Контрольные задачи раздел 3 Прикладная Гидравлика
Задача III. 1. В колонне (рис. III. 10) находится вода (плотность p1= 1000 кг/м3) и органическая жидкость,. не смешивающаяся с водой (плотность р2 = 900 кг/м3) . Общая высота столба жидкости Н = 2,7 м. Давление на поверхности жидкости Pо = 1,8 атм. Определить высоту слоя органической жидкости, если разность уровней открытого ртутного манометра, установленного в нижней части колонны, h = 0,79 м. Плотность ртути р = 13 600 кг/м3.
Рис. III-10. Схема колонны
Скачать решение задачи 3.1 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 2. Определить вязкость газообразного пропана при 300° С и сравнить значения, полученные по уравнениям (III.7) и (III.8), с экспериментальным (μ = 0,0144 спз).
Вязкость пропана при 20° С μ20 = 0,008 спз, критическая температура tkp = 95,6° С, а критическое давление ркр = 43 атм.
Скачать решение задачи 3.2 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III.3. Определить вязкость толуола при 60° С. Плотность толуола при этой температуре р = 0,82 г/см3, вязкость толуола при t1 = 20° С и t2=140°С соответственно равна μ1 = 0,586 спз и μ2 = 0,199 спз. Сравнить значения, полученные по уравнениям (III.11) и (III.13), с экспериментальными данными (μ = 0,381 спз).
Скачать решение задачи 3.3 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III.4. Профиль скоростей при ламинарном течении жидкости между двумя параллельными пластинами выражается уравнением
Определить максимальную и среднюю скорость при течении жидкости вязкостью μ = 2 спз между пластинами шириной b = 3 м, расположенными на расстоянии h = 3 см одна от другой. Общий расход жидкости Gоб = 20 м3/ч. Найти также значение градиента давления.
Скачать решение задачи 3.4 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III.5. Вода вытекает из резервуара через штуцер. Определить скорость ее истечения при давлении в резервуаре р = 6аг. Трением пренебречь. Плотность воды принять р=1000 кг/м3.
Скачать решение задачи 3.5 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III.6. Серная кислота (р = 1840 кг/м3, μ = 25 спз) в количестве G = 4540 кг/ч перекачивается по трубопроводу длиной 30 м и внутренним диаметром 25,4 мм в резервуар, расположенный на высоте 13 м. Определить давление жидкости перед входом в трубопровод. Средний размер, выступов шероховатости принять е = 0,05 мм.
Скачать решение задачи 3.6 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 7. Разность уровней жидкости в открытых манометрах трубы Вентури (рис. III-11) z=0,5 м. Определить объемный расход жидкости. Манометрическая жидкость та же, что и в трубе. Диаметр трубопровода (перед сужением) D = 0,2 м,. а диаметр сужения d=0,1 м. Трением пренебречь.
Использовать уравнение (III.22) и уравнение неразрывности (III.20).
Рис. III-11. Труба Веитури
Скачать решение задачи 3.7 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 8. Жидкость перетекает из резервуара А в резервуар В под действием постоянной разности уровней z=20 м через три параллельных трубопровода, имеющих следующие длины и диаметры (в м): l1 = 2500, d1 = 0,1; l2 = 1500, d2 = 0,08; l3 = 1500, d3 = 0,054. Определить общий объемный расход жидкости, а также дополнительную разность уровней, которая была бы необходима для обеспечения удвоенного расхода. Значение коэффициента трения л, принять равным 0,03.
Скачать решение задачи 3.8 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III.9. Под действием разности уровней нефтепродукт из резервуаров А и В (рис. III-12) вытекает в резервуар С через два трубопровода длиной 1500 м и диаметром 0,3 м каждый, которые соединяются в точке D в один трубопровод длиной 1000 м и диаметром 0,45 м. Начальные разности уровней резервуаров А и В относительно резервуара С составляют соответственно 16 и 10 м. Определить начальный расход жидкости, поступающей в резервуар С. Всеми потерями напора, кроме потерь на трение в трубопроводах, пренебречь. В первом приближении коэффициент трения принять равным л = 0,015 (с последующей проверкой). Плотность жидкости р = 870 кг/м3, вязкость μ = 0,7 спз, размер выступов шероховатости е = 0,05 мм.
Рис. III-12. Схема движения жидкостей
Скачать решение задачи 3.9 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 10. Через трубопровод диаметром 0,15 м, находящийся под вакуумом, откачивается воздух температурой 20 °С. Определить расход воздуха, если известно, что на расстоянии 30 м давление падает от 10 до 1 мм рт. ст. Вязкость воздуха при 20 °С μ = 0,018 спз. Относительная шероховатость труб е/d = 0,002.
Скачать решение задачи 3.10 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III.11. Воду в количестве 2,25 м3 при 36° С перекачивают по трубопроводу диаметром 38мм. Линия состоит из горизонтального участка трубы длиной 150 м и вертикального участка длиной 10 м. На линии имеются вентили, общая эквивалентная длина которых равна 200 диаметрам, а также отводы, и фиттинги, которым соответствует общая эквивалентная длина, равная 60 диаметрам трубы. В линию включен также теплообменник; потеря давления в нем составляет 15000 н/м2. Определить мощность, потребляемую насосом, если полный к. п. д. насоса n = 0,6. Относительная шероховатость стенок трубопровода е/d = 0,005, а вязкость воды μ = 0,65 спз.
Скачать решение задачи 3.11 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 12. В межтрубном пространстве теплообменника циркулирует воздух (G = 5 кг/сек) при средней температуре tcp = 40° С. Теплообменник имеет 673 трубки наружным диаметром 38 мм и длиной 2 м, расположенные по вершинам равностороннего треугольника (с шагом t=48 мм). Средняя температура стенок трубок tст = 110° С. Внутренний диаметр кожуха Dвн= 1,4 м, а диаметр входного и выходного штуцеров d0 = 0,4 м. В межтрубном пространстве на равном расстоянии одна от другой установлены три сегментные перегородки. Определить потерю давления воздуха при проходе через теплообменник.
Указание. Потерю давления определить по уравнению (III.42) н внести поправку на иеизотермичиость потока.
Скачать решение задачи 3.12 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 13. Имеется кожухотрубчатый теплообменник с 757 трубами диаметром 25/21 мм и длиной 2,5 м. Диаметр кожуха Dви= 1 м, а шаг трубной решетки (расстояние между осями двух соседних труб) I = 32 мм. Трубы расположены по вершинам равностороннего треугольника. В межтрубном пространстве установлены сегментные перегородки, находящиеся на расстоянии 0,25 м одна от другой. Диаметр входных штуцеров d0 = 0,14 м. В межтрубном пространстве циркулирует вода (G =15 кг/сек) при средней температуре 60° С. В трубном пространстве циркулирует раствор (С' = 8 кг/сек), плотность которого р=1100 кг/м3, вязкость μ = 3,2 спз. Определить потери давления в трубном и межтрубном пространствах теплообменника.
Скачать решение задачи 3.13 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 14. Вода из цилиндрического резервуара диаметром D = 5 м вытекает через трубу диаметром 0,2 м и длиной 100 м. Начальный уровень воды в резервуаре расположен на 3 м выше трубы. Определить время, необходимое для понижения уровня на 0,3 м. Вязкость воды м = 1 спз, плотность р = 1000 кг/м3. В первом приближении коэффициент трения X принять равным 0,016 (с последующей проверкой).
Скачать решение задачи 3.14 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III.15. Прямоугольный резервуар разделен на две камеры вертикальной перегородкой (рис. III-13), в которой имеется круглое отверстие диаметром d1 = 0,1 м. В наружной стенке резервуара имеется второе отверстие, расположенное на том же уровне, что и первое, диаметром d2 = 0,12 м. Уровень жидкости в первой камере поддерживается постоянным и расположен над центром отверстий на высоте z1 = 3,07 м. Определить уровень г2 во второй камере и объемный расход жидкости Gоб через отверстия при стационарном режиме. Значение коэффициента расхода принять С = 0,62.
Рис. III-13. Двухкамерный резервуар
Скачать решение задачи 3.15 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 16. Определить максимальную высоту всасывания насоса при откачке воды температурой 50° С по трубопроводу внутренним диаметром 25 мм и длиной 10 м. Расход воды G= 1,75 кг/сек. Труба имеет три отвода под углом 90° С. Размер выступов шероховатости принять е = 0,01 мм.
Скачать решение задачи 3.16 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 17. Из резервуара перекачивают охлаждающую воду в конденсатор, расположенный на высоте 11 м над ним. Воду подают по трубопроводу внутренним диаметром 80 мм и длиной 200 м. Эквивалентная длина местных сопротивлений соответствует 100 диаметрам трубы. Коэффициент сопротивления конденсатора 16, коэффициент трения 0,025. Определить к. п. д. насоса и расход воды, если известно, что мощность, потребляемая насосом, составляет 1,8 кВт. Характеристика насоса (изменение напора в зависимости от производительности при n=const) следующая:
Скачать решение задачи 3.17 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 18. Определить высоту жидкости плотностью р = 850 кг/м3 над круглым переливом, если массовый расход Г жидкости на единицу длины перелива составляет 5000кг/(м-ч).
Скачать решение задачи 3.18 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 19. Высота слоя сферических частиц диаметром 0,2 мм и плотностью ртв = 1800 кг/м3 при псевдоожижении воздухом температурой 60° С составляет z = 0,484 м. Начальная высота, слоя (до псевдоожижения) zн = 0,4 м. Определить скорость воздуха (ориентировочно), а также скорость воздуха, при которой начинается унос частиц.
Скачать решение задачи 3.19 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III.20. Частицы диаметром d=1,2 мм и плотностью ртв = 2100 кг/м3 подвергают псевдоожижению водой при 20° С. Определить потери давления в слое высотой 1,8 м. Насыпная плотность сухих частиц в неподвижном слое роб = 1300 кг/м3.
Скачать решение задачи 3.20 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III.21. Воздух температурой 20° С сжимают от атмосферного давления до 30 ат. Определить необходимое число ступеней сжатия, промежуточные давления и величину механической работы, необходимой для сжатия 1 кг воздуха, если между ступенями воздух охлаждается до начальной температуры 20° С. Сжатие считать адиабатическим, показатель адиабаты для воздуха k = 1,4.
Скачать решение задачи 3.21 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 22. Определить число ступеней сжатия и потребляемую мощность турбокомпрессора при производительности 1,5 кг/сек воздуха температурой 20° С. Воздух сжимается от 2 до 15 ат. Сжатие считать адиабатическим, полный к. п. д. (включая механический) n = 0,8.
Скачать решение задачи 3.22 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III.23. Метан при 20° С подвергается многоступенчатому сжатию от 1,5 до 90 ат с промежуточным охлаждением до начальной температуры. Определить увеличение потребляемой мощности при нарушении работы промежуточных холодильников и охлаждении газа только до 40° С. Сжатие считать адиабатическим (показатель адиабаты k =1,31).
Скачать решение задачи 3.23 Флореа, Смигельский (цена 150р)
Задача III. 24. Определить рабочую мощность, необходимую для перемешивания жидкости в сосуде внутренним диаметром dвн=1,2 м при Rе = 106. Перемешивание осуществляется двухлопастной мешалкой с длиной лопасти l = 0,3 м и высотой h = 0,1 м. Плотность жидкости р = 950 кг/м3, вязкость μ = 3 спз. Высота слоя жидкости h3 = 1 м.
Скачать решение задачи 3.24 Флореа, Смигельский (цена 150р)