4 Гидравлический расчет трубопроводов часть 1
Задача 4.1. Жидкость с плотностью р = 850 кг/м3 и вязкостью v=2 Ст подается на расстояние l = 20 м по горизонтальной трубе диаметром d = 20 мм в количестве Q = 1,57 л/с. Определить давление и мощность, которые требуются для указанной подачи. Местные гидравлические сопротивления отсутствуют.
Ответ: Р = 1,36 МПа, N = 2,2 кВт.
Скачать решение задачи 4.1 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.2. Керосин перекачивается по горизонтальной трубе длиной L = 50 м и диаметром d = 50 мм в количестве Q = 9,8 л/с. Определить потребное давление и необходимую мощность, если свойства керосина: v = 0,025 Ст; р = 800 кг/м3. Труба гидравлически гладкая. Местными гидравлическими сопротивлениями пренебречь.
Ответ: Р = 0,187 МПа, N = 1,76 кВт.
Скачать решение задачи 4.2 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.3. По трубопроводу диаметром d=10 мм и длиной l=10 м подается жидкость с вязкостью v=1 Ст под действием перепада давления Р = 4 МПа; р = 1000 кг/м3. Определить режим течения жидкости в трубопроводе.
Указание. Воспользоваться выражением для числа Rе через Q и законом Пуазейля, исключить из них расход Q и, определив критический перепад давления, соответствующий смене режима, сравнить его с заданным перепадом.
Ответ: Режим - ламинарный
Скачать решение задачи 4.3 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.4. Определить режим течения жидкости при температуре 10 °С (v = 0,4 Ст) по трубопроводу длиной l = 3 м, который при перепаде давления ΔP = 2 МПа должен обеспечивать расход Q=1 л/с. Плотность р = 850 кг/м3.
Указание. Воспользоваться выражением для числа Rе через Q и законом Пуазейля, исключить из них диаметр d и, определив перепад давления, соответствующий смене режима, сравнить его с заданным перепадом.
Ответ: Режим - турбулентный
Скачать решение задачи 4.4 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.5. На рисунке показан всасывающий трубопровод гидросистемы. Длина трубопровода l=1 м, диаметр d= 20 мм, расход жидкости Q = 0,314 л/с, абсолютное давление воздуха в бачке р0=100 кПа, H=1 м, плотность жидкости р = 900 кг/м3. Определить абсолютное давление перед входом в насос при температуре рабочей жидкости t=25°С (v = 0,2 Ст). Как изменится искомое давление в зимнее время, когда при этом же расходе температура жидкости упадет до -35 С (v= 10 Ст).
Ответ: Р1 = 0,105 МПа, Р2 = 0,035 МПа.
Скачать решение задачи 4.5 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.6. Общая длина одной из исполнительных магистралей гидросистемы l=10 м; диаметр d=10 мм; скорость движения рабочей жидкости v = 7,5 м/с; вязкость v = 0,5 Ст. В связи с нагреванием рабочей жидкости в системе происходит понижение вязкости до v = 0,15 Ст и турбулизация потока в гидравлически гладкой трубе. Насколько изменится суммарная потеря напора в указанной магистрали при турбулизации потока и неизменном расходе жидкости?
Ответ: Δh = 14,6 м.
Скачать решение задачи 4.6 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.7. Определить расход керосина в гладкой горизонтальной трубе длиной l = 40 м; диаметром d = 40 мм, если разность давлений в начальном и конечном сечениях трубы Δр=160 кПа. Вязкость керосина v = 0,02 Ст; плотность р = 800 кг/м3.
Указание. Задачу следует решать методом последовательных приближений, задавшись сначала значением коэффициента л в первом приближении.
Ответ: Q = 5,89 л/с.
Скачать решение задачи 4.7 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.8. Жидкость с плотностью р = 900 кг/м3и вязкостью v = 0,01 Ст нагнетается по горизонтальному трубопроводу длиной l = 4 м и диаметром d = 25 мм. Определить давление в начальном сечении, если в конечном сечении трубопровода давление атмосферное, расход жидкости Q= 6 л/с; шероховатость стенок трубопровода 0,06 мм.
Ответ: Р = 0,327 МПа.
Скачать решение задачи 4.8 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.9. Жидкость из гидросистемы вытекает в бак через трубопровод 1 длиной l1 = 3 ми диаметром d1 = 15 мм; фильтр Ф, сопротивление которого эквивалентно сопротивлению трубопровода, длиной l = 300d1 и трубопровод 2 длиной l2 = 5 м и диаметром d2 = 25 мм. Определить расход жидкости, если ее вязкость v= 0,5 Ст; плотность р = 900 кг/м3; давление в сечении 0-0 р0 = 0,25 МПа; высота фильтра h = 0,3 м. Учесть потерю напора при выходе из трубы в бак.
Ответ: Q = 1,23 л/с.
Скачать решение задачи 4.9 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.10. Определить потребный напор, который необходимо создать в сечении 0-0 для подачи в бак воды с вязкостью v = 0,008 Ст, если длина трубопровода l=80 м; его диаметр d = 50 мм; расход жидкости Q=15 л/с; высота H0 =30 м; давление в баке P2 = 0,2 МПа; коэффициент сопротивления крана ξ1=5; колена ξ2 = 0,8; шероховатость стенок трубы Δ = 0,04 мм.
Ответ: Нпот = 169,5 м.
Скачать решение задачи 4.10 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.11. При каком диаметре трубопровода подача насоса составит Q = 1 л/с, если на выходе из него располагаемый напор Hрасп = 9,6 м; длина трубопровода l=10 м; эквивалентная шероховатость Δэ = 0,05 мм; давление в баке P0 = 30 кПа; высота H0 = 4 м; вязкость жидкости v = 0,015 Ст и ее плотность р=1000 кг/м3? Местными гидравлическими сопротивлениями в трубопроводе пренебречь. Учесть потери при входе в бак.
Ответ: d = 24,5 мм.
Скачать решение задачи 4.11 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.12. Определить расход в трубе для подачи воды (вязкость v = 0,01 Ст) на высоту H=16,5 м, если диаметр трубы d = 10 мм; ее длина l = 20 м; располагаемый напор в сечении трубы перед краном Hрасп = 20 м; коэффициент сопротивления крана ξ1=4, колена ξ2=1. Трубу считать гидравлически гладкой.
Указание. Задачу решить методом последовательных приближений, задавшись коэффициентом Дарси лт, а затем уточняя его.
Ответ: Q = 0,078 л/с.
Скачать решение задачи 4.12 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.13. Вода с вязкостью v = 0,02 Ст нагнетается насосом из колодца в водонапорную башню по вертикальному трубопроводу. Определить диаметр трубы от крана K до бака d2, если высота башни H=10 м; глубина погружения насоса Hо = 5 м; высота уровня жидкости в баке l1=1 м; длина участка трубопровода от насоса до крана hо = 3 м; его диаметр d1=40 мм; коэффициент сопротивления крана ξk = 3 (отнесен к диаметру d1); показание манометра Pм = 0,3 МПа; подача насоса Q =1,5 л/с. Учесть потерю скоростного напора при входе в бак. Трубы считать гидравлически гладкими.
Ответ: d = 25 мм.
Скачать решение задачи 4.13 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.14. Вода по трубе 1 подается в открытый бак и вытекает по трубе 2. Во избежание переливания воды через край бака устроена вертикальная сливная труба 3 диаметром d = 50 мм. Определить необходимую длину L трубы 3 из условия, чтобы при Q = 10 л/с и перекрытой трубе 2 (Q2 = 0) вода не переливалась через край бака. Режим течения считать турбулентным. Принять следующие значения коэффициентов сопротивления: на входе в трубу ξ1=0,5; в колене ξ2 = 0,5; на трение по длине трубы λ = 0,03; а = 0.
Ответ: L = 12,8 м.
Скачать решение задачи 4.14 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.15. Определить расход воды через сифонный трубопровод, изображенный на рисунке, если высота Н1 = 1 м; H2 = 2 м; H3 = 4 м. Общая длина трубы l = 20 м; диаметр d = 20 мм. Режим течения считать турбулентным. Учесть потери при входе в трубу ξ1 = 1; в коленах ξ2 = 0,20; в вентиле ξ3 = 4 и на трение в трубе λ = 0,035. Подсчитать вакуум в верхнем сечении х-х трубы, если длина участка от входа в трубу до этого сечения lx = 8 м.
Ответ: Q = 0,37 л/с, Рвак = 0,052 МПа.
Скачать решение задачи 4.15 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.16. Труба, соединяющая два бака, заполнена жидкостью с вязкостью v = 0,01 Ст и плотностью р = 1000 кг/м3. Определить, при какой высоте Н жидкость будет двигаться из верхнего бака в нижний с расходом Q = 0,05 л/с, а при какой высоте Н будет двигаться в обратном направлении с тем же расходом, если длина трубы l = 2,5 м; ее диаметр d = 8 мм; коэффициент сопротивления каждого колена ξ = 0,5; избыточное давление в нижнем баке P0 = 7 кПа; вакуум в верхнем баке рвак = 3 кПа. Трубу считать гидравлически гладкой.
Ответ: Н1 = 1,68м, Н2 = 0,36 м.
Скачать решение задачи 4.16 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.17. Какое давление должен создавать насос при подаче масла Q = 0,4 л/с и при давлении воздуха в пнев-могидравлическом аккумуляторе P2 = 2 МПа, если коэффициент сопротивления квадратичного дросселя ξ=100; длина трубопровода от насоса до аккумулятора l = 4 м; диаметр d = 10 мм? Свойства масла р = 900 кг/м3; v = 0,5 Ст. Коэффициент ξ отнесен к трубе d = 10 мм.
Ответ: Р1 = 3,45 МПа.
Скачать решение задачи 4.17 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.18. Определить абсолютное давление воды перед входом в центробежный насос при подаче Q = 0,628 л/с и высоте всасывания Hвс = 5 м. Всасывающую трубу, длина которой l = 8 м, диаметр d = 20 мм, считать гидравлически гладкой. Учесть сопротивление приемного клапана K с фильтрующей сеткой ξкл = 3. Вязкость воды v = 0,01 Ст. Атмосферное давление - 750 мм рт. ст.
Ответ: Р = 0,0125 МПа.
Скачать решение задачи 4.18 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.19. Определить предельную высоту всасывания масла насосом при подаче Q = 0,4 л/с из условия бескавитационной работы насоса, считая, что абсолютное давление перед входом в насосе должно быть р > 30 кПа. Размеры трубопровода: l = 2 м; d = 20 мм. Свойства масла: р = 900 кг/м3, v = 2 Ст. Атмосферное давление 750 мм рт. ст. Сопротивлением входного фильтра пренебречь.
Ответ: Нвс = 3,8м.
Скачать решение задачи 4.19 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.20. Определить максимальный расход бензина (), который можно допустить во всасывающем трубопроводе насоса бензоколонки из условия отсутствия кавитации перед входом в насос, если высота всасывания Hвс=4 м, размеры трубопровода: l = 6 м; d = 24 мм; предельное давление бензина принять рнп = 40 кПа. Режим течения считать турбулентным. Коэффициент сопротивления приемного фильтра ξф=2; коэффициент сопротивления трения λт = 0,03; h0 = 750 мм рт. ст.; рб=750 кг/м3.
Ответ: Q = 1,7 л/с.
Скачать решение задачи 4.20 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.21. Определить минимально возможный диаметр всасывающего трубопровода, если подача насоса Q = 1 л/с; высота всасывания H0 = 2,5 м; длина трубопровода l=3 м; шероховатость трубы 0,08 мм; коэффициент сопротивления входного фильтра ξф = 5; максимально допустимый вакуум перед входом в насос рвак = 0,08 МПа; вязкость рабочей жидкости v = 0,01 Ст; плотность р=1000 кг/м3.
Ответ: d = 20 мм.
Скачать решение задачи 4.21 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.22. Определить расход воды с вязкостью v = 0,01 Ст, вытекающей через трубу из бака, если диаметр трубы d = 20 мм; длина l=10 м; высота H = 8 м; коэффициент сопротивления крана ξ1 = 3; колена ξ2=1; шероховатость трубы λ = 0,05 мм.
Указание. Задачу решить методом последовательных приближений, задавшись коэффициентом К.
Ответ: Q = 0,88 л/с.
Скачать решение задачи 4.22 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.23. Определить давление в напорном баке р, необходимое для получения скорости истечения из брандепонта v2 = 20 м/с. Длина шланга l = 20 м; диаметр d1 = 20 мм; диаметр выходного отверстия брандспойта d2 = 10 мм. Высота уровня воды в баке над отверстием брандспойта H = 5 м. Учесть местные гидравлические сопротивления при входе в трубу ξ1 = 0,5; в кране ξ2 = 3,5; в брандспойте ξ = 0,1, который отнесен к скорости v2. Шланг считать гидравлически гладким. Вязкость воды v = 0,01 Ст.
Ответ: Р = 0,445 МПа.
Скачать решение задачи 4.23 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.24. Вода перетекает из бака А в резервуар Б по трубе диаметром d = 25 мм, длиной l= 10 м. Определить расход воды Q, если избыточное давление в баке P1 = 200 кПа; высоты уровней H1=1 м; H2 = 5 м. Режим течения считать турбулентным. Коэффициенты сопротивления принять: на входе в трубу ξ1=0,5; в вентиле ξ2 = 4; в коленах ξ3 = 0,2; на трение λт = 0,025.
Ответ: q = 2,22 л/с.
Скачать решение задачи 4.24 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.25. Даны расход в основной гидролинии р = 3 л/с и размеры одинаковых по длине l и диаметру d, параллельных ветвей (l = 1 м, d=10 мм). В одной из них установлен дроссель с коэффициентом сопротивления ξ = 9. Считая режим течения турбулентным и приняв λт = 0,03, определить расходы в ветвях Q1 и Q2.
Ответ: Q1 = 1 л/с, Q2 = 2 л/с.
Скачать решение задачи 4.25 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.26. Трубопровод с расходом жидкости Q= 0,32 л/с в точке М разветвляется на два трубопровода: 1-й размерами l1 = 1,0 м, d1 = 10 мм; 2-й размерами l2 = 2,0 м, d2 = 8 мм. В точке N эти трубопроводы смыкаются. Во 2-м трубопроводе установлен фильтр Ф, сопротивление которого эквивалентно трубе длиной l3 = 200*d2. Определить расход и потерю давления в каждом трубопроводе при р = 900 кг/м3 и v=1 Ст.
Ответ: Ртр = 0,105 МПа, Q2 = 0,0327 л/с, Q1 = 0,287 л/с.
Скачать решение задачи 4.26 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.27. Определить, при каком проходном сечении дросселя расходы в параллельных трубопроводах будут одинаковыми, если длины трубопроводов l1 = 5 м и l2=10 м; их диаметры d1 = d2 = 12 мм; коэффициент расхода дросселя μ = 0,7; вязкость рабочей жидкости v = 0,01 Ст; расход жидкости перед разветвлением Q = 0,2 л/с. Трубопровод считать гидравлически гладким.
Ответ: Sдр = 45 мм2.
Скачать решение задачи 4.27 из Некрасова Б.Б (цена 70р)
Задача 4.28. На трубопроводе диаметром D = 400 мм, подводящем воду к ТЭЦ, установлен трубчатый подогреватель воды. Сумма живых сечений трубок (d = 25 мм) сделана примерно равной площади сечения трубопровода; длина трубок l = 0,5 L число трубок n = 256. Пренебрегая сопротивлением конусов и потерями на входе в трубки и на выходе из них, определить, во сколько раз сопротивление подогревателя больше сопротивления участка трубопровода диаметром D и длиной L, на место которого установлен подогреватель. Использовать формулу Блазиуса.
Ответ: 16 раз.
Скачать решение задачи 4.28 из Некрасова Б.Б (цена 70р)