Гидравлика

Федеральное агентство по образования
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет
низкотемпературных и пищевых технологий
Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств
ГИДРАВЛИКА И ГИДРОПРОВОД
Рабочая программа, контрольные задания
для студентов специальностей 260601, 260602
факультета заочного обучения и экстерната
Второе издание, исправленное
Санкт-Петербург
2007

Стоимость выполнения контрольных работ 1, 2 уточняйте при заказе

Контрольная работа 1
Варианты 1-5
Задача 1. Определить вакуум в резервуаре, если заданы уровни ртути в коленах h₁ и h₂ и атмосферное давление р_атм, плотности воды и ртути: ρ_в=1000 кг/м³ и ρ_рт=13600 кг/м³. Ответ дать в метрах водяного столба и Н/м².
Задача 2. Цилиндрический сосуд диаметром D и высотой H, заполненный до краев жидкостью плотностью ρ, вращается вокруг вертикальной оси. Определить: 1) Частоту вращения сосуда при которой три четверти первоначального объема жидкости остаются в сосуде; 2) Наибольшее избыточное давление на дно сосуда; 3) Силу давления на дно сосуда.
Задача 3. Определить силу давления на 1 пог. метр ширины наклонной стенки, поддерживающей два слоя жидкости с плотностями ρ₁=800 кг/м³, ρ₂=1000 кг/м³.
Задача 4. Определить величину и направление силы давления на цилиндрическую поверхность, удерживающую жидкость с плотностью ρ и глубиной Н=r и шириной b.
Варианты 6-10
Задача 1. К закрытому резервуару с жидкостью, имеющей плотность ρ, присоединены два ртутных пьезометра (ρ_рт=13600 кг/м³). Определить глубину погружения нижнего пьезометра h₄ и верхнего пьезометра h₁, если известны показания ртутных пьезометров h₂ и h₃. На свободную поверхность действует избыточная сила давления Р_изб.
Задача 2. В цилиндрический сосуд диаметром D и высотой H налита вода. Глубина воды h_н. Определить: 1) Будет ли вытекать жидкость, если сосуд вращается вокруг вертикальной оси с угловой скоростью ω = 9 с^-1; 2) На каком расстоянии от дна будет находиться наинизшая точка свободной поверхности; 3) С какой угловой скоростью надо вращать сосуд, чтобы расстояние от жидкости до верхней кромки сосуда у стенки было равно 10 см.
Задача 3. Определить, при каком манометрическом давлении рман воды внутри водопроводной трубы откроется клапан К, закрывающий при горизонтальном положении рычага ab отверстие трубы. Плечо b в 5 раз больше, чем плечо a. Диаметр трубы d, полого шара D. При расчете вес полого шара, а также вес рычага не учитывать. В резервуар заполнен водой.
Задача 4. Определить силу давления воды на одном метре ширины нижней криволинейной части сооружения.

Контрольная работа 2
Варианты 1-5
Задача 1. Определить длину трубы l, при которой расход жидкости из бака будет в два раза меньше, чем через отверстие такого же диаметра. Напор над отверстием равен Н. Принять коэффициент гидравлического трения в трубе λ=0,025; коэффициент сопротивления входа в трубу ζ_вх=0,5; коэффициент расхода отверстия μ_отв=0,6.
Задача 2. Определить диаметр d горизонтального стального трубопровода длиной l=20 м, необходимый для пропуска по нему воды в количестве Q, если располагаемый напор равен Н. Шероховатость стенок трубы Δ = 0.15 мм.
Задача 3. По стальному трубопроводу длиной l подается вода с расходом Q, диаметр трубопровода d, а толщина стенок δ. Определить повышение давления в трубопроводе, если в его конце будет закрыта задвижка в течение времени t_зак, а модули упругости равны Е_в=2,03 10³ МПа, Е_ст=2,03 10⁵ МПа.
Задача 4. Определить мощность, расходуемую при перекачке рассола в количестве Q по рассольной системе холодильной установки. Высота подъема h; вязкость рассола 9,5 сП; плотность 1200 кг/м³; диаметр трубопровода 32х2,5 мм; общая длина l. Стальные трубы имеют незначительную коррозию (коэффициент шероховатости n=0.013). На линии установлено 6 колен под углом 90° (r/R=0.25) и 4 прямоточных вентиля. Общий КПД насоса с электромотором принять равным 0,5.
Задача 5. Определить допустимую высоту всасывания поршневого насоса, если диаметр поршня d_п, а его ход S. Поршень делает n двойных ходов в минуту. Диаметр стальной всасывающей трубы d, ее длина l. Вода перекачивается из открытого резервуара. Температура воды t°C. Атмосферное давление 100 кПа.
Задача 6. Воду в количестве Q перекачивают из открытого сосуда в сосуд, находящийся под давлением р и расположенный на высоте Н. Диаметр трубопровода d, а его длина l. Длина, эквивалентная местным сопротивлениям, соответствует 350 диаметрам трубопровода. Определить время, необходимое для перекачивания, если используется центробежный насос с характеристикой, представленной ниже:
Объемная                                                                      
производительность, Q 10-3, м³/с   1          2          3         4          5          6
Напор, м                                       39,0     38,5      37,5    36,0    34,0      32,2
Определить также мощность, потребляемую насосом, если его полный КПД равен 0,55. Коэффициент гидравлического трения по длине принять λ=0,03.
Варианты 6-10
Задача 1. Определить длину трубы l, при которой опорожнение цилиндрического бака диаметром D=1 м глубиной Н будет происходить в два раза медленнее, чем через отверстие того же диаметра d. Коэффициент гидравлического трения в трубе принять λ=0,025; коэффициент сопротивления входа в трубу ζ_вх=0,5; коэффициент расхода отверстия μ_отв=0,6.
Задача 2. Подобрать сечение трубопровода длиной l для пропуска из бака А в бак В расхода Q так, чтобы отметки горизонтов воды Н_А = 28 м и Н_В = 15,3 м в баках оставались постоянными. Трубы нормальные. Коэффициент шероховатости n = 0,014.
Задача 3. Вода в количестве Q перекачивается по чугунной трубе диаметром d, длиной l с толщиной стенки δ. Свободный конец трубопровода снабжен затвором. Определить время закрытия затвора при условии, что повышение давления в трубе вследствие гидравлического удара не будет превышать Δр=1 МПа. Как повысится давление при мгновенном закрытии затвора?
Задача 4. По стальному трубопроводу, имеющему внутренний диаметр 75 мм, требуется перекачивать Q жидкости плотностью 1200 кг/м³, вязкостью 1,7 10^-3 Па с. Конечная точка трубопровода выше начальной на Н. Длина трубопровода l. На нем установлены два прямоточных вентиля и 5 прямоугольных поворотов с радиусом закругления 300 мм. Трубы имеют незначительную коррозию (коэффициент шероховатости n=0.013). Найти потребляемую мощность, если общий КПД насосной установки 0,6.
Задача 5. Определить допустимую высоту всасывания центробежного насоса при n, об/мин, создающего напор Н и перекачивающего воду с температурой t °C в количестве Q. Диаметр всасывающей стальной трубы d, а ее длина l. Критерий кавитационного подобия принять равным С.
Задача 6. Из резервуара перекачивают охлаждающую воду в конденсатор, расположенный на высоте h над резервуаром. Воду подают по трубопроводу внутренним диаметром d и длиной l. Эквивалентная длина местных сопротивлений соответствует 100 диаметрам трубы. Коэффициент гидравлического трения по длине λ = 0,025. Определить КПД насоса и расход воды, если известно, что мощность, потребляемая насосом, составляет N. Характеристика насоса представлена следующими значениями:
Напор, м                                    25,0     23,0      20,3    16,4    11,8
Производительность, Q, м³/ч       10        14          18        20        21

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию
Санкт-Петербургский технологический институт холодильной промышленности
Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств
ГИДРОГАЗОДИНАМИКА
Рабочая программа, методические указания и контрольные задания
для студентов заочного факультета специальности 1603
Санкт-Петербург
1993

Стоимость выполнения К.р. 1, 2 (задачи + ответы на вопросы) составляет ... руб.
Стоимость выполнения только задач из К.р. 1, 2, составляет ... руб.

Готовы контрольные работы по шифрам:
*05, *13, *37, *40, *92, *96, *98.

Вопросы

Контрольная работа 1
I группа
Вопрос 2. Как зависит вязкость газов и жидкостей от температуры и давления? Какие жидкости называются ньютоновскими и неньютоновскими?
Вопрос 3. Назовите основные параметры потока жидкости и газа.
Вопрос 5. Что такое линия тока, трубка тока, элементарная трубка, циркуляция жидкости, вихревая трубка.
Вопрос 6. Объясните понятия: «локальная», «осредненная по времени» и «средняя» скорость потоков. Раскройте понятия объемного и массового расходов жидкостей (газа).
Вопрос 7. Раскройте физический смысл уравнения неразрывности потока.
Вопрос 8. Объясните физический смысл слагаемых уравнения движения вязкой жидкости.
Вопрос 10. В чем заключается парадокс Даламбера?
II группа
Вопрос 1. В чем заключается физический смысл дифференциальных уравнений гидростатики (уравнений Эйлера). Их прикладное значение.
Вопрос 4. В чем заключается физический смысл закона Паскаля? Его практическое применение.
Вопрос 9. Назовите характеристики сверхзвукового потока
Вопрос 10. В чем заключается физическая природа образования скачков уплотнения?

Контрольная работа 2
I группа
Вопрос 2. Объясните геометрический и энергетический смысл слагаемых уравнения Бернулли для элементарной струйки и потока реальной жидкости?
Вопрос 3. Почему возникает подъемная сила при обтекании тел потоком жидкости?
Вопрос 6. Какими параметрами характеризуется работа центробежных форсунок?
Вопрос 8. Какими геометрическими и газодинамическими параметрами характеризуются решетки?
Вопрос 10. В чем заключается явление гидравлического удара? Как рассчитать повышение давления при гидравлическом ударе?
II группа
Вопрос 1. Какие режимы течения существуют, в чем из различия и для чего из нужно знать? Каков физический смысл критерия гидродинамического подобия потоков?
Вопрос 4. В чем различие между короткими и длинными трубопроводами? Приведите 4 случая расчета таких трубопроводов.
Вопрос 5. Как определить скорость истечения и расход жидкости через малое круглое отверстие и цилиндрическую насадку? Каков физический смысл коэффициентов скорости, расхода, сжатия и сопротивления?
Вопрос 7. Устройство и принцип действия центробежного насоса. Чем объясняется выбор лопаток реактивного типа для насосов (сравните три возможные формы лопаток на примере изменения плана скоростей и их влияния на величину напора)
Вопрос 9. Для чего применяют параллельное и последовательное соединение насосов. Поясните, как построить совместную характеристику их работы?

Задачи

Готовы задачи по вариантам 2, 7.
Контрольная работа 1
Задача 1. Давление и температура заторможенного потока равны соответственно Р и Т. Определите критические значения давления, плотности и температуры. Течение изоэнтропическое К=1,4, R=287 Дж/(кг*К).
Задача 2. Истечение воздуха происходит из сопла со скоростью при температуре Т1. Каким образом изменяется число Маха, если температура станет равной Т2; К=1,4; R=287 Дж/(кг*К)?
Задача 3. Газ истекает из резервуара через сопло Лаваля. Давление в резервуаре Р0,температура Т0. Определите скорость, температуру и плотность газа на выходе из сопла, считая течение изоэнтропическим.
Задача 4. Определить параметры газа после прямого скачка уплотнения, если перед скачком давление Р и температура Т.
Задача 5. Цилиндр радиусом R, вращающийся с угловой скоростью;, обтекается воздушным потоком со скоростью V. Определите подъемную силу, действующую на цилиндр. Длина цилиндра l.
Задача 6. На какой высоте Н установится уровень жидкости с плотностью; в трубке, первоначально заполненной, а потом опрокинутой под уровень той же жидкости, если атмосферное давление р0= 750 мм. рт. ст., давление насыщенных паров рнп.
Задача 7. Определить силу F натяжения троса, удерживающего прямоугольный щит шириной B при глубине жидкости плотностью; перед щитом h, если угол наклона щита к горизонту;. Весом щита и трением в шарнире опоры и блоке пренебречь.
Задача 8. Цилиндрический сосуд диаметром D и высотой H, заполненный до краев жидкостью плотностью;, вращается вокруг вертикальной оси. Определить: 1.частоту вращения сосуда, при которой будет вращаться три четверти первоначального объема жидкости. 2. Наибольшее избыточное давление на дно сосуда. 3. Силу давления на дно сосуда.

Контрольная работа 2
Задача 1. Определите диаметр d горизонтального стального трубопровода длиной l, необходимый для пропуска жидкости плотностью; и вязкостью в количестве Q, если располагаемый напор H. Шероховатость стенок трубы; = 0.15 м.
Задача 2. Определите длину трубы, при которой расход жидкости из бака будет в два раза меньше, чем через отверстие того же диаметра d. Напор перед отверстием H. Принять: коэффициент трения в трубе; = 0,025, коэффициент сопротивления входа в трубу;ВХ=0,5, коэффициент расхода отверстия; = 0,6.
Задача 3. По стальному трубопроводу длиной l вода с расходом Q, диаметр трубопровода d, толщина стенок;. Определите повышение давления в трубопроводе, если в его конце будет закрыта задвижка в течение времени tзак=1,8 с. EВ=2,03 103 МПа, EСТ=2,03 105 МПа.
Задача 4. Определите полный напор насоса по следующим данным: расход воды Q, показания манометра pН, а диаметры нагнетательного и всасывающего патрубков соответственно dН, dВС, расстояние по вертикали между точкой присоединения вакуумметра и центром манометра z, показания вакуумметра hВАК.
Задача 5. Воду в количестве Q перекачивают из открытого сосуда в сосуд, находящийся под давлением р и расположенный на высоте. Диаметр трубопровода d, а его длина l. Длина, эквивалентная местным сопротивлениям, равна 350 диаметрам трубопровода. Определите время, необходимое для перекачивания, если используется центробежный насос, характеристика которого дана в таблице. Определить также мощность, потребляемую насосом, если его полный КПД равен 0,55.
Задача 6. Определите при частоте вращения n допустимую высоту всасывания центробежного насоса, создающего напор H и перекачивающего воду с температурой T в количестве Q. Диаметр всасывающей стальной трубы d, длина l. Критерий кавитационного подобия C.
Задача 7. Подобрать насос для перекачивания воды при температуре Т из открытой емкости в аппарат, работающий под избыточным давлением рм. Расход воды Q. Геометрическая высота подъема воды HГ. Длина стального трубопровода на линии всасывания lВС, на линии нагнетания lН. Диаметр всасывающего трубопровода dВС, нагнетательного dН. На линии нагнетания имеются 3 отвода под углом 90; с радиусом поворота, равным 6 диаметрам трубы, и два нормальных вентиля. На всасывающем участке трубопровода установлено 2 прямоточных вентиля, имеется 3 отвода под углом 90; с радиусом поворота, равным 6 диаметрам трубы. Проверить возможность установки насоса на высоте 4 м над уровнем воды в емкости.

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации
Санкт-Петербургская государственная академия
холода и пищевых технологий
Рабочая программа дисциплины
ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ
методические указания и контрольная работа
для студентов технологических специальностей
заочной формы обучения
Факультет техники пищевых производств
Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств
Санкт-Петербург
1997

Стоимость выполнения только задач составляет ... руб.
Выполнены следующие варианты:

Вариант 02

Выполнены только задачи

Задача 1
Определить вакуум в резервуаре, если заданы уровни ртути в коленах h1 и h2 и атмосферное давление ратм, плотности воды и ртути: ρв=1000 кг/м3 и ρрт=13600 кг/м3. Ответ дать в метрах водяного столба и Н/м2.

Задача 2
Цилиндрический сосуд диаметром D и высотой H, заполненный до краев жидкостью плотностью ρ, вращается вокруг вертикальной оси. Определить:
1) Частоту вращения сосуда при которой три четверти первоначального объема жидкости остаются в сосуде;
2) Наибольшее избыточное давление на дно сосуда;
3) Силу давления на дно сосуда.

Задача 3
Определить длину трубы l, при которой расход жидкости из бака будет в два раза меньше, чем через отверстие такого же диаметра. Напор над отверстием равен Н. Принять коэффициент гидравлического трения в трубе λ=0,025; коэффициент сопротивления входа в трубу ζвх=0,5; коэффициент расхода отверстия μотв=0,6.

Задача 4
По стальному трубопроводу длиной l подается вода с расходом Q, диаметр трубопровода d, а толщина стенок δ. Определить повышение давления в трубопроводе, если в его конце будет закрыта задвижка в течение времени tзак, а модули упругости равны Ев=2,03 103 МПа, Ест=2,03 105 МПа.

Задача 5
Воду в количестве Q перекачивают из открытого сосуда в сосуд, находящийся под давлением р и расположенный на высоте Н. Диаметр трубопровода d, а его длина l. Длина, эквивалентная местным сопротивлениям, соответствует 350 диаметрам трубопровода. Определить время, необходимое для перекачивания, если используется центробежный насос с характеристикой, представленной ниже:...

Вариант 03

Выполнены только задачи

Задача 1
Определить вакуум в резервуаре, если заданы уровни ртути в коленах h1 и h2 и атмосферное давление ратм, плотности воды и ртути: ρв=1000 кг/м3 и ρрт=13600 кг/м3. Ответ дать в метрах водяного столба и Н/м2.

Задача 2
Цилиндрический сосуд диаметром D и высотой H, заполненный до краев жидкостью плотностью ρ, вращается вокруг вертикальной оси. Определить:
1) Частоту вращения сосуда при которой три четверти первоначального объема жидкости остаются в сосуде;
2) Наибольшее избыточное давление на дно сосуда;
3) Силу давления на дно сосуда.

Задача 3
Определить длину трубы l, при которой расход жидкости из бака будет в два раза меньше, чем через отверстие такого же диаметра. Напор над отверстием равен Н. Принять коэффициент гидравлического трения в трубе λ=0,025; коэффициент сопротивления входа в трубу ζвх=0,5; коэффициент расхода отверстия μотв=0,6.

Задача 4
По стальному трубопроводу длиной l подается вода с расходом Q, диаметр трубопровода d, а толщина стенок δ. Определить повышение давления в трубопроводе, если в его конце будет закрыта задвижка в течение времени tзак, а модули упругости равны Ев=2,03 103 МПа, Ест=2,03 105 МПа.

Задача 5
Воду в количестве Q перекачивают из открытого сосуда в сосуд, находящийся под давлением р и расположенный на высоте Н. Диаметр трубопровода d, а его длина l. Длина, эквивалентная местным сопротивлениям, соответствует 350 диаметрам трубопровода. Определить время, необходимое для перекачивания, если используется центробежный насос с характеристикой, представленной ниже:...

Вариант 04

Выполнены только задачи

Задача 1
Определить вакуум в резервуаре, если заданы уровни ртути в коленах h1 и h2 и атмосферное давление ратм, плотности воды и ртути: ρв=1000 кг/м3 и ρрт=13600 кг/м3. Ответ дать в метрах водяного столба и Н/м2.

Задача 2
Цилиндрический сосуд диаметром D и высотой H, заполненный до краев жидкостью плотностью ρ, вращается вокруг вертикальной оси. Определить:
1) Частоту вращения сосуда при которой три четверти первоначального объема жидкости остаются в сосуде;
2) Наибольшее избыточное давление на дно сосуда;
3) Силу давления на дно сосуда.

Задача 3
Определить длину трубы l, при которой расход жидкости из бака будет в два раза меньше, чем через отверстие такого же диаметра. Напор над отверстием равен Н. Принять коэффициент гидравлического трения в трубе λ=0,025; коэффициент сопротивления входа в трубу ζвх=0,5; коэффициент расхода отверстия μотв=0,6.

Задача 4
По стальному трубопроводу длиной l подается вода с расходом Q, диаметр трубопровода d, а толщина стенок δ. Определить повышение давления в трубопроводе, если в его конце будет закрыта задвижка в течение времени tзак, а модули упругости равны Ев=2,03 103 МПа, Ест=2,03 105 МПа.

Задача 5
Воду в количестве Q перекачивают из открытого сосуда в сосуд, находящийся под давлением р и расположенный на высоте Н. Диаметр трубопровода d, а его длина l. Длина, эквивалентная местным сопротивлениям, соответствует 350 диаметрам трубопровода. Определить время, необходимое для перекачивания, если используется центробежный насос с характеристикой, представленной ниже:...

Вариант 05

Вопрос 5
а. Что такое эпюра гидростатического давления?
б. Расходомерные устройства, их варианты. Каковы принципы работы этих устройств?
в. Чем объясняется выбор лопаток реактивного типа для насосов?(сравните 3 возможные формы лопаток и их влияние на величину напора)

Вопрос 10
а. Приборы для измерения давления. Какие из них можно применять для измерения давления 0.1; 1,5; 20бар?
б. Формулы для определения коэффициента трения по длине трубопровода. График Никурадзе и график ВТИ. Какие области работы труб отражены на этих графиках?
в. Как влияет изменение частоты вращения на параметры работы центробежного насоса? Приведите основные формулы для пересчета.

Задача 1
Определить вакуум в резервуаре, если заданы уровни ртути в коленах h1 и h2 и атмосферное давление ратм, плотности воды и ртути: ρв = 1000кг/м3, ρрт = 13600кг/м3. Ответ дать в метрах водяного столба и Н/м2.

Задача 2
Цилиндрический сосуд диаметром D и высотой H, заполненный до краев жидкостью плотностью ρ, вращается вокруг вертикальной оси.

Задача 3
Определить длину трубы L, при которой расход жидкости из бака будет в 2 раза меньше, чем через отверстие того же диаметра. Напор над отверстием равен Н. Принять коэффициент гидравлического трения в трубе λ = 0.025; коэффициент сопротивления входа в трубу = 0.5; коэффициент расхода воды μ = 0.6.

Задача 4
По стальному трубопроводу длиной L подается вода с расходом Q, диаметр трубопровода d, толщина стенок δ. Определить повышение давления в трубопроводе, если в его конце будет закрыта задвижка в течение tзак , а модули упругости равны ЕВ = 2.03 • 103 МПа и ЕСТ = 2.03 • 105 МПа.

Задача 5
Воду в количестве Q перекачивают из открытого сосуда в сосуд, находящийся под давлением р и расположенный на высоте Н. Диаметр трубопровода d, а его длина L. Эквивалентная длина местных сопротивлений соответствует 350 диаметрам трубы.. Определить время необходимое для перекачивания, если используется центробежный насос с характеристикой, представленной ниже:

Дата выполнения: 26/10/2007

Вариант 06

Выполнены только задачи.

Задача 1
Найти давление воздуха в резервуаре В, если избыточное давление на поверхности воды в резервуаре А равно 25 кПа, разности уровней ртути (ρрт=13600 кг/м3) в манометре h1 и h2, а величина h=0,5 м. Пространство между уровнями ртути в манометре заполонено спиртом (ρ=800 кг/м3).

Задача 2
Определить, при каком манометрическом давлении р воды внутри водопроводной трубы откроется клапан К, закрывающий при горизонтальном положении рычага ab отверстие трубы. Плечо b в 5 раз больше, чем плечо a. Диаметр трубы d, полого шара D. При расчете вес полого шара, а также вес рычага не учитывать. В резервуар налита вода.

Задача 3
Определить потерю давления на трение при движении воды по латунной трубе диаметром 19х2 мм, длиной l. Средняя скорость воды V, температура t, кинематический коэффициент вязкости ν. Принять шероховатость труб Δ = 0,005 мм.

Задача 4
Подобрать сечение длинного стального трубопровода длиной l для пропуска из бака А в бак В расхода Q так, чтобы отметки воды НА = 28 м и НВ = 15,3 м в баках оставались постоянными. Трубы нормальные. Коэффициент шероховатости n = 0,014.

Задача 5
Из резервуара перекачивают охлаждающую воду в конденсатор, расположенный на высоте h над резервуаром. Воду подают по трубопроводу внутренним диаметром d и длиной l. Эквивалентная длина местных сопротивлений соответствует 100 диаметрам трубы. Коэффициент гидравлического трения по длине λ = 0,025. Определить КПД насоса и расход воды, если известно, что мощность, потребляемая насосом, составляет N. Характеристика насоса представлена следующими значениями: ...

Вариант 07

Выполнены только задачи.

Задача 1
Найти давление воздуха в резервуаре В, если избыточное давление на поверхности воды в резервуаре А равно 25 кПа, разности уровней ртути (ρрт=13600 кг/м3) в манометре h1 и h2, а величина h=0,5 м. Пространство между уровнями ртути в манометре заполонено спиртом (ρ=800 кг/м3).

Задача 2
Определить, при каком манометрическом давлении р воды внутри водопроводной трубы откроется клапан К, закрывающий при горизонтальном положении рычага ab отверстие трубы. Плечо b в 5 раз больше, чем плечо a. Диаметр трубы d, полого шара D. При расчете вес полого шара, а также вес рычага не учитывать. В резервуар налита вода.

Задача 3
Определить потерю давления на трение при движении воды по латунной трубе диаметром 19х2 мм, длиной l. Средняя скорость воды V, температура t, кинематический коэффициент вязкости ν. Принять шероховатость труб Δ = 0,005 мм.

Задача 4
Подобрать сечение длинного стального трубопровода длиной l для пропуска из бака А в бак В расхода Q так, чтобы отметки воды НА = 28 м и НВ = 15,3 м в баках оставались постоянными. Трубы нормальные. Коэффициент шероховатости n = 0,014.

Задача 5
Из резервуара перекачивают охлаждающую воду в конденсатор, расположенный на высоте h над резервуаром. Воду подают по трубопроводу внутренним диаметром d и длиной l. Эквивалентная длина местных сопротивлений соответствует 100 диаметрам трубы. Коэффициент гидравлического трения по длине λ = 0,025. Определить КПД насоса и расход воды, если известно, что мощность, потребляемая насосом, составляет N. Характеристика насоса представлена следующими значениями: ...

Федеральное агентство по образования
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет
низкотемпературных и пищевых технологий
Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств
Гидравлика/Гидродинамика
Рабочая программа, контрольные задания
для студентов специальностей 220301, 220200
факультета заочного обучения и экстерната
Санкт-Петербург
2008

Стоимость выполнения одной задачи на заказ составляет ... руб
Стоимость выполнения одного ответа на вопрос на заказ составляет ... руб
Готовы следующие вопросы и задачи:

Вариант 01 (задачи)

Задача 1
Определить вакуум в резервуаре, если заданы уровни ртути в коленах h1=0,1м и h2=0,2м и атмосферное давление ратм=100кПа, плотности воды и ртути соответственно ρв=1000 кг/м3 и ρрт=13600 кг/м3. Ответ дать в метрах водяного столба и Н/м2.

Задача 2
Цилиндрический сосуд диаметром D=0,6м и высотой H=0,6м, заполненный до краев жидкостью плотностью ρ=1000кг/м3, вращается вокруг вертикальной оси. Определить:
1) Частоту вращения сосуда при которой вращается три четверти первоначального объема жидкости;
2) Наибольшее избыточное давление на дно сосуда;
3) Силу давления на дно сосуда.

Задача 3
Определить диаметр d горизонтального стального трубопровода длиной l=20 м, необходимый для пропуска по нему воды в количестве Q=0,0025м3/с, если располагаемый напор равен Н=3,4м. Шероховатость стенок трубы Δ = 0,15 мм.

Задача 4
По стальному трубопроводу длиной l=1000м подается вода с расходом Q=0,01м3/с, диаметр трубопровода d=55мм, а толщина стенок δ=3,0мм. Определить повышение давления в трубопроводе, если в его конечном отрезке будет закрыта задвижка в течение времени tзак=2. Ев=2,03 103 МПа, Ест=2,03*10^5 МПа.

Задача 5
Определить допустимую высоту всасывания поршневого насоса, если диаметр поршня dп=100мм, а его ход S=80мм. Поршень делает n=60 1/мин двойных ходов в минуту. Диаметр стальной всасывающей трубы d=120мм, ее длина l=10м. Вода перекачивается из открытого резервуара. Температура воды t°C=20. Атмосферное давление 100 кПа.

Задача 6
Воду в количестве V=50м3 перекачивают из открытого сосуда в сосуд, находящийся под давлением р=1,5 атм и расположенный на высоте Н=15м. Диаметр трубопровода d=58мм, а его длина l=120м. Длина, эквивалентная местным сопротивлениям, соответствует 350 диаметрам трубопровода. Определить время, необходимое для перекачивания, если используется центробежный насос с характеристикой, представленной ниже:
Объемная производительность, Q 10-3, м3/с
1 2 3 4 5 6
Напор, м
39,0 38,5 37,5 36,0 34,0 32,2
Определить также мощность, потребляемую насосом, если его полный КПД равен 0,55. Коэффициент гидравлического трения по длине принять λ=0,03.

Вариант 03

Вопрос 3
В чем отличие понятия давления и силы давления?

Вопрос 8
В чем смысл закона Паскаля и его практическое применение?

Вопрос 13
Геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли. Каково практическое применение этого уравнения для расчета трубопроводов различной конфигурации?

Вопрос 18
Формула Пуазейля. Потеря полной энергии потока по длине трубопровода; от чего она зависит?

Вопрос 23
Устройство и принцип действия центробежного насоса. Что такое план скоростей?

Вопрос 28
Для чего применяются параллельное и последовательное соединение насосов?

Задача 1
Определить вакуум в резервуаре, если заданы уровни ртути в коленах h1=0,15м и h2=0,3м и атмосферное давление ратм=100кПа, плотности воды и ртути соответственно ρв=1000 кг/м3 и ρрт=13600 кг/м3. Ответ дать в метрах водяного столба и Н/м2.

Задача 2
Цилиндрический сосуд диаметром D=0,4м и высотой H=0,75м, заполненный до краев жидкостью плотностью ρ=800кг/м3, вращается вокруг вертикальной оси. Определить:
1) Частоту вращения сосуда при которой вращается три четверти первоначального объема жидкости;
2) Наибольшее избыточное давление на дно сосуда;
3) Силу давления на дно сосуда.

Задача 3
Определить диаметр d горизонтального стального трубопровода длиной l=20 м, необходимый для пропуска по нему воды в количестве Q=0,0038м3/с, если располагаемый напор равен Н=7,5м. Шероховатость стенок трубы Δ = 0,15 мм.

Задача 4
По стальному трубопроводу длиной l=2000м подается вода с расходом Q=0,028м3/с, диаметр трубопровода d=200мм, а толщина стенок δ=6,0мм. Определить повышение давления в трубопроводе, если в его конечном отрезке будет закрыта задвижка в течение времени tзак=3. Ев=2,03 103 МПа, Ест=2,03*10^5 МПа.

Задача 5
Определить допустимую высоту всасывания поршневого насоса, если диаметр поршня dп=80мм, а его ход S=70мм. Поршень делает n=80 1/мин двойных ходов в минуту. Диаметр стальной всасывающей трубы d=100мм, ее длина l=8м. Вода перекачивается из открытого резервуара. Температура воды t°C=40. Атмосферное давление 100 кПа.

Задача 6
Воду в количестве V=70м3 перекачивают из открытого сосуда в сосуд, находящийся под давлением р=1,7атм и расположенный на высоте Н=11м. Диаметр трубопровода d=54мм, а его длина l=100м. Длина, эквивалентная местным сопротивлениям, соответствует 350 диаметрам трубопровода. Определить время, необходимое для перекачивания, если используется центробежный насос с характеристикой, представленной ниже:
Объемная производительность, Q 10-3, м3/с
1 2 3 4 5 6
Напор, м
39,0 38,5 37,5 36,0 34,0 32,2
Определить также мощность, потребляемую насосом, если его полный КПД равен 0,55. Коэффициент гидравлического трения по длине принять λ=0,03.

Вариант 06

Вопрос 31
Чему равна сила давления жидкости на плоскую стенку?

Вопрос 36
Закон распределения давления жидкости при относительном покое в равномерно вращающемся сосуде.

Вопрос 41
Местные сопротивления. Коэффициент местного сопротивления. Эквивалентная длина. Чем отличаются и в чем состоит сходство местных сопротивлений?

Вопрос 46
Что такое параллельное и последовательное соединение трубопроводов? Основные расчетные формулы.

Вопрос 51
Устройство и принцип действия поршневого насоса. Основные конструктивные особенности.

Вопрос 56
Устройство и принцип действия шестеренного насоса. Область применения и преимущества этого насоса.

Задача 1
К закрытому резервуару с жидкостью, имеющей плотность ρ, присоединены два ртутных пьезометра (ρрт=13600 кг/м3). Определить глубину погружения нижнего пьезометра h4 и верхнего пьезометра h1, если известны показания ртутных пьезометров h2=0,25м и h3=0,3м. На свободную поверхность действует избыточная сила давления Ризб=27440 Па.

Задача 2
В цилиндрический сосуд диаметром D=0,6м и высотой H=0,8м налита вода. Глубина воды hн=0,6м.
Определить:
1) Будет ли вытекать жидкость, если сосуд вращается вокруг вертикальной оси с угловой скоростью ω = 9 с-1;
2) На каком расстоянии от дна будет находиться наинизшая точка свободной поверхности;
3) С какой угловой скоростью надо вращать сосуд, чтобы расстояние от жидкости до верхней кромки сосуда у стенки было равно 10 см.

Задача 3
Вода в количестве Q=0,006м3/c перекачивается по чугунной трубе диаметром d=50мм, длиной l=1200м с толщиной стенки δ=7мм. Свободный конец трубы снабжен затвором. Определить время закрытия затвора при условии, что повышение давления в трубе вследствие гидравлического удара не будет превышать Δр = 1 МПа. Как повысится давление при мгновенном закрытии затвора?

Задача 4
По стальному трубопроводу, имеющему внутренний диаметр 75 мм, требуется перекачать жидкость с расходом Q=25м3/ч плотностью 1200 кг/м3, вязкостью 1,7ּ10-3 Паּс. Конечная точка трубопровода выше начальной на Н=24м. Длина трубопровода l=112м. На нем установлены два прямоточных вентиля и 5 прямоугольных поворотов с радиусом закругления 300 мм. Трубы имеют незначительную коррозию (коэффициент шероховатости n = 0,013). Найти потребляемую мощность, если общий КПД насосной установки 0,6.

Задача 5
Определить допустимую высоту всасывания центробежного насоса при n=2000 об/мин, создающего напора Н=100м и перекачивающего воду с температурой t=20˚C в количестве Q=600л/мин. Диаметр всасывающей стальной трубы d=80мм, а ее длина l=12м.

Задача 6
Из резервуара перекачивают охлажденную воду в конденсатор, расположенный на высоте h=11м над резервуаром. Воду подают по трубопроводу внутренним диаметром трубопровода d=80мм и длиной l=200м. Эквивалентная длина местных сопротивлений соответствует 100 диаметрам трубы. Коэффициент гидравлического трения по длине λ = 0,025. Определить КПД насоса и расход воды, если известно, что мощность, потребляемая насосом, составляет N=1,8кВт. Характеристика насоса представлена следующими значениями:
Напор Н, м 25,0 23,0 20,3 16,4 11,8
Подача Q, м3/с 10 14 18 20 21

Вариант 07

Вопрос 32
Чему равна сила давления жидкости на криволинейную стенку?

Вопрос 37
Основные свойства гидростатического давления и их применение при построении эпюры давления.

Вопрос 42
Истечение жидкости через малое круглое отверстие в тонкой стенке при переменном напоре. Чем оно принципиально отличается от истечения при постоянном напоре?

Вопрос 47
Что собой представляет сифонный трубопровод? Основы расчета.

Вопрос 52
Как рассчитывают производительность поршневого насоса простого действия? Какова производительность насоса двойного действия?

Вопрос 57
Определить производительность шестеренного насоса. Как влияет число зубьев шестерен на производительность и условия работы насоса?

Задача 1
К закрытому резервуару с жидкостью, имеющей плотность ρ=1000кг/м3; присоединены два ртутных пьезометра (ρрт=13600 кг/м3). Определить глубину погружения нижнего пьезометра h4 и верхнего пьезометра h1, если известны показания ртутных пьезометров h2=0,2м и h3=0,4м. На свободную поверхность действует избыточная сила давления Ризб=20776 Па.

Задача 2
В цилиндрический сосуд диаметром D=0,7м и высотой H=0,8м налита вода. Глубина воды hн=0,6м.
Определить:
1) Будет ли вытекать жидкость, если сосуд вращается вокруг вертикальной оси с угловой скоростью ω = 9 с-1;
2) На каком расстоянии от дна будет находиться наинизшая точка свободной поверхности;
3) С какой угловой скоростью надо вращать сосуд, чтобы расстояние от жидкости до верхней кромки сосуда у стенки было равно 10 см.

Задача 3
Вода в количестве Q=0,024м3/c перекачивается по чугунной трубе диаметром d=100мм, длиной l=1400м с толщиной стенки δ=8,5мм. Свободный конец трубы снабжен затвором. Определить время закрытия затвора при условии, что повышение давления в трубе вследствие гидравлического удара не будет превышать Δр = 1 МПа. Как повысится давление при мгновенном закрытии затвора?

Задача 4
По стальному трубопроводу, имеющему внутренний диаметр 75 мм, требуется перекачать жидкость с расходом Q=20м3/ч плотностью 1200 кг/м3, вязкостью 1,7ּ10-3 Паּс. Конечная точка трубопровода выше начальной на Н=20м. Длина трубопровода l=100м. На нем установлены два прямоточных вентиля и 5 прямоугольных поворотов с радиусом закругления 300 мм. Трубы имеют незначительную коррозию (коэффициент шероховатости n = 0,013). Найти потребляемую мощность, если общий КПД насосной установки 0,6.

Задача 5
Определить допустимую высоту всасывания центробежного насоса при n=2000 об/мин, создающего напора Н=80м и перекачивающего воду с температурой t=30˚C в количестве Q=500л/мин. Диаметр всасывающей стальной трубы d=80мм, а ее длина l=11м.

Задача 6
Из резервуара перекачивают охлажденную воду в конденсатор, расположенный на высоте h=10м над резервуаром. Воду подают по трубопроводу внутренним диаметром трубопровода d=78мм и длиной l=190м. Эквивалентная длина местных сопротивлений соответствует 100 диаметрам трубы. Коэффициент гидравлического трения по длине λ = 0,025. Определить КПД насоса и расход воды, если известно, что мощность, потребляемая насосом, составляет N=1,7кВт. Характеристика насоса представлена следующими значениями:
Напор Н, м 25,0 23,0 20,3 16,4 11,8
Подача Q, м3/с 10 14 18 20 21

Вариант 09

Вопрос 34
В чем смысл и практическое применение закона Архимеда?

Вопрос 39
Основные физико-механические свойства жидкости. В чем отличие свойств идеальной и реальной жидкостей?

Вопрос 44
Расчет короткого трубопровода. Формула для определения расхода, потерь напора.

Вопрос 49
Чем определяется сила давления струи на неподвижную преграду?

Вопрос 54
Что такое высота всасывания поршневого насоса и что влияет на ее величину?

Вопрос 59
Какие скорости характеризуют движение жидкости в рабочем колесе центробежного насоса?

Задача 1
К закрытому резервуару с жидкостью, имеющей плотность ρ=800кг/м3; присоединены два ртутных пьезометра (ρрт=13600 кг/м3). Определить глубину погружения нижнего пьезометра h4 и верхнего пьезометра h1, если известны показания ртутных пьезометров h2=0,3м и h3=0,46м. На свободную поверхность действует избыточная сила давления Ризб=36064 Па.

Задача 2
В цилиндрический сосуд диаметром D=0,5м и высотой H=0,7м налита вода. Глубина воды hн=0,5м.
Определить:
1) Будет ли вытекать жидкость, если сосуд вращается вокруг вертикальной оси с угловой скоростью ω = 9 с-1;
2) На каком расстоянии от дна будет находиться наинизшая точка свободной поверхности;
3) С какой угловой скоростью надо вращать сосуд, чтобы расстояние от жидкости до верхней кромки сосуда у стенки было равно 10 см.

Задача 3
Вода в количестве Q=0,094м3/c перекачивается по чугунной трубе диаметром d=200мм, длиной l=2000м с толщиной стенки δ=10,5мм. Свободный конец трубы снабжен затвором. Определить время закрытия затвора при условии, что повышение давления в трубе вследствие гидравлического удара не будет превышать Δр = 1 МПа. Как повысится давление при мгновенном закрытии затвора?

Задача 4
По стальному трубопроводу, имеющему внутренний диаметр 75 мм, требуется перекачать жидкость с расходом Q=22м3/ч плотностью 1200 кг/м3, вязкостью 1,7ּ10-3 Паּс. Конечная точка трубопровода выше начальной на Н=18м. Длина трубопровода l=95м. На нем установлены два прямоточных вентиля и 5 прямоугольных поворотов с радиусом закругления 300 мм. Трубы имеют незначительную коррозию (коэффициент шероховатости n = 0,013). Найти потребляемую мощность, если общий КПД насосной установки 0,6.

Задача 5
Определить допустимую высоту всасывания центробежного насоса при n=1700 об/мин, создающего напора Н=50м и перекачивающего воду с температурой t=50˚C в количестве Q=300л/мин. Диаметр всасывающей стальной трубы d=60мм, а ее длина l=9м.

Задача 6
Из резервуара перекачивают охлажденную воду в конденсатор, расположенный на высоте h=8м над резервуаром. Воду подают по трубопроводу внутренним диаметром трубопровода d=74мм и длиной l=170м. Эквивалентная длина местных сопротивлений соответствует 100 диаметрам трубы. Коэффициент гидравлического трения по длине λ = 0,025. Определить КПД насоса и расход воды, если известно, что мощность, потребляемая насосом, составляет N=1,5кВт. Характеристика насоса представлена следующими значениями:
Напор Н, м 25,0 23,0 20,3 16,4 11,8
Подача Q, м3/с 10 14 18 20 21

Вариант 10

Вопрос 35
Уравнение свободной поверхности при относительном покое жидкости в равномерно вращающемся сосуде.

Вопрос 40
Гидростатический парадокс, в чем он заключается?

Вопрос 45
Расчет длинного трубопровода..

Вопрос 50
Гидравлический удар в трубах, физическая сущность этого явления. Что такое ударная волна и какова ее скорость? Как бороться с гидравлическим ударом?

Вопрос 55
В чем состоит назначение воздушного колпака и как меняется график подачи в насосе с воздушным колпаком?

Вопрос 60
В чем состоит явление кавитации при работе колеса; причины возникновения кавитации и способы ее устранения?

Задача 1
К закрытому резервуару с жидкостью, имеющей плотность ρ=800кг/м3; присоединены два ртутных пьезометра (ρрт=13600 кг/м3). Определить глубину погружения нижнего пьезометра h4 и верхнего пьезометра h1, если известны показания ртутных пьезометров h2=0,3м и h3=0,46м. На свободную поверхность действует избыточная сила давления Ризб=36064 Па.

Задача 2
В цилиндрический сосуд диаметром D=0,5м и высотой H=0,8м налита вода. Глубина воды hн=0,5м.
Определить:
1) Будет ли вытекать жидкость, если сосуд вращается вокруг вертикальной оси с угловой скоростью ω = 9 с-1;
2) На каком расстоянии от дна будет находиться наинизшая точка свободной поверхности;
3) С какой угловой скоростью надо вращать сосуд, чтобы расстояние от жидкости до верхней кромки сосуда у стенки было равно 10 см.

Задача 3
Вода в количестве Q=0,148м3/c перекачивается по чугунной трубе диаметром d=250мм, длиной l=1500м с толщиной стенки δ=11,5мм. Свободный конец трубы снабжен затвором. Определить время закрытия затвора при условии, что повышение давления в трубе вследствие гидравлического удара не будет превышать Δр = 1 МПа. Как повысится давление при мгновенном закрытии затвора?

Задача 4
По стальному трубопроводу, имеющему внутренний диаметр 75 мм, требуется перекачать жидкость с расходом Q=16м3/ч плотностью 1200 кг/м3, вязкостью 1,7ּ10-3 Паּс. Конечная точка трубопровода выше начальной на Н=17м. Длина трубопровода l=90м. На нем установлены два прямоточных вентиля и 5 прямоугольных поворотов с радиусом закругления 300 мм. Трубы имеют незначительную коррозию (коэффициент шероховатости n = 0,013). Найти потребляемую мощность, если общий КПД насосной установки 0,6.

Задача 5
Определить допустимую высоту всасывания центробежного насоса при n=1600 об/мин, создающего напора Н=40м и перекачивающего воду с температурой t=60˚C в количестве Q=200л/мин. Диаметр всасывающей стальной трубы d=50мм, а ее длина l=8м.

Задача 6
Из резервуара перекачивают охлажденную воду в конденсатор, расположенный на высоте h=7м над резервуаром. Воду подают по трубопроводу внутренним диаметром трубопровода d=72мм и длиной l=160м. Эквивалентная длина местных сопротивлений соответствует 100 диаметрам трубы. Коэффициент гидравлического трения по длине λ = 0,025. Определить КПД насоса и расход воды, если известно, что мощность, потребляемая насосом, составляет N=1,4кВт. Характеристика насоса представлена следующими значениями:
Напор Н, м 25,0 23,0 20,3 16,4 11,8
Подача Q, м3/с 10 14 18 20 21

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет
низкотемпературных и пищевых технологий
Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДА И ПОДБОР НАСОСА
Методические указания и задания
к расчетно-графической работе
для студентов всех специальностей
всех форм обучения
Второе издание, исправленное
Санкт-Петербург
2007

Стоимость выполнения курсовой работы уточняйте при заказе.