Тема розрахунок коротких трубопроводів
Питання до контрольної роботи 2
1. У чому відмінність між сталим і несталим рухом рідини?
2. Що називається місцевою швидкістю?
3. Що таке поле швидкостей?
4. Що називається лінією струму?
5. У чому відмінність траєкторії рідкої частинки і лінії струму?
6. Що називається трубкою струму?
7. Що називається елементарної цівкою?
8. Що називається потоком рідини?
9. Що називається поперечним перерізом потоку?
10. Як розраховуються площі поперечного перерізу труби, вентиляційного каналу і міжтрубному простору співвісних труб?
11. Що таке гідравлічний радіус і що він характеризує?
12. Що таке еквівалентний діаметр і навіщо він потрібен?
13. Що об'ємний витрата?
14. Що масова витрата?
15. Як розрахувати середню швидкість в поперечному перерізі?
16. Як записується рівняння нерозривності потоку при сталому русі стисливої рідини або газу?
17. Як записується рівняння нерозривності потоку при сталому русі нестисливої рідини?
18. Яка різниця між середньою і місцевої швидкістю?
19. Як записується рівняння Бернуллі для потоку реальної рідини?
20. У чому полягає геометричний зміст рівняння Бернуллі?
21. У чому полягає енергетичний сенс рівняння Бернуллі?
22. Що таке гідравлічний ухил? Коли він збігається з пьезометрические ухилом?
23. Наведіть визначення місцевих опорів: за якою формулою знаходяться втрати напору на місцеві опори '
24. Як виражаються втрати напору при раптовому розширенні трубопроводу?
25. На чому заснований принцип роботи вимірювальної діафрагми?
26. Які режими руху існують? Як визначити режим руху в трубі?
27. Що таке число Рейнольдса, у чому його фізичний зміст і практичне значення?
28. За якою формулою визначаються втрати напору по довжині при ламінарному плині в трубах?
29. Що таке пульсація швидкості?
30. Що таке абсолютна і відносна шорсткість?
31. Що таке гідравлічно гладка і гідравлічно шорстка труба?
32. Від яких факторів залежить коефіцієнт гідравлічного тертя при турбулентному режимі руху. За якими формулами його можна визначити?
33. Що таке квадратична область опору?
34. Дайте визначення, короткого, довгого, простого і складного трубопроводів?
35. Які основні види розрахунків зустрічаються при розрахунку трубопроводів?
36. Наведіть порядок розрахунку перепаду тисків в короткому трубопроводі при відомих значення витрати і діаметра?
37. Наведіть порядок розрахунку витрати короткого трубопроводу при відомих значення перепаду тисків і діаметра?
38. Наведіть порядок розрахунку діаметра короткого трубопроводу при відомих значення перепаду тисків і витрати?
39. Що таке модуль витрати довгого трубопроводу?
40. Як враховуються місцеві втрати тиску при розрахунку довгих трубопроводів?
41. Як розраховуються втрати напору в довгому трубопроводі?
42. Чому дорівнює втрата тиску на тертя при послідовному з'єднанні труб?
43. Якими гідравлічними особливостями характеризується паралельне з'єднання труб?
44. Як знайти підвищення тиску в трубі при раптовому закриванні засувки?
45. Які особливості розрахунку повітропроводів і газопроводів при малих різницях тиску?
46. Як знаходяться втрати тиску в газопроводах високого тиску?
47. Як визначаються втрати тиску в трубі при безперервної роздачі витрати по шляху?
48. Яким чином визначаються втрати тиску на тертя в трубах некруглого перетину?
49. Як можна врахувати зміну пропускної здатності трубопроводів в процесі їх експлуатації?
50. Чому небезпечно допускати велике забруднення труб?
51. Якими особливостями характеризується витікання через малий отвір у тонкій стінці?
52. Що таке коефіцієнт стиснення струменя?
53. Що таке коефіцієнт швидкості? Який зв'язок існує між коефіцієнтом швидкості і коефіцієнтом опору при витіканні?
54. Що враховує коефіцієнт витрати при витіканні з отвору?
55. Як змінюється витрата і швидкість при виділенні рідини через зовнішній циліндричний насадок в порівнянні із закінченням її з малого круглого отвору того ж перетину в тонкій стінці судини?
56. Який вплив робить натиск на величину коефіцієнта витрати при витіканні через циліндричні насадки?
57. Який вплив робить в'язкість на витікання з отворів і насадок?
58. Як впливає на витрату рідини затоплення отвори?
59. Який зв'язок існує між коефіцієнтами опору, стиснення струменя швидкості і витрати при витіканні з отворів?
60. Яка причина збільшення витрати при витіканні через зовнішній циліндричний насадок (в порівнянні з отвором в тонкій стінці)?
Приклади розв'язання задач
Завдання 1. Знайти втрати напору по довжині при русі води з температурою t = 50 ° С в суцільнозварний сталевій трубі, яка була у використанні, з внутрішнім діаметром d = 0,5 м. Витрата води Q = 0,60 м 3 / с. Довжина труби 1 = 500 м.
Знаходимо по таблиці [1] значення абсолютної еквівалентної шорсткості труби kе = 0,15 мм = 15 10 -5 м; kе / d = 15 10 -5 / 0,5 = 0,0003. Кінематичний коефіцієнт в'язкості для води заданої температури # 957; = 0,00556 см 2 / с.
Знаходимо величину коефіцієнта гідравлічного тертя по узагальненій формулі
Визначаємо втрату повного тиску на 1 піт. м труби:
Завдання 3. Визначити величину втрат повного тиску, викликаних різким поворотом трубопроводу діаметром d = 200 мм на кут а = 90 °. Трубопровід новий сталевий, радіус повороту R = 40 м. Рідина - масло мінеральне # 957; = 14,5 10 -4 м 2 / с. # 961; = 880 кг / м 3. Витрата рідини Q = 0,5 м 3 / с.
Втрати повного тиску в повороті знаходимо за формулою # 916; р = # 958; # 961; # 965; 2/2.
Коефіцієнт опору повороту знаходимо за формулою (5)
де # 958; кв - коефіцієнт опору повороту # 958; кв = 1. Число Рейнольдса
З таблиць [1] коефіцієнт А = 400,
Завдання 4. Визначити витрата мінерального масла (щільністю # 961; = 880 кг / м 3, кінематичною в'язкістю v = 10 × 10 -4 м 2 / с) при закінченні в атмосферу через круглий отвір діаметром d = 2 см з резервуара, в якому тиск (надлишковий) р = 5 10 5 Н / м 2 .
Визначаємо число Рейнольдса, що характеризує закінчення,
З графіка знаходимо величину коефіцієнта витрати # 956; = 0,69. Визначаємо витрату масла
Завдання 5. У дні посудини є отвір із закругленою крайкою d = 3 мм. Висота рівня води в посудині H = 0,05 м. Визначити швидкість і витрата при витіканні холодної (t1 = 6 ° C) і гарячої (t2 = 99 ° С) води з отвору.
Швидкість витікання води з отвору знаходимо за формулою
коефіцієнт швидкості # 966; знаходимо з графіка в функції від числа Рейнольдса, що характеризує витікання з отвору.
З таблиць [1] знаходимо кінематичний коефіцієнт в'язкості води.
# 957; 1 = 1, 47 10-6 м 2 / с; # 957; 2 = 0, 29 1 0- 6 м 2 / с. Відповідно числа Рейнольдса дорівнюватимуть
З графіка Альтшуля # 966; 1 = 0,86, # 966; 2 = 0,94.
Швидкість витікання холодної води v1 = 0,98 # 966; = 0,98 0,86 = 0,85 м / с.
Швидкість витікання гарячої води v2 = 0,98 0,94 = 0,92 м / с.
Таким чином, гаряча вода має швидкість витікання більше ніж холодна, на (0,92 - 0,85) / 0,85 100% = 8%, Це пояснюється більшою рухливістю (меншою в'язкістю) гарячої води.