Примерные темы докладов и рефератов

Задачи

Задача 5.1. Из напорного бака вода течет по трубе диаметром d₁ = 20 мм и затем вытекает в атмосферу через брандспойт с диаметром выходного отверстия d₂ = 10 мм. Избыточное давление воздуха в баке р₀ = 0,18 МПа; высота Н = 1,6 м. Пренебрегая потерями энергии, определить скорость течения воды в трубе V₁ и на выходе

из насадка V₂.

Задача 5.2. Определить скорость движения бензина V и расход Q в сифонном трубопроводе. Нижняя точка оси трубопровода расположена ниже уровня жидкости в питающем резервуаре на расстоянии h = 2,5 м. Внутренний диаметр трубопровода d = 25 мм, плотность бензина ρ = 850 кг/м³. Потерями напора пренебречь.

Задача 5.3. Определить расход жидкости Ж, вытекающей из бака по трубопроводу диаметром d, если избыточное давление воздуха в баке р₀, высота уровня Н₀, высота подъема жидкости в пьезометре, открытом в атмосферу Н. Потерями энергии пренебречь.

Задача 5.4. Вода движется в трубчатом расходомере в направлении от сечения 1-1 к 2-2. Избыточное давление больше в сечении 1-1 Δр = 25 кПа. Определить расход Q, если внутренний диаметр трубопровода в сечении 1-1 D = 65 мм, а в сечении 2-2 d = 40 мм, разность отметок сечений Δz = 2 м. Потерями напора пренебречь.

Задача 5.5. Керосин движется в трубчатом расходомере в направлении от сечения 1-1 к 2-2. Избыточное давление в сечении 1-1 р₁ = 35 кПа. Определить избыточное давление в сечении 2-2, если внутренний диаметр трубопровода в сечении 1-1 D = 50 мм, а в сечении 2-2 d = 35 мм, разность отметок сечений Δz = 1 м, расход Q = 2 л/с. Потерями напора пренебречь.

Задача 5.6. Определить расход воды в трубопроводе, если согласно показаниям ртутного дифференциального манометра h = 30 мм. Плотность ртути ρ = 13600 кг/м³, внутренний диаметр трубопровода D = 80 мм. Потери напора не учитывать.

Задача 5.7. По горизонтальной трубе переменного сечения протекает нефть с расходом Q = 1,3 л/с. Определить разность показаний пьезометров h, если диаметр трубопровода в широком сечении D = 10 см, а в узком d = 5 см. Плотность нефти ρ = 850 кг/м³. Потерями напора пренебречь.

Задача 5.8. Насос с подачей Q = 7,2 м³/ч забирает воду из колодца. Определить наибольший вакуум p_вак при входе в насос. Внутренний диаметр трубопровода D = 80 мм, высота установки насоса над уровнем жидкости h = 4 м. Потери напора Δh = 0,5 м.

Задача 5.9. По трубопроводу диаметром D = 150 мм движется вода с расходом 20 л/мин. Определить, пренебрегая потерями напора, разность уровней в жидкостном манометре. Плотность жидкости в манометре ρ = 1300 кг/м³.

Задача 5.10.Нефть движется под напором в трубопроводе квадратного сечения. Определить критическую скорость, при которой будет происходить смена режимов движения жидкости, если сторона квадрата a = 0,05 м, динамический коэффициент вязкости μ = 0,02 Па·с, а плотность нефти ρ = 850 кг/м³.

Задача 5.11.По горизонтальному трубопроводу переменного сечения движется нефть, плотность которой ρ = 850 кг/м³. Диаметр в широком сечении трубопровода d₁ =50 мм. Расход жидкости в трубопроводе Q = 0,5 л/с, разность уровней в дифференциальном манометре, заполненном ртутью плотностью ρ = 13600кг/м³, составляет h = 35 мм. Определить диаметр трубопровода в узком сечении. Потерями напора пренебречь.

Задача 5.12.Определить скорость и расход газа с плотностью ρ = 20 кг/м³ в трубопроводе с внутренним диаметром D = 50 мм. В колене манометра находится жидкость плотностью ρ_ж = 1000 кг/м³. Потери напора не учитывать.

Задача 5.13. По горизонтальному трубопроводу переменного сечения движется вода. Из бачка А по трубке, подведенной к трубопроводу, поступает краситель, имеющий плотность ρ = 1300 кг/м³. Определить расход воды в трубопроводе, при котором прекратится подача красителя. Уровень красителя в бачке H = 0,5 м, диаметр трубопровода в широком сечении d₁ = 150 мм, в узком – d₂ = 100 мм, избыточное давление воды в широком сечении трубопровода составляет 30 кПа. Потерями напора пренебречь.

Задача 5.14. Для условий задачи 4.13 определить, при какой высоте Н прекратится подача красителя. Расход воды в трубопроводе Q = 1,8 м³/мин, диаметр трубопровода в широком сечении d₁ = 200 мм, в узком – d₂ = 100 мм, абсолютное давление воды в широком сечении трубопровода составляет 150 кПа. Потерями напора пренебречь.

Задача 5.15. Определить давление в сечении трубопровода с диаметром d₁ = 0,1 м, если вода в трубке поднялась на высоту h = 3 м, диаметр cуженой части трубопровода d₂ = 0,6 м, расход воды в трубопроводе Q = 0,0065 л/с. Потери напора не учитывать.

Задача 5.16. На вертикальной водопроводной трубе постоянного диаметра на расстоянии l = 10 м установлены два манометра. Нижний манометр показывает давление 1,2 кг/см², а верхний – 0,8 кг/см². Определить гидравлический уклон и направление движения жидкости.

Задача 5.17. По нагнетательному патрубку диаметром d₁ = 200 мм вентилятором подается воздух плотностью ρ = 1,2 кг/м³ с расходом Q = 0,8 м³/с при избыточном давлении р₁ = 1 кПа. К патрубку подсоединен диффузор с диаметром выходного сечения d₂ = 300 мм. Определить давление воздуха на выходе из диффузора. Изменение плотности воздуха и потери в диффузоре не учитывать.

Задача 5.18. К трубе, по которой движутся дымовые газы плотностью ρ = 0,6 кг/м³, присоединен микроманометр, заполненный спиртом (ρ_сп = 0,6 кг/м³). Показание шкалы манометра, наклоненной под углом α = 30° к горизонту, l = 15 мм. Определить скорость движения дымовых газов.

Задача 5.19. На вертикальной водопроводной трубе, состоящей из труб диаметром d₁ = 27 мм и d₂ = 15 мм, установлены два манометра. Нижний манометр показывает давление 1,6 кг/см², а верхний – 1,2 кг/см². Определить направление движения воды, гидравлический и пьезометрический уклоны, если расход составляет Q = 0,3 л/с.

Задача 5.20. Поршень диаметром D = 200 мм вытесняет воду по короткому трубопроводу диаметром d = 20 мм в атмосферу. Определить усилие на поршень, если скорость истечения жидкости v = 5 м/с, потери напора h_w = 2 м.

Контрольные вопросы и задания

1. Напишите уравнение Бернулли для элементарной струйки движущейся жидкости и объясните, какие параметры оно связывает.

2. Объясните геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли?

3. Чем отличается уравнение Бернулли для потока реальной жидкости от уравнения, составленного для элементарной струйки идеальной жидкости?

4. Чем обусловлены потери напора в потоке реальной жидкости?

5. Что такое гидродинамический напор? Чему он равен?

6. От чего зависит скоростной напор и чему он равен?

1. Использование уравнения Бернулли в приборах для измерения скорости.

2. Трубчатый расходомер Вентури.

3. Устройство и принцип действия струйного насоса.