Основы гидравлика и гидростатики

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Задача № 1

Плотность нефти равна с, кг/м3. Определить её удельный вес г в единицах СИ и подсчитать, какой объём занимает нефть весом G, кН.

Решение:

Удельный вес жидкости:

;

где - плотность жидкости, кг/м3;

- ускорение свободного падения, м/с2.

Вес:

м3

2. Задача № 2

Кинематическая вязкость жидкости равна н, см2/с. Определить её динамическую вязкость в единицах СИ, если удельный вес жидкости равен г , кН/ м3.

Решение:

Динамическая вязкость определяется по формуле:

Па•с.

3. Задача № 3

Определить силу, действующую на горизонтальный люк диаметром 1 м, расположенный на глубине h, м от поверхности воды в днище открытого резервуара.

Решение:

Полное давление на дне резервуара определяется по основному уравнению гидростатики:

,

где Па - давление, действующее извне на поверхность резервуара, в случае открытого резервуара соответствует атмосферному.

Н/м3 - удельный вес воды.

Па

Сила, действующая на люк:

кН.

4. Задача № 4

Найти полное и избыточное давления в точке дна открытого резервуара, наполненного водой, если глубина воды в нём равна h, м.

Решение:

Полное и избыточное давления определяются по основному уравнению гидростатики:

,

где Па - давление, действующее извне на поверхность резервуара, в случае открытого резервуара соответствует атмосферному;

Н/м3 - удельный вес воды.

Па;

Па.

5. Задача № 5

Поток воды движется по напорному трубопроводу диаметром 40 мм с расходом q, л/с. Определить среднюю скорость потока при переходе на диаметр вдвое меньший.

Решение:

Для решения используется уравнение неразрывности:

отсюда скорость м/с.

6. Задача № 6

По горизонтальной трубе диаметром 20 мм движется вода с расходом q, л/с. Манометр показывает давление pман, кгс/см2. Определить гидродинамический напор воды в трубе относительно её оси. Вязкость жидкости м2/с.

Решение:

Гидродинамический напор определяется по формуле:

,

где - напор, соответствующий положению рассматриваемого сечения жидкости;

- статический напор;

- динамический или скоростной напор.

- коэффициент Кориолиса, который учитывает неравномерность распределения поля скорости в живом сечении трубопровода. При ламинарном движении жидкости , при турбулентном - .

Скорость движения жидкости:

м/с.

Число Рейнольдса:

>

Гидродинамический напор:

м.

7. Задача № 7

В водоструйном насосе избыточное давление на подходе рабочей жидкости (воды) составило p1 , кгс/см2 при скорости потока v1 , м/с. Определить избыточное давление в струе сопла, если скорость в ней составила v2 , м/с (использовать уравнение Бернулли, пренебрегая потерями напора, течение жидкости турбулентное).

Решение:

Уравнение Бернулли:

или ,

так как речь идет о горизонтальной трубе, то

, .

кПа.

8. Задача № 8

Какой режим движения воды будет при температуре 15 С в круглой напорной трубе диаметром d, мм, если расход равен q, л с ?

Решение:

Вязкость воды при температуре 15 С - м2/с.

Режим движения определяется по числу Рейнольдса:

>

9. Задача № 9

Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу, состоящему из труб различного диаметра (; ; м) и различной длины (; ; м), вытекает в атмосферу вода, расход которой равен .

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1

нефть вязкость гидростатика напор

Определить:

1. Скорости движения воды и потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода.

2. Установить величину напора в резервуаре.

Решение.

1. Скорости движения воды на каждом участке, числа Re и :

2.

1.

2. м/с,

3. м/с,

4. м/с,

Коэффициент гидравлического трения - определяется в зависимости от числа Рейнольдса по формуле Блазиуса:

; ;

3. Потери напора по длине каждого участка

1. м

2. м

3. м

4. Потери давления в каждом местном сопротивлении

Местное гидравлическое сопротивление - короткий участок трубопровода или канала, в котором обычно происходит изменение скорости по величине или направлению. Местные потери напора определяются по формуле Вейсбаха:

,

где - средняя скорость в сечении трубопровода, расположенного обычно за местным сопротивлением; - местного сопротивления. Вход в трубопровод: Для турбулентного потока с =0,5

м

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изменение диаметра трубопровода. Внезапное сужение при определяется по данным И.Е. Идельчика.

м.

Внезапное расширение - потери напора определяются по формуле Борда - Карно.

или ,

где

м.

4. Напор в резервуаре.

Уравнение Бернулли для сечений 0-0 и 3-3

, т.к. , то

м.

Размещено на Allbest.ru