Раздел III Элементы прикладной гидравлики
Задача III.1. Определить силу давления жидкости плотностью р = 1100 кг/м3 на трапециедальную перегородку водослива, расположенную под углом а = 60° к горизонтали (рис. III-2). Длина большего основания трапеции В = 5 м, а меньшего основания b = 3 м; высота перегородки Н = 6 м. Давление на поверхность жидкости такое же, что и с наружной стороны перегородки. Найти также точку приложения равнодействующей силы давления (центр давления).
Скачать решение задачи III.1 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III.2. Размеры колокола газгольдера, имеющего цилиндрическую форму (рис. III-3), следующие: диаметр D = 10м, высота H0= 6 м, толщина стенки б = 6 мм. Плотность материала, из которого изготовлен газгольдер, рм = 7900 кг/м3. В газгольдере находится синтез-газ: плотность газа при нормальных условиях р0г = 0,38 кг/м3. Минимально допустимый уровень воды по отношению к нижнему краю колокола hмин=50мм. Температура окружающей среды t = 20° С. Определить максимальную емкость газгольдера, а также максимальное и минимальное давление газов в нем.
Скачать решение задачи III.2 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III.3. Рассчитать вязкость двуокиси серы при 300°С и атмосферном давлении. Вязкость двуокиси серы при 20 и 150°С соответственно равна 1,26-10-2 и 1,86-10-2спз, а критическая температура Ткр = 430°К при критическом давлении Ркр = 77,7 атм. Сравнить вычисленное значение с экспериментальным м= 2,46*10-2спз.
Скачать решение задачи III.3 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III.4. Рассчитать вязкостъ уксусной кислоты при 40°С. Плотность уксусной кислоты при 40° С равна 1,027 г/см3. Вязкость уксусной кислоты при t1 = 20 и t2 = 100° С сотавляет соответственно м1 = 1,22 спз и м2 = 0,46 спз. Сравнить вычисленные значения м с полученным экспериментально (м= 0,9 спз).
Скачать решение задачи III.4 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III.5. Жидкость из монтежю А передавливают в открытый сосуд В (рис. III-5). Разность уровней H=8 м (изменением уровня жидкости в монтежю пренебречь). Внутренний диаметр стального трубопровода d = 21 мм.. Коэффициент сопротивления вентиля е принять равным 3,5. Плотность жидкости р = 1100 кг/м3, а ее вязкость м=2,5спз. Определить: а) минимальное давление в монтежю, обеспечивающее перемещение жидкости; б) какому условию должно удовлетворять это давление, чтобы движение жидкости было ламинарным; в) расход жидкости при давлении в монтежю, равном 2,2 ат.
Скачать решение задачи III.5 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III.6. Определить потерю давления охлаждающей воды, протекающей через свинцовый змеевик, имеющий 40 витков диаметром D= 0,5 м. Внутренний диаметр свинцовой трубы d=12 мм. Средняя температура охлаждающей воды 20° С, а средняя температура внутренней стенки трубы 40° С. Расход охлаждающей воды G = 0,1 кг/сек.
Скачать решение задачи III.6 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III.7. Под каким давлением должен поступать метан в стальной газопровод с внутренним диаметром 130 мм, чтобы можно было обеспечить подачу G =1,2 кг/сек метана на расстояние l=30 км? Давление метана на выходе из газопровода должно быть р2=2,5 ат, температура 20° С.
Скачать решение задачи III.7 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III.8. Определить потери давления в кожухотрубчатом одноходовом теплообменнике (рис.III-6), содержащем 253 трубы длиной 3,5 м и диаметром 25/21 мм.
Внутренний диаметр кожуха D = 600 мм. Трубы расположены по вершинам равностороннего треугольника с шагом 32мм. Внутренние диаметры входного и выходного штуцеров 140мм. В межтрубном пространстве установлено 10 перегородок. В трубном пространстве циркулирует водный раствор с плотностью рр = 1100 кг/м3 и вязкостью м = 1,2 спз. Расход раствора G= 40 кг/сек. В межтрубном пространстве циркулирует вода при средней температуре 40° С. Расход воды G' = 50 кг/сек.
Скачать решение задачи III.8 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III.9. Жидкость вытекает из прямоугольного сосуда 1 в сосуд 2 через круглое отверстие d=2 см. (см. рис. III-7). Разность уровней жидкости в начальный момент H0=2 м. Площади поперечных сечений сосудов S1 = 8 м2, S2=6 м2. Определить время, необходимое для того, чтобы: а) разность уровней Н сократилась до 1 м; б) уровни в обеих камерах стали одинаковыми.
Скачать решение задачи III.9 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III. 10. На экспериментальной установке по изучению пленочного течения жидкости определяли толщину пленки путем взвешивания количества жидкости, стекающей по стенке высотой 2 м и шириной 1,2 м. При работе с дистиллированной водой, имеющей температуру 20° С, и расходе воды G=51,8 кг/ч количество жидкости на стенке составляло Q=395 г. Выяснить, находится ли этот результат в согласии с теоретическими данными.
Скачать решение задачи III.10 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III.11. По горизонтальному трубопроводу с внутренним диаметром dвн=54 мм перекачивают масло на расстояние 500 м (G = 12800 кг/ч). Вследствие большой вязкости масла было решено нагревать его перед перекачиванием.
Определить температуру масла, необходимую для того, чтобы его можно было перекачивать насосом мощностью 3,68 квт, имеющим полный к. п. д. n= 0,6. Теплоизоляцию трубопровода считать идеальной, а движение жидкости - изотермическим.
Зависимости вязкости м и плотности р масла от температуры даны ниже:
Скачать решение задачи III.11 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III. 12. Воду в количестве 50 м3 перекачивают из открытого сосуда в сосуд, находящийся под давлением 1,5 ат и расположенный на высоте 15 м. Диаметр трубопровода dвн=58 мм, а его длина l = 120 м. Длина, эквивалентная местным сопротивлениям, соответствует 350 диаметрам трубопровода.
Определить время, необходимое для перекачивания, если используется центробежный насос с характеристикой (зависимостью напора от производительности при n=const), представленной ниже:
Определить также мощность, потребляемую насосом, если его полный к. п. д. n=0,55. Коэффициент трения принять л=0,03.
Скачать решение задачи III.12 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III. 13. Определить максимальную высоту по отношению к питающей емкости, на которой можно установить насос, перекачивающий воду (G=2 кг/сек) при температуре 60°С, внутреннем диаметре всасывающего трубопровода, равном 38 мм, а длине 15 м. Сумма коэффициентов местных сопротивлений Ce=3,5, а относительная шероховатость стенки трубы е/d = 0,003.
Скачать решение задачи III.13 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III. 14. Сферические частицы катализатора диаметром d=4,42 мм и плотностью pтв=1600 кг/м3 подвергают псевдоожижению водой с температурой 21°С в колонне диаметром D=0,3 м. Количество катализатора в слое М=100 кг; порозность неподвижного слоя eн = 0,37.
Определить: а) минимальную скорость псевдоожижения;
б) высоту псевдоожиженного слоя при расходе воды G= 7,3 кг/сек;
в) потери давления в псевдоожиженном слое при указанном расходе воды.
Скачать решение задачи III.14 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III. 15. Метан в количестве G = 1,5 кг/сек подвергают сжатию от атмосферного давления до 3,5 атм. Определить изотермический и адиабатический к. п. д. компрессора, если известно, что потребляемая мощность N = 430 квт, а механический к. п. д. компрессора nм=0,9I. Показатель адиабаты для метана k=1,3I. Определить также показатель политропы реального процесса сжатия, если известно, что температура метана на выходе из компрессора равна tк = 80°С, а температура на входе t0= 20° С. Плотность метана при нормальных условиях ро = 0,717 кг/м3.
Скачать решение задачи III.15 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III.16. Воздух при температуре t0 = 20°С сжимают от атмосферного давления до 110 ат. Расход воздуха 0,5 кг/сек. Определить число ступеней сжатия и теоретическую мощность, необходимую для сжатия, если известно, что после каждой ступени воздух охлаждается до 35° С. Сжатие - политропическое, причем показатель политропы n=1,3. Сопоставить мощность, необходимую для многоступенчатого сжатия, с мощностью, соответствующей одноступенчатому изотермическому и политропическому сжатию.
Скачать решение задачи III.16 (задача ПАХТ) (цена 70р)
Задача III.17. Определить рабочую мощность мешалки и мощность электродвигателя, приводящего во вращение мешалку, при механическом перемешивании суспензий. Внутренний диаметр сосуда и высота жидкости в нем составляют: Dвн=1,4 м и hз=1,7 м. Мешалка пропеллерного типа имеет две лопасти длиной по l=0,2 м каждая, скорость вращения 400 об/мин. Суспензия содержит 20 вес. % твердых частиц плотностью ртв=2800 кг/м3. Плотность и вязкость сплошной фазы составляют: р0=1600 кг/м3 и мо=2,4 спз.
Скачать решение задачи III.17 (задача ПАХТ) (цена 70р)