Потоки жидкостей и газов в сложных трубопроводах
Потоки жидкостей и газов в сложных трубопроводах
Задача 11.1 Вода в количестве Q подается из водонапорного бака к потребителю по трубопроводу диаметром dу. Трубопровод имеет три участка труб из разных материалов: 1 - чугунная напорная неновая; 2 - стальная электросварная новая; 3 - асбестоцементная класса ВТ-9 типа 1; длины участков соответственно равны l1, l2, l3. Отметки уровня воды в водонапорном баке zб, поверхность земли у потребителя zп; свободный напор потребителя Нсв. Известно, что dу = 100 мм, l1 = 250 м, l2 = 280 м, l3 = 300 м, zn = 115 м, Нсв = 20 м. Определить требуемую отметку zб при подаче расхода Q = 10 л/с, используя понятие «удельное сопротивление трубы».
Скачать решение задачи 11.1 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 11.2 Вода из водонапорного бака подается в три точки А, В и С (фиксированные расходы QА, QВ, Qс) и равномерно распределяется на участке 2 в Количестве Qп. Отметки поверхности земли в узловых точках равны соответственно zА, zВ, zc минимальное значение свободного напора Нсв отметка Уровня воды в водонапорном баке zб. Диаметры и длины участков соответственно следующие: dy1, l1, dy2, l2, dy3, l3. При расчетах использовать понятие «удельное сопротивление трубы». Известно, что трубы стальные водогазопроводные неновые, dУ1 = 150 мм, l1 =260 м, dу2= 125 мм, l2= 130 м, dуз= 100 мм, l3 = 210 м. Отметки; zА = 116 м, zВ = 120 м, zС = 110 м. Расходы: QА = 4 л/с, Qв = 2 л/с, QС = 8 л/с. Qп = 6 л/с. Определить требуемую отметку уровня воды в водонапорном баке 2б, если свободный напор Нсв > 10 м.
Скачать решение задачи 11.2 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 11.3 Вода из водоема А с отметкой уровня 2А подается в приемный резервуар В с отметкой уровня zВ через промежуточный закрытый бак С с помощью двух самотечных труб: - первая труба внутренним диаметром d1 длиной l1 шероховатостью A1 имеет конический вход и прямоточный вентиль; - вторая труба внутренним диаметром d2, длиной l2, шероховатостью A2 имеет поворот на 90° по радиусу Rп = 2*d2. Зону сопротивления принять квадратичной. Известно, что zА = 12 м, zВ = 1 м, d1 = 100 мм, l1 =28 м, A1 =0,2 мм. d2 = 80 мм, l2 = 12 м, A2 = 0,1 мм. Определить расход Q, поступающий в резервуар В.
Скачать решение задачи 11.3 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 11.4 Участок АВ трубопровода выполнен в виде двух труб диаметром dу1 и dу2, длиной L каждая. В расчете использовать понятие «Модуль расхода К». Известно, что L = 250 м, трубы чугунные напорные новые диаметрами dу1 = 100 мм и dУ2 = 150 мм. Определить потери напора hп на участке АВ при пропуске расхода Q = 30 л/с.
Скачать решение задачи 11.4 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 11.5 Потребитель получает воду на отметке zП по трубопроводу диаметром Dy и длиной L из водонапорного бака, уровень воды в котором zб. Для увеличения расхода воды Q проектируется параллельное подключение участка трубы диаметром dу, длиной l. При расчете использовать понятие «удельное сопротивление трубы А». Известно, что zб = 32 м, zп = 26 м, Dу = 200 мм, L = 1,4 км, труба чугунная не новая. Определить, какую длину l должен иметь вспомогательный из неновой стальной электросварной трубы диаметром dу = 175 мм, расход увеличился на 10%.
Скачать решение задачи 11.5 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 11.6 Водонапорная башня с уровнем воды в баке на отметке zб подает воду к двум потребителям: А (расход QА, отметка zА) и В (расход Qв, отметка zв) по разветвленному трубопроводу из напорных труб диаметром и длиной по участкам соответственно dУ1 и l1. При расчете использовать понятие «модуль расхода трубы К». Известно, что трубы неновые чугунные dу1 = 150 мм, l1 = 200 м, dу2 = 100 мм, l2 = 120 м, dу3 = 125 мм, l3=110 м, zА = 16 м, zВ = 17 м. Определить расходы QА и QB, если z6 = 28м.
Скачать решение задачи 11.6 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 11.7 Вода из группы колодцев (4 шт.) подается в сборный резервуар по разветвленному трубопроводу. Шероховатость стенок труб А, сумма коэффициентов местных сопротивлении на каждом участке A, длина участка li внутренний диаметр di. Уровень воды в колодцах одинаковый, а в сборном резервуаре ниже на величину Н. Расчет вести для квадратичной области сопротивления. Известно, что d1 = 50 мм, l1 = 30 м, C1 = 2,6, d2 = 50 мм, l2 = 20 м, C2 = 3,0, d3 = 80 мм, l3 = 28 м, d3= 80мм, l3=28м, C3=1,5, d4= 100 мм, l4= 10 м, C4 = 2,8, C = 0,1 мм. Определить расход воды <3, поступающей в сборный колодец при Н = 6 м.
Скачать решение задачи 11.7 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 11.8 Вода подается в трехэтажное здание из магистральной сети М по разветвленному трубопроводу, состоящему из пяти участков (di, li, лi, Ci). Известно, что d1 = 25 мм, d2 = d4 = d3 = 15 мм, d3 = 20 мм, l1 = 25 м, l2 = l4 = 2 м, l3 = 3 м, l5 = 5 м, л = 0,03, С1 = 1,2, С2=С4 = 3,1, С3 = 0,8, С5 = 3,6, h1 = 1,8 м, h = 3 м. Определить напор Н (м вод. ст.) в магистрали М, необходимый для подачи на каждый этаж расхода Q > 0,2 л/с.
Скачать решение задачи 11.8 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 11.9 На участке АВ газопровод состоит из двух параллельно соединенных ветвей 1 и 2 длинами l1 и l2, внутренними диаметрами d1 и d2, шероховатостью Аэ. По газопроводу транспортируется газ (R = 510 Дж/(кг*К)) с температурой t. При атмосферном давлении ратм манометрические давления в узлах А и В составляют соответственно рма и рмв, а массовый расход M делится по ветвям 1 и 2 на М1 и М2. Расчет вести для квадратичной области сопротивления. Известно, что d1 = 100 мм, l1 = 400 м, d2 = 125 мм, l2 = 500 м, Аэ = 0,2 мм, t = 20°С, Ратм=101 кПа, рма = 0,3 МПа. Определить манометрическое давление рмв, если массовый расход М = 0,3 кг/с.
Скачать решение задачи 11.9 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 11.10 Газовые горелки I, II и III для обеспечения равномерного горения газа оборудованы дросселями, отрегулированными на массовый расход М газа (р = 0,80 кг/м3, v= 13*10^-6 м/с), одинаковый для каждой из горелок. Подача газа осуществляется из магистральной сети А, избыточное давление газа в которой равно рА, по тупиковой системе труб, состоящей из пяти участков внутренним диаметром di, длиной li и шероховатостью Аэ. При этом давление газа перед каждым дросселем горелки рмi будет различным. Сжимаемостью газа пренебречь. Расчет вести для переходной зоны сопротивления. Известно, что М = 0,05 кг/с, d1 = 200 мм, d2 = 150 мм, d3 = d4 = d5 = 100 мм, l1 = 50 м, l2 = 20 м, l3 = l4 = l3 = 10 м, Аэ = 0,05 мм. Определить давление р перед каждым дросселем, если избыточное давление ра = 2 кПа.
Скачать решение задачи 11.10 (Решебник 6) (цена 60р)
Гидравлический удар в трубопроводах
Задача 12.1 Труба внутренним диаметром d и толщиной стенок б выполнена из материала с модулем упругости Ет. По ней подается жидкость плотностью р и модулем упругости Еж. При внезапной остановке жидкости затвором 3 внутри трубы возникает гидравлический удар, повышение давления при котором распространяется по длине трубы / со скоростью ударной волны с. Известно, что d = 200 мм, б = 8 мм, Ега=196*10^6 кПа, р=1000 кг/м3, Еж = 2-106кПа. Определить, через какой промежуток времени dt давление повысится в сечении а-а, расположенном на расстоянии l= 820 м от места расположения затвора 3.
Скачать решение задачи 12.1 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 12.2 В резервуаре находится жидкость плотностью р и модулем упругости Еж. К нему подсоединена труба внутренним диаметром d и толщиной стенок б, выполненная из материала с модулем упругости Ет и имеющая на расстоянии l затвор, перекрывающий все сечение трубы за интервал времени tзакр. Известно, что d =150 мм, б = 6 мм, Ет= 195*10^6 кПа, р=1000кг/м3, Eж = 2,1* 10^6 кПа, l = 1,5 км. Определить вид гидравлического удара в трубе, если tзакр = 0,8 c.
Скачать решение задачи 12.2 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 12.3 По трубопроводу внутренним d и толщиной стенок б, выполненному из Материала с модулем упругости Ет, движется жидкость (плотностью р и модулем упругости Еж) в количестве Q; давление в трубе рн. В результате внезапной остановки жидкости давление в трубе увеличивается на dр. Известно, что d = 250 мм, б= 10 мм, Ет = 200*106 кПа, р= 1020 кг/м3, 2,1*10^6 кПа, Pн= 0,12 МПа, Q = 50 л/с. Определить давление р в трубе прямом гидравлическом ударе.
Скачать решение задачи 12.3 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 12.4 Трубопровод внутренним диаметром d, длиной l и толщиной стенок б, выполненный из материала модулем упругости Ет, перекрывается задвижкой за интервал времени tзакр с линейным изменением скорости движения жидкости (плотность р, модуль упругости Еж, расход Q). В результате остановки жидкости давление в трубе повышается на величину гидравлического удара dр. Известно, что d = 300 мм, l = 2 км, б= 10 мм, Ет= 198*10^6 кПа, р = 1000 кг/м3, Еж= 1,9*106 кПа, Q = 80л/с. Определить величину гидравлического удара dр, если интервал времени закрытия tЗакр = 20 с.
Скачать решение задачи 12.4 (Решебник 6) (цена 60р)
Измерение расходов напорных потоков
Задача 13.1 Для измерения расхода жидкости плотностью рж в трубопроводе внутренним диаметром D установлено расходомерное сопло с диаметром d и коэффициентом расхода м. Перепад давления dр измеряется двумя механическими манометрами М1 и М2, причем ось манометра М2 расположена выше оси манометра М1 на величину dhМ. Известно, что рж = 800 кг/м3, D = 200 мм, d = 100 мм, м = 0,7, P1 = 1,2 МПа, р2= 1,15 МПа, dhМ= 1000 мм. Определить массу жидкости Мч, поданной по трубе за 1 ч.
Скачать решение задачи 13.1 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 13.2 Для измерения расхода жидкости плотностью рж в трубопроводе внутренним диаметром D установлена расходомерная диафрагма с диаметром отверстия d и коэффициентом расхода м. Перепад давления dh до и после диафрагмы измеряется дифманометром, заполненным жидкостью плотностью рм. Известно, что D = 100 мм, рж = 1000 кг/м3, рм = 13300 кг/м3, м = 0,6. Определить, при каком диаметре отверстия диафрагмы ё и при пропуске расхода М = 30000 кг/ч показание дифманометра dh = 20 мм.
Скачать решение задачи 13.2 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 13.3 Для измерения расхода жидкости трубопроводе внутренним диаметром установлен водомер Вентури с диаметром горловины D и коэффициентом расхода м. Перепад давления в водомере dНП измеряется с помощью дифпьезометра. Известно, что D = 150 мм, d = 100 мм. Определить величину коэффициента расхода ц водомера, если при пропуске жидкости в количестве О = 1200 л/мин перепад в дифпьезометре dНП = 400 мм.
Скачать решение задачи 13.3 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 13.4 Массовый расход М газа (рг) в трубопроводе внутренним диаметром D измеряется тахиметрическим способом с помощью гидрометрической трубки Пито-Прандтля, установленной на оси трубы и соединенной с чашечным микродифманометром (рм, а, l). Такой способ измерения расхода применяется в тех случаях, когда для данного участка трубы с достаточной точностью известно соотношениее «к» между осевой U0 и средней по сечению V скоростями по сечению k=U0/V. Известно, что рг = 1,2 кг/м3, D = 300 мм, рм = 1000 кг/м, а = 45°, к = 1,05. Определить массовый расход М, если отсчет по шкале микродифманометра l= 180 мм.
Скачать решение задачи 13.4 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 13.5 Для измерения расхода жидкости Q в трубе диаметром d используется веющееся на ней местное гидравлическое сопротивление - стандартный угольник. Местные потери hм потока в нем измеряются с помощью дифпьезометра. Известно, что d= 100 мм. Определить расход жидкости Q, если показание дифпьезометра hм = 20 см
Скачать решение задачи 13.5 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 13.6 Для измерения расхода Q воды в трубе внутренним диаметром D и шероховатостью A1 на длине L устроена обводная линия (внутренний диаметр d, длина l, шероховатость А2), снабженная двумя прямоточными вентилями и водомером В с вертикальной осью, показывающим величину расхода Q2. Поворот обводной линии выполнен стандартными угольниками. Расчет вести для квадратичной зоны сопротивления. Известно, что D = 600 мм, L = 15 м, A1 = 0,2 мм, d =40 мм, l= 20 м, А2 = 0,1 мм. Определить расход Q1, если показание водомера Q2 = 0,5 л/с.
Скачать решение задачи 13.6 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 13.7 Для измерения расхода Q жидкости плотностью р в трубе постоянного диаметра применения принцип отбора части расхода q (q<<Q) в емкость объема. В месте отбора (В), до на расстоянии lab (А) и после него на расстоянии lвс(С) на отметках zв, zА, zС соответственно, установлены манометры, показывающие во время отбора жидкости давления рв, рА и рс. Величина отбираемого расхода q влияет на показания манометров, что в итоге позволяет вычислить расход Q. Известно, что р=1000 кг/м3, рА = 0,6 МПа, рв = 0,58 МПа, рс = 0,57 МПа, zА = 66,5 м, zВ = 67,7 м, zс = 68,1 м, lАВ = 20 м, lВC = 15 м. Определить расход Q, если объем W = 60 л заполнился за t = 30 с.
Скачать решение задачи 13.7 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 13.8 Для измерения расхода D жидкости в трубе постоянного диаметра на границах ее прямолинейного участка длиною l подсоединен дифпьезометр, измеряющий величину потерь напора по длине hi. На расстоянии l1 от начала участка к трубе подсоединен патрубок, через который возможен отбор жидкости расходом q (q<Q) величина которого измеряется путем определения времени t наполнения объема W. Потеря напора hi измеряется дважды: без отбора жидкости (hf1) и во время отбора жидкости (hf2). Известно, что l= 30 м, 11 = 13 м, hf1=16 см, W = 40 л, t = 32 с. Определить расход Q, если во время отбора жидкости потери напора hf2= 12 см.
Скачать решение задачи 13.8 (Решебник 6) (цена 60р)
Задача 13.9 Всасывающий участок вентилятора внутренним диаметром D используется для измерения расхода Q всасываемого воздуха. Для этого он оборудуется вакуумметром, заполненным жидкостью плотностью рм > рв. Учет возможных потерь напора производится введением коэффициента расхода μ < 1 в расчетную формулу. Известно, что D = 400 мм, рм = 1000 кг/м3, м = 0,9. Определить расход Q вентилятора, если hвак = 100 мм.
Скачать решение задачи 13.9 (Решебник 6) (цена 60р)