерывную раздачу по пути qQ = 0,05 л/(с м), а в конце этого участка - сосредоточенный расход Q2 =10 л/с. Определить необходимую высоту водонапорной башни Н6, если l1 = 400 м, l3 = 200 м, d1 = 200 мм, d3 =125 мм, сосредоточенный расход Q3 = 12 л/с. Трубопровод проложен по горизонтальной поверхности.

Скачать решение задачи 12.13 (решебник 19) (цена 120р)

12.14. Вода подается по горизонтальному стальному трубопроводу, состоящему из двух последовательно уложенных труб длиной l₁ = 400 м, l₂ = 300 м с диаметрами соответственно d₁ = 200мм, d₂ = 150мм. В конце первой трубы отбирается сосредоточенный расход Q₁ = 15 л/с, расход во второй трубе в Q₂ = 12 л/с. Определить необходимое давление в начале трубопровода, если свободный напор в конце трубопровода Hсв = 16 м (рис. 12.23).

Скачать решение задачи 12.14 (решебник 19) (цена 100р)

12.15. Водопровод состоит из трех последовательных участков LAB = 250 м, LВС = 220 м, lCD = 350 м. Отметки земли в точках zA = 15 м, zB = 23 м, zc = 23 м, zD = 21 м, расходы воды отбираются в точках В, С, D (QB =10 л/с QC = QD= 15 л/с). На участке CD удельный путевой расход q_Q = 0,02 л/(с м). Определить диаметры труб на всех участках и необходимое давление в пункте А. Трубы стальные. Указание. При определении диаметра необходимо принять предельную скорость течения.

Скачать решение задачи 12.15 (решебник 19) (цена 100р)

12.16. Какой напор необходимо создать в начале горизонтального стального трубопровода длиной l1 =1300 м и диаметром d1 =150 мм для пропуска расхода Q = 18 л/с при напоре в конце трубы Hк =10 м? Как изменится пропускная способность трубопровода, если на участке длиной l2 = 1000 м будет проложена параллельно основной дополнительная стальная труба длиной l2 и диаметром d2 =100 мм (рис. 12.24).

12.17. Трубопровод запроектирован в виде двух параллельных горизонтальных участков с длинами l1 = 300 м и l2 = 200 м при разности давлений в начале и конце трубопровода р = 0,05 МПа. В каком случае и на какую величину будет больше пропускная способность трубопровода при диаметрах d1 = 200 мм и d2 = 150 мм или d1 = 150 мм и d2 = 200 мм, если трубы стальные?

12.18. Определить необходимое количество параллельных стальных труб для замены одной стальной водопроводной трубы диаметром d_Q = 1200 мм трубами диаметром d = 600 мм при условии неизменности расхода, начального и конечного напоров.

Скачать решение задачи 12.18 (решебник 19) (цена 100р)

12.19. Из водопроводной башни вода поступает к разветвлению в точке 1 и далее в конечные точки 2 и 3 (рис. 12.25). Определить расходы, поступающие в конечные точки водопроводной сети Q2 и Q3, если геодезические отметки уровня воды в водонапорной башне z6 = 41 м, а точек соответственно z1 =24 м, z2 =22 м, z3 =23 м; длины участков l1 =1000 м, l2 = 500 м, l3 = 400 м; свободный напор в точках 2 и 3 Hсв =10 м, диаметры d1 =300 мм, d2 = 200 мм, d3 =150 мм. Трубы стальные, бывшие в употреблении.

Скачать решение задачи 12.19 (решебник 19) (цена 130р)

12.20. В точку С вода поступает из двух водонапорных баков А и В, при этом пьезометрические напоры НА = 30 м, Нв = 18 м, длины и диаметры труб l1 = 600 м, l2 = 300 м, d1 = 150 мм, d2 = 200 мм. Определить максимально возможный расход в точке С при питании из двух баков, если наименьший напор в точке С Нс = 9 м (рис. 12.26). При каком Qc бак В выключается из работы?

12.21. Вода подается в точку С из резервуаров А и В по стальным трубам (рис. 12.26). Пьезометрические напоры Нв =16 м, Нс =10 м. Узловой расход в точке С Qc = 30 л/с. Определить необходимый напор НА, а также, как изменится напор в точке С при условии, что на участке АС параллельно основной трубе будет уложена стальная труба того же диаметра и той же длины и отбираемый расход Qc не изменяется. Длины и диаметры труб соответственно равны d1 = 125 мм, d2 = 150 мм, l1 = 400 м, l2 = 600 м.

12.22. Определить расходы воды в трубах 1, 2, 3 (Q1, Q2, Q3). Даны напоры Н1 = 4,0 м, Н2 = 2,3 м, H3 = 2,1 м (рис. 12.27). Размеры труб: l1 = 6 м, l2 = 5 м, l3 = 6,5 м, d1 = d2 = d3 = 30 м; λ1 = λ2 = λ3 = 0,025.

12.23. В системе смазки двигателя внутреннего сгорания насос подает смазочное масло (р = 820 кг/м³; v = 6 сСт) по трубкам к подшипникам, которые располагаются выше оси насоса на H =0,5м (рис. 12.28). Давление на выходе из трубок в подшипники рк = 0,2*10⁵ Па. С какой подачей и давлением должен работать насос, чтобы каждый подшипник получал не менее 10 см3/с смазки? Размеры трубок: L = 500 мм, д = 400 мм, D = 8 мм, d = 4 мм.

12.24. Сифонный трубопровод состоит из трех труб, приведенные длины которых l1 = 12 = 50 м, д3 =100 м, диаметры d1 = d2 = 75 мм, d3 = 100 мм (рис. 12.29). Определить расходы в трубах и давление в точке А, если h = 1,5 м, Н = 10 м, а коэффициенты гидравлического трения λ1 = λ2 = λ3 = 0,025.

12.25. Определить расходы в трубах и давление в точке А, если h = 1 м, H = 5 м; диаметры стальных труб (А = 0,2 мм) d =100 мм, приведенные длины труб l = 100 м (рис. 12.30).

12.26. Минеральное масло поступает из верхнего резервуара в нижний по трубопроводу, состоящему из трех одинаковых труб, длиной l = 50 м и диаметром d = 25 мм (рис. 12.31). Определить напор, при котором в нижний бак будет поступать расход Q = 0,18 л/с. Кинематический коэффициент вязкости масла v = 0,3*10^-4 м²/с.

Скачать решение задачи 12.26 (решебник 19) (цена 130р)

12.27. Определить расход минерального масла из верхнего бака в нижний по трубопроводу, состоящему из трех одинаковых труб длиной l = 10 м и диаметром d = 20 мм (рис. 12.31), если напор Н = 6 м, а кинематический коэффициент вязкости v = 0,2*10^-4 м²/с.

Скачать решение задачи 12.27 (решебник 19) (цена 100р)

12.28. Определить суммарный расход из двух резервуаров с постоянными и одинаковыми уровнями воды (v = 0,01 Ст), соединенными стальными трубами (k = 0,2 мм), приведенные длины которых l1 =40м, λ2 = λ3 = 50м, диаметры d =100 м. Напор Н = 5 м (рис. 12.32).

12.29. Из закрытого резервуара с избыточным давлением Р0н = 2,4*10⁵ Па вода перетекает в открытый резервуар по трубам. Определить магистральный расход, если размеры труб l1 = 100 м, l2 = l3 = 80 м, l4 = 120 м, d1 = d4 = 100 мм, d2 = d3 = 200 мм, коэффициент сопротивления задвижки 10; коэффициент сопротивления трения всех труб л = 0,025. Уровни воды в баках постоянны и одинаковы (рис. 12.33).

12.30. Из резервуара вода вытекает в атмосферу при постоянном напоре Н по трубе длиной l1 = 200 м и диаметром d1 = 50 мм (рис. 12.34). При какой длине l2 параллельной трубы диаметром d2 = 100 мм расход увеличится на 25 %, если местные потери в каждой трубе составляют 15 % от потерь по длине. Коэффициенты сопротивления трения одинаковы и постоянны. На разветвленном участке длины труб одинаковы.

12.31. Насос с напором H = 25м закачивает бензин (v = 0,01 Ст) в железнодорожную цистерну по трубопроводу, состоящему из трех труб с размерами l1 =800 м, l2 = 20 м, l3 =80 м, d1 =d2 =d3 =150 мм (рис. 12.35). Определить продолжительность наполнения цистерны, если ее вместимость 50 м3, а трубы стальные с шероховатостью 0,2 мм, h = 5 м.

12.32. Определить напор H, при котором расход в трубе 2 Q2 = 2 л/с, приведенные длины l1 = 60 м, l2 = 25 м, l3 = 30 м, диаметры d1 = d3= 60 мм, d2 = 50 мм (рис. 12.36). Шероховатость труб 0,02мм, а давление в конечных сечениях труб 2 и 3 атмосферное.

12.33. Определить расходы, поступающие в резервуары, если насос работает с давлением Pн = 0,54 МПа, H =10 м; длины труб l = 40 м, l2 = 60 м, l3 =100 м, диаметры d1 = 80 мм, d2 = d3= 50 мм, коэффициенты сопротивления трения λ1 =0,025, λ2 = λ3 =0,03, коэффициенты местных потерь ξ2 = ξ3 = 3 (рис. 12.37).

Скачать решение задачи 12.33 (решебник 19) (цена 100р)

12.34. Две параллельные одинаковые трубы длиной l каждая и диаметром d заменяются одной трубой той же длины, площадь сечения которой равна суммарной площади сечения двух заменяемых труб. Определить, как изменится пропускная способность трубы при неизменном напоре при ламинарном режиме и при турбулентном в области гидравлически гладких труб (формула Блазиуса).