Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Примеры гидравлических расчетов



Пример 1.1.В отопительной системе (котел, радиаторы, трубопроводы) частного дома содержится V = 0,3 м3 воды. Сколько воды дополнительно войдет в расширительный бак при нагревании от 20 до 80°С.

Решение:

Плотность воды при температуре t1 = 20°С до t2 = 80°С определим по таблице 4.1 (приложение 4):

Масса воды при начальной температуре

Объем, занимаемый водой при t2 = 80°С

Таким образом, дополнительный объем составляет

.

 

Пример 1.2.В отопительный котел поступает 50 м3воды при температуре t1 = 70°С. Какой объем V воды будет выходить из котла при нагреве воды до t2 = 90°С.

Решение:

Из формулы

получаем дополнительный объем воды при нагревании

Коэффициент температурного расширения находим по таблице 4.4 (Приложение 4): .

Следовательно,

Таким образом, из котла при нагревании будет выходить объем воды

 

Пример 1.3.Определить среднюю толщину δ известковых отложений в герметичном водоводе внутренним диаметром d = 0,3 м и длиной l = 2 км. При выпуске воды в количестве ΔV=0,05 м3 давление в водоводе падает на величину Δp = 106 Па. Считать, что отложения по диаметру и длине водовода распределены равномерно.

Решение:

Из формулыβp = , определим объем воды в водоводе с отложениями:

Коэффициент объемного сжатия воды находим по табл.4.2 (Приложение 4) 5·10-10 1/Па

Тогда

С другой стороны объем водовода с отложениями

Откуда выразим внутренний диаметр водовода с отложениями

Средняя толщина отложений

Задачи

Задача 1.1.Определить плотность жидкости ρ, полученной смешиванием объема жидкости V1= 0,02 м3 плотностью ρ1 = 910 кг/м3 и объема жидкости V2= 0,03 м3 плотностью ρ2 = 850 кг/м3.

Задача 1.2.Определить плотность топливной смеси (по весу) при следующем составе: керосин (ρк = 775 кг/м3) – 40%, мазут (ρм = 870 кг/м3) – 60%.

Задача 1.3.При гидравлическом испытании трубопровода длиной L = 1000 м и диаметром d = 100 мм давление поднималось от p1 = 1 МПа до p2 = 1,5 МПа. Определить объем жидкости ΔV, который был дополнительно закачан в водопровод. Коэффициент объемного сжатия βP = 4,75·10-10 1/Па.

Задача 1.4. При гидравлическом испытании трубопровода диаметром d = 0,4 м длиной L = 20 м и давление воды сначала было p1 = 5,5 МПа. Через час давление упало до p2 = 5,0 МПа. Определить, пренебрегая деформацией трубопровода, сколько воды вытекло при этом через неплотности. Коэффициент объемного сжатия βP = 4,75·10-10 1/Па.

Задача 1.5.Как изменится объем воды в системе отопления, имеющей вместимость V = 100 м3, после подогрева воды от начальной температуры t1 = 15 °C до t2 = 95 °C. Коэффициент температурного расширения βt = 0,00072 1/°С.

Задача 1.6.Трубопровод диаметром d = 500 мм и длиной L = 1000 м наполнен водой при давлении p1 = 400 кПа, и температуре воды t1 = 5 °C. Определить, пренебрегая деформациями и расширением стенок труб, давление в трубопроводе при нагревании воды в нем до t2 = 15 °C, если коэффициент объемного сжатия βP = 5,18·10-10 1/Па, а коэффициент температурного расширения βt = 150·10-6 1/°С.

Задача 1.7.Определить повышение давления, при котором начальный объем воды уменьшится на 3%. Коэффициент объемного сжатия воды βP = 4,75·10-10 1/Па.

Задача 1.8.При гидравлических испытаниях (проверке герметичности) подземного трубопровода длиной L = 500 м, диаметром d = 0,1 м давление в нем повысилось от от p1 = 0 до p2 = 1,0 МПа. Пренебрегая деформацией стенок трубопровода, определить объем воды, которую необходимо дополнительно закачать в трубопровод. Объемный модуль упругости воды принять равным Е = 2000 МПа.

Задача В.9. В трубопровод вместимостью 50 м3 во время испытаний было дополнительно закачано 0,05 м3 воды. Определить приращение давления в трубопроводе, если объемный модуль упругости воды Е = 2·109 Па.

Задача В.10.Винтовой плунжерный насос для тарировки манометров работает на масле с коэффициентом объемного сжатия βр = 0,625·10-9 1/Па. Определить на сколько оборотов надо повернуть маховик винта, чтобы поднять давление внутри насоса на Δp = 0,1 МПа, если объем рабочей камеры пресса V = 628 см3, диаметр плунжера d = 20 мм, шаг винта h = 2 мм. Стенки рабочей камеры считать недеформируемыми.

Задача 1.11.Резервуар заполнен жидкостью, объем которой V = 8 м3. Определить коэффициент температурного расширения жидкости βt, если при увеличении температуры от t1 = 10 °С до t2 = 20 °С объем жидкости увеличился на 6 л.

Задача 1.12.В отопительный котел поступает объем воды V = 80 м3 при температуре t1 = 60 °С. Какой объем воды V1 будет выходить из котла при нагреве воды до температуры t2 = 90 °С.

Задача 1.13.Для периодического аккумулирования дополнительного объема воды, получающегося при изменении температуры, к системе водяного отопления в верхней ее точке присоединяют расширительные резервуары, сообщающиеся с атмосферой. Определить наименьший объем расширительного резервуара, чтобы он полностью не опоражнивался. Допустимое колебание температуры воды во время перерывов в топке Δt = 30 °C. Объем воды в системе V = 0,7 м3. Коэффициент температурного расширения воды при средней температуре t = 80 °С βt = 6·10-4 1/°С.

Задача 1.14.Определить среднюю толщину отложений в герметичном водоводе внутренним диаметром d = 0,5 м и длиной l = 3 км. При выпуске воды объемом ΔV = 0,08 м3 давление в водоводе падает на Δр = 1 МПа. Отложения по диаметру и длине водовода распределены равномерно. Коэффициент объемного сжатия воды сжатия βр = 5·10-10 1/Па.

Задача 1.15.Стальной водовод диаметром d = 0,4 м и длиной l = 1 км, проложенный открыто, находится под давлением р = 2 МПа при температуре воды t1 = 10 °С. Определить давление воды в водоводе при повышении температуры до t2 = 15 °С в результате наружного прогрева.

Задача 1.16.Определить изменение плотности воды при увеличении давления от p1 = 100 кПа до p2 = 10000 кПа. При изменении давления температура воды не изменяется, коэффициент объемного сжатия βр = 5·10-10 1/Па.

Задача 1.17. В отопительной системе дома содержится V = 0,4 м3 воды при температуре t1 = 15°C. Определить объем воды, который дополнительно войдет в расширительный бачок при повышении температуры до t2 = 90°С.

Задача 1.18.Определить изменение плотности воды при изменении температуры от t1 = 5 °С до t2 = 95 °С.

Задача 1.19.Вязкость нефти, определенная вискозиметром, составила 4 °Е, а ее плотность ρ =880 кг/м3. Определить кинематический и динамический коэффициенты вязкости нефти.

Задача 1.20.Определить ротационным вискозиметром вязкость жидкости плотностью ρ = 920 кг/м3. Вес груза G = 80 Н, диаметры цилиндра Dц = 225 мм, барабана Dб = 223 мм, шкива d = 200 мм. Глубина погружения барабана в жидкость lб = 250 мм. Время опускания груза tгр = 12 с, путь lгр = 300 мм.

Примечание:Схема ротационного вискозиметра:в цилиндре 1 установлен барабан 2, вращающийся под действием опускающегося груза 3. Цилиндр закреплен на основании 4.

Контрольные вопросы и задания

 

1. Охарактеризуйте строение жидкости, ее сходство и различие с твердым телом.

2. Перечислите свойства жидкости, важные для практики.

3. Какую жидкость называют идеальной? В каких случаях в практических расчетах жидкость можно считать идеальной?

4. Чем объясняется малая сжимаемость жидкостей? Почему они не сохраняют свою форму?

5. В каких случаях необходимо учитывать свойство температурного расширения жидкостей?

6.Что называется вязкостью? Какими параметрами характеризуется вязкость жидкости?

7. Как зависит вязкость жидкости от температуры и давления?