Задача №7. В соответствии со своим вариантом решить одну из приведенных ниже задач по определению потерь напора в коротких трубопроводах с использованием уравнения Бернулли



1. Из одного бака, уровень воды в котором z1 = 1,3 м, вода перетекает в другой бак по трубе диаметром 40 мм и длиной l = 1,5 м (см. рис. 7.1.). Чему равен уровень z2 во втором, баке, если разность уровней в баках обеспечивает расход воды в данный момент Q = 2,7 л/с. Коэффициенты местных сопротивлений принять равными: при входе в трубу 0,5, на вентиле 1,3, на выходе из трубы 1. Коэффициент гидравлического трения в трубе равен 0,02.

Ответ:   0,664 м.

 

2. Вода течет по трубе диаметром 500 мм из резервуара (см. рис. 7.2.). Уровень воды в резервуаре h = 1,8 м. Длина вертикального участка трубы l1 = 3,4 м. Вычислить давление р на расстоянии l2 = 30 м от начала горизонтального участка, если расход воды из бака составляет 0,33 м3/с. Значение коэффициента местного сопротивления при входе в трубу принять 0,4, коэффициент местного сопротивления на повороте 0,5, коэффициент гидравлического трения 0,016.

Ответ:   48,2 кПа.

3. Из одного резервуара, уровень воды в котором z1 = 3,2 м, вода перетекает в другой бак по трубе диаметром 450 мм и длиной L = 10 м (см. рис. 7.3.). Чему равен уровень z2 во втором, баке, если разность уровней в баках обеспечивает расход воды в данный момент Q = 0,2 м3/с. Коэффициенты местных сопротивлений принять равными: при входе в трубу и на поворотах по 0,5, на выходе из трубы 1. Коэффициент гидравлического трения в трубе равен 0,012.

Ответ:   2,97 м.

 

4. Вода поступает в открытый бак по трубе диаметром 15 мм (см. рис. 7.4.). Какое давление р должно быть в точке установки манометра, чтобы подача воды по трубе в бак составляла 0,5 л/с. Длины горизонтального и вертикального участка трубы l1 = 5 м, l2 = 0,9 м соответственно. Коэффициент местного сопротивления на повороте принять равным 0,4, коэффициент сопротивления при истечении из трубы – равным 1,0, коэффициент гидравлического трения равен 0,032. Уровень воды в баке h = 0,3 м.

Ответ:   72,2 кПа.

 

 

5. От одного манометра с показаниями р1 = 120 кПа к другому манометру вода движется с расходом 40 л/с по наклонному трубопроводу, состоящему из двух труб, соединенных между собой переходом (см. рис. 7.5.) с коэффициентом местного сопротивления 0,2 (потери на местное сопротивление при расширении считаются по большей скорости). Коэффициент гидравлического трения для обеих труб составляет 0,018. Первый трубопровод (диаметром d1 = 150 мм) имеет длину l1 = 4 м, второй трубопровод (диаметром d2 = 200 мм) имеет длину l2 = 5 м. Уклон трубы обеспечивает разницу уровней участков трубопровода, на которых установлены манометры h = 2,5 м. Вычислить избыточное давление в том сечении, в котором установлен второй манометр.

Ответ:   95,32 кПа.

 

6. От одного манометра с показаниями р1 = 16 кПа к другому манометру вода движется с расходом 1,5 л/с по наклонному трубопроводу, состоящему из двух труб, соединенных между собой переходом (см. рис. 7.6.) с коэффициентом местного сопротивления 0,15 (потери на местное сопротивление при сжатии считаются по большей скорости). Коэффициент гидравлического трения для обеих труб составляет 0,03. Первый трубопровод (диаметром d1 = 50 мм) имеет длину l1 = 2,3 м, второй трубопровод (диаметром d2 = 40 мм) имеет длину l2 = 3,5 м. Уклон трубы обеспечивает разницу уровней участков трубопровода, на которых установлены манометры h = 1,7 м. Вычислить избыточное давление в том сечении, в котором установлен второй манометр.

Ответ:   29,82 кПа.

 

7. Определить давление р2 в конце трубопровода, состоящего из двух горизонтальных и одной вертикальной трубы, соединенных между собой плавными отводами с коэффициентами местного сопротивления 0,2 (см. рис. 7.7.). Длины труб: L1 = 3 м, L2 = 2,7 м, h = 1,4 м. Диаметр трубопровода 125 мм. Расход воды в трубопроводе 28 л/с. Давление в начале трубопровода р1= 600 кПа. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,022.

Ответ:   581,98 кПа.

 

8. Из трубопровода диаметром 20 мм, на котором имеется колено с коэффициентом местного сопротивления 0,4 и вентиль с коэффициентом местного сопротивления 0,3 м вода вытекает в атмосферу (см. рис. 7.8.). Коэффициент Дарси λ = 0,012. h = 0,3 м. Какое давление должно быть на расстоянии l = 0,75 м от колена, чтобы обеспечить расход из трубопровода равный 1 л/с?

Ответ:   2892 Па.

 

9. Определить давление р в начале трубопровода, состоящего из двух горизонтальных и одной вертикальной трубы, соединенных между собой отводами с коэффициентами местного сопротивления по 0,3 (см. рис. 7.9.). Длины труб: L1 = 1,0 м, L2 = 0,9 м, h = 0,6 м. Диаметр трубопровода 32 мм. Расход воды в трубопроводе 2 л/с. Вода вытекает в атмосферу. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,026.

Ответ:        2,26 кПа.

 

10. Рассчитать значение давления р2 во втором манометре трубопровода, изображенного на рисунке 7.10., если давление в первом манометре р1 = 85 кПа. Диаметр трубопровода d = 60 мм. Коэффициент Дарси λ = 0,01. Длины горизонтального и вертикального участков l1 = 8 м и l2 = 5 м соответственно. Коэффициент местного сопротивления при повороте потока принять равным 0,25, при прохождении потока через вентиль 0,1. Расход воды в трубопроводе 5 л/с.

Ответ:   32,02 кПа.

 

11. Определить давление р2 в конце трубопровода, состоящего из двух вертикальных и одной горизонтальной трубы, соединенных между собой отводами с коэффициентами местного сопротивления 0,25 (см. рис. 7.11.). Длины труб: h1 = 1,0 м, L = 32 м, h2 = 0,7 м. Диаметр трубопровода 250 мм. Расход воды в трубопроводе 35 л/с. Избыточное давление в начале трубопровода р1= 5 кПа. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,014.

Ответ:   36,8 кПа.

 

12. Определить давление р2 в конце трубопровода, состоящего из двух вертикальных и одной горизонтальной трубы, соединенных между собой плавными отводами с коэффициентами местного сопротивления 0,17 (см. рис. 7.12.). Длины труб: h1 = 0,9 м, L = 2 м, h2 = 0,6 м. Диаметр трубопровода 150 мм. Расход воды в трубопроводе 21 л/с. Избыточное давление в начале трубопровода р1= 20 кПа. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,025.

Ответ:   4,63 кПа.

 

13. Определить давление р2 в конце трубопровода, состоящего из двух вертикальных и одной горизонтальной трубы, соединенных между собой плавными отводами с коэффициентами местного сопротивления 0,5 (см. рис. 7.13.). Длины труб: h1 = 3 м, L = 7 м, h2 = 2,25 м. Диаметр трубопровода 400 мм. Расход воды в трубопроводе 0,13 м3/с. Избыточное давление в начале трубопровода р1= 50 кПа. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,011.

Ответ:   41,93 кПа.

 

14. Вода вытекает из открытого бака, заполненного водой до уровня h = 0,45 м по вертикальной трубе диаметром 75 мм (см. рис. 7.14.). Определить давление на расстоянии l = 1,2 м от начала трубы, если коэффициент гидравлического трения в трубе 0,021, а расход вытекающей по трубе из бака воды Q = 6 л/с. Коэффициент местного сопротивления на входе в трубу принять равным 0,5, на вентиле – 0,2.

Ответ:   14,2 кПа.

 

15. Вода набирается в открытый бак, заполненный водой до уровня h = 1,3 м по вертикальной трубе диаметром 300 мм (см. рис. 7.15.). Определить давление на расстоянии l = 4,5 м от бака, если коэффициент гидравлического трения в трубе 0,024, а расход вытекающей по трубе из бака воды Q = 80 л/с. Коэффициент местного сопротивления на выходе из трубы принять равным 1,0, на вентиле – 5,0.

Ответ:   60,26 кПа.

16. Определить, какое должно быть давление в сечении трубопровода, чтобы после него вода с расходом Q = 60 л/с проходила через вертикальную трубу длиной h = 2,5 м, колено с коэффициентом местного сопротивления 0,5, горизонтальную трубу длиной l = 2,5 м, задвижку с коэффициентом местного сопротивления 0,2 и изливалась в атмосферу (см. рис. 7.16.). Диаметр всего трубопровода составляет 200 мм, коэффициент гидравлического трения 0,02.

Ответ:   24,98 кПа.               

 

17. Определить, какое должно быть давление в сечении трубопровода, чтобы после него вода с расходом Q = 13 л/с проходила через вертикальную трубу длиной h = 0,5 м, колено с коэффициентом местного сопротивления 0,4, горизонтальную трубу длиной l = 2,0 м, вентиль с коэффициентом местного сопротивления 3,0 и изливалась в атмосферу (см. рис. 7.17.). Диаметр всего трубопровода составляет 80 мм, коэффициент гидравлического трения 0,015.

Ответ:   8,05 кПа.

 

18. Рассчитать значение давления р2 во втором манометре трубопровода, изображенного на рисунке 7.18., если давление в первом манометре р1 = 2 кПа. Диаметр трубопровода d = 350 мм. Коэффициент Дарси λ = 0,008. Длины горизонтального и вертикального участков l1 = 5,5 м и l2 = 4,5 м соответственно. Коэффициент местного сопротивления при повороте потока принять равным 0,5, при прохождении потока через задвижку 7,0. Расход воды в трубопроводе 0,11 м3/с.

Ответ:   41,08 кПа.

 

19. Определить давление р в начале трубопровода, состоящего из двух горизонтальных и одной вертикальной трубы, соединенных между собой отводами с коэффициентами местного сопротивления по 0,35 (см. рис. 7.19.). Длины труб: L1 = 8,0 м, L2 = 5,0 м, h = 2,0 м. Диаметр трубопровода 25 мм. Расход воды в трубопроводе 0,5 л/с. Вода вытекает в атмосферу. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,009.

Ответ:   22,78 кПа.

 

20. Определить давление р2 в конце трубопровода, состоящего из двух горизонтальных и одной вертикальной трубы, соединенных между собой отводами с коэффициентами местного сопротивления 0,6 (см. рис. 7.20.). Длины труб: L1 = 1,9 м, L2 = 1,1 м, h = 0,75 м. Диаметр трубопровода 100 мм. Расход воды в трубопроводе 17 л/с. Давление в начале трубопровода р1= 19 кПа. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,028.

Ответ:   6,37 кПа.

21. Рассчитать значение давления р2 в конце участка трубопровода, состоящего из двух вертикальных труб разного диаметра, соединенных конфузором с коэффициентом местного сопротивления ζ = 0,25 (см. рис. 7.21), если давление в начале участка р1 = 44 кПа. Трубопроводы имеют диаметры d1 = 32 мм, d2 = 25 мм и длины L1 = 1,5 м, L2 = 1,7 м соответственно. Коэффициент гидравлического трения для обеих труб составляет 0,02. Расход воды на участке Q = 0,001 м3/с.

Ответ:   7,236 кПа.

 

22. Определить уровень h воды в изображенном на рис. 7.22. резервуаре, если известно, что из него по трубе диаметром 50 мм и длиной 0,8 м с расходом 3,5 л/с выливается вода. Коэффициент гидравлического трения трубы 0,015, коэффициенты местных сопротивлений принять равными: на входе 0,5, в задвижке 4,5, при истечении 1,0.

Ответ:   932 мм.

 

23. Рассчитать значение давления р2 в конце участка трубопровода, состоящего из двух вертикальных труб разного диаметра, соединенных диффузором с коэффициентом местного сопротивления ζ = 0,2 (см. рис. 7.23), если давление в начале участка р1 = 2,6 кПа. Трубопроводы имеют диаметры d1 = 16 мм, d2 = 20 мм и длины L1 = 1,0 м, L2 = 0,7 м соответственно. Коэффициент гидравлического трения для обеих труб составляет 0,03. Расход воды на участке Q = 0,0005 м3/с.

Ответ:   13,35 кПа.

 

24. Определить манометрическое давление р2 в конце трубопровода, состоящего из двух вертикальных и одной горизонтальной трубы, соединенных между собой отводами с коэффициентами местного сопротивления 0,6 (см. рис. 7.24.). Длины труб: h1 = 0,6 м, L = 2 м, h2 = 0,9 м. Диаметр трубопровода 100 мм. Расход воды в трубопроводе 9 л/с. Избыточное давление в начале трубопровода р1= 2 кПа. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,017.

Ответ:   3,76 кПа.

 

25. Какими будут показания манометра р2 в конце изображенного на рис. 7.25. простого трубопровода, если избыточное давление в начале него р1 = 35 кПа. Трубопровод состоит из участка длиной l1 = 18 м диаметром d1 = 400 мм с задвижкой и участка длиной l2 = 14 м диаметром d2 = 300 мм. Коэффициенты гидравлического трения для обоих участков принять равными 0,015, коэффициент местного сопротивления задвижки 0,3, коэффициент местного сопротивления при плавном сужении потока 0,15. Расход воды в трубе 125 л/с.

Ответ:   32,16 кПа.

 

26. Какими будут показания манометра р в начале изображенного на рис. 7.26. простого трубопровода, если в конце него осуществляется свободный излив в атмосферу. Трубопровод состоит из участка длиной l1 = 4 м диаметром d1 = 100 мм с задвижкой и участка длиной l2 = 3 м диаметром d2 = 50 мм. Коэффициенты гидравлического трения для обоих участков принять равными 0,021, коэффициент местного сопротивления задвижки 0,15, коэффициент местного сопротивления при плавном сужении потока 0,3. Расход воды в трубе 4 л/с.

Ответ:   5315 Па.

 

27. Какими будут показания манометра р2 в конце изображенного на рис. 7.27. простого трубопровода, если избыточное давление в начале него р1 = 7 кПа. Трубопровод состоит из участка длиной l1 = 1,0 м диаметром d1 = 15 мм с вентилем и участка длиной l2 = 0,5 м диаметром d2 = 25 мм. Коэффициенты гидравлического трения для обоих участков принять равными 0,029, коэффициент местного сопротивления вентиля 0,5, коэффициент местного сопротивления при расширении потока 0,2. Расход воды в трубе 25·10-5 м3/с.

Ответ:   5159 Па.

 

28. Какими будут показания манометра р в начале изображенного на рис. 7.28. простого трубопровода, если в конце него осуществляется свободный излив в атмосферу. Трубопровод состоит из участка длиной l1 = 12 м диаметром d1 = 32 мм с задвижкой и участка длиной l2 = 5 м диаметром d2 = 50 мм. Коэффициенты гидравлического трения для обоих участков принять равными 0,026, коэффициент местного сопротивления задвижки 0,2, коэффициент местного сопротивления при расширении потока 0,22. Расход воды в трубе 2 л/с.

Ответ:   30,2 кПа.

29. Отметка поверхности воды в баке (см. рис. 7.29.) z1 = 29,5 м. Рассчитать отметку воды в конце простого трубопровода, если известно, что объемный расход изливающейся в атмосферу воды Q = 6,5 л/с. Трубопровод состоит из участка длиной l1 = 3 м диаметром d1 = 80 мм и участка длиной l2 = 2 м диаметром d2 = 60 мм. Коэффициенты гидравлического трения обоих участков принять 0,018, коэффициенты местных сопротивлений: при входе в трубу 0,5, при сужении потока 0,25, при истечении 1.

Ответ:   28,9 м.

 

30. Рассчитать напор воды в изображенном на рис. 7.30. баке, если известно, что объемный расход изливающейся в атмосферу воды Q = 18·10-5 м3/с. Трубопровод состоит из участка длиной l1 = 0,6 м диаметром d1 = 10 мм и участка длиной l2 = 0,4 м диаметром d2 = 20 мм. Коэффициенты гидравлического трения обоих участков принять 0,032, коэффициенты местных сопротивлений: при входе в трубу 0,6, при сужении потока 0,35, при истечении 1.

Ответ:   797 мм.

 

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 439; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!