Пример оформления расчетного задания




Методические указания к выполнению контрольной работы

(расчетных заданий)

Контрольная работа

Контрольная работа содержит 2 расчетных задания, представленные ниже.

Расчетное задание №1. Определение свойств жидкостей и газов и их влияния на режимы работы гидропневмоаппаратуры расчетными методами

Расчетное задание №1 содержит 2 типовые задачи, выбранные случайным образом для каждого обучающегося из списка задач, представленного ниже.

Примеры решения типовых задач представлены в источнике [1, стр. 61-76].

Задачи:

 

1) Плотность безводного глицерина 1150 кг/м, при t = 30 °С. Определить величину плотности и удельного веса во всех системах единиц.

 

2) В резервуар, содержащий V1 = 240 м3 жидкости плотностью r1 = 750 кг/м3, добавили V2 = 300 м3 аналогичной жидкости, но с другим содержанием дисперсной фазы, плотностью r2 = 1000 кг/м3. Определить плотность смеси (r см).

 

3) Определить величины плотности углекислоты при атмосферном и избыточном (10 ат.) давлении при температуре -10 и -120 °С.

 

4) Стальной толстостенный баллон, объем которого 50 л, заполнен водой и плотно закрыт при температуре 30 °С и давлении p1 = 130 Па. Определить давление в баллоне 2) при температуре воды в нем 70 °С, если модуль объемной упругости равен: Eж = 2,1 ×109 Па.

 

5) Трубопровод диаметром d = 100 мм, длиной l = 100 м, подготовленный к гидравлическим испытаниям, заполнен водой при атмосферном давлении.

Какое количество воды необходимо дополнить в трубопровод, чтобы давление в нем поднялось до 70 ат. по манометру? Коэффициент объемного сжатия воды принимаем равным bр = 0,475×10-9 Па-1 или модуль объемной упругости – Еж = 2,1×109 Па. Деформацией трубопровода пренебречь.

 

6) Трубопровод диаметром d = 200 мм, длиной l = 1000 м, подготовленный к гидравлическим испытаниям, заполнен водой при атмосферном давлении.

Какое количество воды необходимо дополнить в трубопровод, чтобы давление в нем поднялось до 60 ат. по манометру? Коэффициент объемного сжатия воды принимаем равным bр = 0,475×10-9 Па-1 или модуль объемной упругости – Еж = 2,1×109 Па. Деформацией трубопровода пренебречь.

 

7) В вертикальном цилиндрическом резервуаре диаметром d = 5 м находится 110 т жидкости, плотность которой 1057 кг/м3 при t = 40 °С и 1001 кг/м3 при t = 95 °С.

Определить коэффициент температурного расширения bt, и колебания уровня мясного бульона в резервуаре при колебании температур от 40 до 95 °С. Расширение резервуара не учитывать.

 

8) В вертикальном цилиндрическом резервуаре диаметром d = 3 м находится 90 т жидкости, плотность которой 1027 кг/м3 при t = 30 °С и 1003 кг/м3 при t = 92 °С.

Определить коэффициент температурного расширения bt, и колебания уровня мясного бульона в резервуаре при колебании температур от 30 до 92 °С. Расширение резервуара не учитывать.

 

9) Сжатый воздух, поступающий в цех с компрессорной станции, имеет абсолютное атмосферное давление 4 ат (4×105, Па) и температуру 50 °С.

Какова температура воздуха, выходящего из компрессора, если абсолютное давление, создаваемое последним, 8 ат, а скорость воздуха в начале и в конце воздухопровода постоянного диаметра одинакова?

 

10) При испытании прочности баллона гидравлическим способом он был заполнен водой при давлении 70 × 105, Па. Через некоторое время в результате утечки воды через неплотности, давление в баллоне уменьшилось вдвое. Диаметр баллона d = 450 мм, высота А = 1500 мм. Пренебрегая деформацией стенки баллона, определить объем воды, вытекшей за время испытания.

 

11) Водяной пар при t0 = 20 °С и р0 = 1,5 ат имеет плотность r0 = 0,739 кг/м3. Определить плотность r при давлении р = 5 ат и температуре t = 250 °С.

 

12) Воздух при атмосферном давлении (р0) и температуре t0 = 20 °С имеет плотность r0 = 1,2 кг/м3. Определить плотность воздуха на высоте 15000 м при разрежении 0,83 ат и температуре t = -60°С.

 

13) Определить плотность жидкости с концентрацией (С) дисперсной фазы 7 и 25%, или 0,07 и 0,25 кг/кг, при t = 30 °С. Плотность жидкости при концентрации, равной нулю, равна r0 = 1000 кг/м3.

 

14) Определить плотность жидкости при t = 30 и 60 °С, если r при 20 °С = 882 кг/м3.

 

15) Определить, во сколько раз уменьшится динамический коэффициент вязкости m воды при увеличении ее температуры с 10 до 95 °С, выразив величину m во всех системах единиц.

 

16) Определить, во сколько раз уменьшится динамический коэффициент вязкости (m) воды, касторового, смазочного и цилиндрового масла при увеличении температуры с 30 до 60 °С, определить значения кинематического коэффициента вязкости при этих же условиях.

 

17) Определить коэффициент кинематической вязкости воздуха при t = 60 °С во всех системах единиц, если коэффициент абсолютной вязкости при t = 0°С равен 1,72×10-4 Пз, а плотность воздуха r = 1,123 кг/м3.

 

18) Определить вязкость смеси газов, состоящей из 70% воздуха, 10% кислорода, 20% азота, 15% водяного пара, 7% окиси углерода, при температуре 15 °С и атмосферном давлении.

 

19) Определить вязкость суспензии, дисперсионной фазой в которой является вода, а дисперсной фазой - бентонитовая глина с содержанием 7 и 15%, при t = 25 °С, mв = 0,002 Па × с и при t = 70 °С – mв = 0,00046 Па × c.

 

20) Определить коэффициент пропорциональности между вязкостями различных эмульсий с концентрацией С жидкой дисперсной фазы, равной 15% (0,15 кг/кг), и вязкостью дисперсионной среды (m0) при определенной температуре.

 

Расчетное задание №2. Определение качественных и количественных характеристик гидростатических систем расчетными методами

Расчетное задание №2 содержит 2 типовые задачи, выбранные случайным образом для каждого обучающегося из списка задач, представленного ниже.

Примеры решения типовых задач представлены в источнике [1, стр. 131-192].

Задачи:

 

1) В одном колене U-образной трубки ртуть, в другом – вода. Разность уровней свободных поверхностей 0,23 м. Найти высоту водяного столба Н.

 

2) В U-образной трубке уровни воды (h1) и масла (h2), соответственно, равны 200 и 210 мм. Найти плотность масла.

 

3) Вода в конденсаторе поднялась на высоту H; при этом разность уровней ртути (h) в коленах манометра составила 600 мм. Определить высоту H и давление в конденсаторе.

 

4) Граница раздела жидкости в флорентийском сосуде не должна опускаться ниже, чем на а = 0,7 м от дна; на какую высоту х надо поднять хобот, если разделяется смесь воды и масла при t = 60 °С (r = 850 кг/м3). Полная высота жидкостей в сосуде h = 2 м.

 

5) Определить давление (р) и силу (Р), действующие на дно цилиндрического закрытого резервуара с жидкостью плотностью 890 кг/м3, если высота жидкости 3 м, а давление на поверхности жидкости р0 = 3кГ/см2 по манометру. Диаметр резервуара 5 м.

 

6) Манометр, присоединенный к герметичному сосуду на глубине 5 м под уровнем жидкости с относительной плотностью 0,99, показывает давление р = 2,85 кГ/см2. Определить давление р0 на поверхности жидкости.

7) В сосуде с геометрическими размерами в мм, указанными на рисунке, находится жидкость плотностью r = 1030 кг/м. Определить гидростатическое давление, действующее на дно открытого сосуда (рис. а) и полное давление в закрытом сосуде под воздействием поршня с нагрузкой G = 30 кГ (рис. б) в технической и международной системах единиц.

 

8) В горизонтальном дне сосуда сделано отверстие, закрываемое задвижкой, площадь которой равна 8,0 см2, высота воды в сосуде 2 м. Какую силу надо приложить к задвижке, чтобы открыть отверстие, если коэффициент трения f0 = 0,4?

 

 

9) Какой груз Р надо для уравновешивания столба воды высотой х = 10 м, если площадь f поршня в правом колене равна 0,5 м2.

 

 

10) Три нагруженных поршня, площади которых f1, f2 и f3, лежат, как указано на чертеже, на поверхности жидкости. Определить силу P3, если P1 = 200 кГ = 1960 Н; Р2 = 400 кГ = 3920 Н; f1 = 2 м2; f2 = 2 м2; f2 =2; х = 2 м; z = 3 м. Жидкость - вода.

 

11) Какой гидростатический напор, выраженный в м водяного столба холодной воды, должен преодолеть насос А (в момент пуска), подающий холодную воду в холодильник В, если высота воды в холодильнике h 1 = 3 м, а высота подъема воды h2 = 5 м? Объемный вес холодной воды gB = 1000 кГ/м3; нагретой gH = 995 кГ/м3. Холодная вода, поступающая в холодильник, нагревается и стекает по трубе С.

 

 

12) В питательном баке котельной (см. рис.) находится вода с температурой 102 °С, при этом g = 948 кГ/м3. На поверхности воды при помощи паровой подушки во избежание вскипания поддерживается давление р0 = 1,5 ат. Найти форму поверхностей уровня и определить абсолютное давление в точке А, расположенной на глубине h = 0,5 м под поверхностью воды.

 

13) Определить, на какой высоте от уровня моря необходимо строить предприятия, чтобы давление воздуха составляло в среднем 590 мм рт. ст. (разреженная среда). Температуру воздуха считать постоянной и равной 19 °С. Давление воздуха на уровне моря принять 760 мм рт. ст.

14) В сосуде с геометрическими размерами в мм, указанными на рисунке, находится вода плотностью r = 1000 кг/м. Определить гидростатическое давление, действующее на дно открытого сосуда (рис. а) и полное давление в закрытом сосуде под воздействием поршня с нагрузкой G = 200 кГ (рис. б) в технической и международной системах единиц.

 

15) Три нагруженных поршня, площади которых f1, f2 и f3, лежат, как указано на чертеже, на поверхности жидкости. Определить силу P3, если P1 = 50 кГ; Р2 = 200 кГ; f1 = 0,5 м2; f2 = = 1,5 м2; f2 =2; х = 1 м; z = 2 м. Жидкость - вода.

 

 

16) Какой гидростатический напор, выраженный в м водяного столба холодной воды, должен преодолеть насос А (в момент пуска), подающий холодную воду в холодильник В, если высота воды в холодильнике h 1 = 10 м, а высота подъема воды h2 = 11 м? Объемный вес холодной воды gB = 1000 кГ/м3; нагретой gH = 995 кГ/м3. Холодная вода, поступающая в холодильник, нагревается и стекает по трубе С.

 

17) Какой груз Р надо для уравновешивания столба воды высотой х = 10 м, если площадь f поршня в правом колене равна 2 м2.

 

 

18) Вода в конденсаторе поднялась на высоту H; при этом разность уровней ртути (h) в коленах манометра составила 580 мм. Определить высоту H и давление в конденсаторе.

 

19) В одном колене U-образной трубки этиловый спирт, в другом – вода. Разность уровней свободных поверхностей 1 м. Найти высоту столба спирта Н.

 

20) В U-образной трубке уровни воды (h1) и масла (h2), соответственно, равны 100 и 110 мм. Найти плотность масла.

 

Расчетное задание №3. Определение качественных и количественных характеристик гидродинамических систем расчетными методами

Расчетное задание №3 содержит 2 типовые задачи, выбранные случайным образом для каждого обучающегося из списка задач, представленного ниже.

Примеры решения типовых задач представлены в источнике [1, стр. 218-318].

Задачи:

 

1) По трубе диаметром d0 = 200 мм в коллектор поступает частично пар из котельной (см. рис.), имеющий давление 7 ат, в количестве G = 3 т/час. Определить среднюю скорость пара в основном паропроводе w и выбрать диаметры труб d1 и d2 ответвлений, по которым пар должен уходить к потребителям при средней скорости w0 = 15 м/с, если один из потребителей расходует G 1 = 1,5 т/час, а другой G 2 = 2,5 т/час.

Удельный объем пара при выходе из котельной составляет vу =0,3816/кг.

 

 

2) При закрытом вентиле А ртутный манометр (см. рис.) показывает h 1 = 650 мм рт. ст.

Определить количество воды (расход), протекающее по трубопроводу диаметром d= 200 мм после открытия вентиля, если показания манометра упали до h 2= 400 мм рт. ст.

3) Канал прямоугольного сечения шириной 30 м сужен в одном месте до 26 м массивными устоями моста.

Зная глубину h 1= 3,5 м и скорость w 1 = 0,9 м/с воды до сужения, определить глубину h 2 и скорость w2 воды под мостом, пренебрегая уклоном дна и сопротивлениями (см. рис).

 

4)Определить расход воды Vс и распределение пьезометрических давлений в сечениях 0, 1, 2 и 3 (см. рис.), если уровень воды в сосуде принять за постоянную величину.

z 0= 4 м; z1 = 1 м; z2 = 0,2 м; F0= 200 дм2; f1 = 2,5 дм2; f 2 = 5 дм2; f 3 = 3 дм2.

 

5) Определить расход воды и построить пьезометрическую линию вдоль трубы, соединяющей два резервуара (см. рис.), если H1 = 5,5 м, Н2 = 3,0 м, d1 = 50 мм, d2 = 100 мм, d 3 = 75 мм.

Потери напора считать равными при входе из резервуара в трубу 0,2 м вод. ст.; в первом сужении - 0,2 м вод. ст.; во втором сужении - 0,6 м вод. ст. Потерями напора на трение по длине трубы пренебречь.

 

6) Брандспойт представляет собой конический суживающийся патрубок, находящийся на конце пожарного рукава.

Определить избыточное давление воды при входе в брандспойт и диаметр выходного сечения d2, необходимые для получения струи мощностью 20 л/с, бьющей вертикально на высоту 20 м, при диаметре входного сечения брандспойта d1 = 50 мм, длине брандспойта l = 800 мм и сопротивлении его 0,6 м вод. ст. Сопротивлением воздуха пренебречь.

 

7) Определить расход воды в трубе длиной l = 50 м при диаметре трубы d = 30 см и напоре H = 5 м (см. рис.).

 

 

8) Определить расход воды Vc в трубе, соединяющей два бака A и В, для чистых и грязных труб, если напор H = 3 м, длина трубы l = 40 м и диаметр d = 0,25 м (см. рис.), если для чистых труб l1 = 0,023, для грязных l2 = 0,044, zвх = 0,5.

 

 

9) Определить вакуум во всасывающей трубе насоса (в месте установки вакуумметра V) при длине трубы l = 30 м, диаметре d = 30см, количестве подаваемой насосом воды Vс = 0,08 м3/с и высоте центра над поверхностью воды hнас = 5,5 м (см. рис.).

 

10) Определить скорость движения воды в трубе w и расход воды Vc, если длина трубы l = 300 м, диаметр d = 0,15 м, разность уровней Н = 7 м (см. рис.).

 

11) Определить потери по длине водопровода длиною l = 200 м, диаметром d = 70 мм, со скоростью w1 = 15 м/с и w2 = 1,5 м/с воды (с температурой 10 °С).

 

12) По трубе диаметром d = 75 мм с абсолютной шероховатостью стенки D = 0,2 мм протекает жидкость плотностью r = 982 кг/м3 и вязкостью m = 3,83 × 10-3 Па×с с расходом Vc = 300 м3/ч. Определить значение коэффициента гидравлического сопротивления и сравнить с данными графика Никурадзе.

13) По трубе диаметром d = 0,2 м, с абсолютной шероховатостью D = 0,4 мм движется жидкость при температуре 50 °С с концентрацией сухих веществ 8%, вязкостью m = 2,81 × 10-3 Па×с и плотностью r = 982 кг/м3.

Определить, как изменится l при увеличении скорости движения бульона от w1 = 0,6 до w2 = 1, а затем до w3 = 4 м/с.

 

14) Определить потери давления в трубопроводе d = 75 мм и длиной 200 м, по которому движется жидкость с вязкостью v =2 × 10-6 м2/с и со скоростью w = 0,2 м/с.

 

15) По длине трубы, имеется местное сопротивление в виде внезапного расширения от d1 = 30 мм до диаметра d2 = 90 мм (см. рис.), протекает 40 м3/ч воды.

Определить потерю напора.

 

 

16) Определить траекторию струи, вытекающей из малого отверстия в тонкой стенке (см. рисунок к задаче) под напором H = 2,4 м.

Найти расстояние х, на котором струя коснется пола, если отверстие находится на высоте у = 3,2 м (j = 0,97).

 

17) При исследовании истечения из круглого отверстия в тонкой стенке диаметром d0 = 30 мм под напором H = 3 м замерен диаметр струи dc = 30 мм и время наполнения десятилитрового мерного цилиндра (V = 10 л) t = 22,8 с.

Определить численные значения коэффициентов скорости j, сжатия e, расхода Q и сопротивления z.

 

18) Определить при помощи уравнения Бернулли скорость истечения воды из отверстия в тонкой боковой стенке, закрытого сосуда, с избыточным давлением p изб = 0,44 ат на поверхности, если уровень воды находится на высоте H = 3,7 м над центром отверстия (z = 0,06).

 

19) Определить разрежение, устанавливающееся во внешней цилиндрической насадке (см. рис. к задаче), если постоянный напор, действующий над осью насадки, Н = 5,6 м.

Определить, на какую высоту h поднимается ртуть в трубке, присоединенной к горловине насадки.

 

 

20) Из бачка I с постоянным уровнем жидкость подается через цилиндрическую насадку диаметром d1 в емкость, разделенную перегородкой на два отсека II и III (см. рис.).

Рисунок к задаче 19
В перегородке сделано прямоугольное отверстие площадью f1 = ab. Зная полный напор над центром тяжести наружного отверстия H, определить при установившемся движении расход Vc и высоты уровней жидкостей в отсеках II и III, т. е. h1, h2 и h3; d1 = 0,4 м; а = 0,5 м; b = 0,3 м; d3 = 0,5 м; H = 5 м.

 

Расчетное задание №4. Определение рабочих параметров насосов расчетными методами

Расчетное задание №4 содержит 2 типовые задачи, выбранные случайным образом для каждого обучающегося из списка задач, представленного ниже.

Примеры решения типовых задач представлены в источнике [1, стр. 402-450].

Задачи:

 

1) Поршневой насос перекачивает жидкость из приемной емкости в цех на пятый этаж на высоту h = 15 м (см. рис.) с подачей V час = 15 м3/ч. Давление в нагнетающем трубопроводе диаметром dн = 85 мм по манометру составляет рман = 3,0 ат, а вакуум на всасывающем трубопроводе диаметром dвс = 90 мм по вакуумметру составляет рвак = 250 мм рт. ст. Расстояние по вертикали между точками присоединения манометра и вакуумметра у = 0,7 м. Определить манометрический напор, развиваемый насосом, и хватит ли его для подъема молока на соответствующую высоту h.

 

 

2) Поршневой дифференциальный насос имеет поршень, диаметр толстой левой части которого D= 350 мм, диаметр тонкой правой части d = 50 мм и ход поршня ln = 200 мм. Частота вращения вала насоса п = 80 об/мин. Объемный коэффициент полезного действия h v = 0,86.

Определить подачу насоса и теоретический объем воды, подаваемый каждой стороной ступенчатого поршня дифференциального насоса за один ход.

 

3) Определить максимальное значение инерционного напора у поршневого насоса, диаметр цилиндра которого D п= 100 мм, ход поршня l п = 100 мм и длина шатуна l ш = 300 мм, работающего при п = 60 об/мин, если диаметр всасывающей трубы d= 75 мм, а полная длина ее l = 15 м.

 

4) Поршневой насос двойного действия имеет цилиндр диаметром D = 750 мм, шток диаметром d= 15мм, ход поршня l п = 9, мм и длину шатуна l ш = 300 мм. Частота вращения вала насоса п = 80 об/мин. Насос перекачивает воду температурой 50°, соответствующая рt = 12360 Па при барометрическом давлении 710 мм рт. ст. Всасывающая труба насоса диаметром dBT = 65 мм, длиной l в = 10 м имеет три колена (z = 0,5), задвижку (z = 1,0) и приемный клапан (z = 2,5); коэффициент трения l = 0,04. Сопротивление всасывающего клапана насоса hk = 0,5 м вод. ст.

Определить, как изменится предельно допускаемая высота всасывания насоса после установки воздушного колпака, разделяющего всасывающую линию на две части: l 1 = 7,0 м и l 2 = 1,0 м.

 

5) Определить, как изменится предельно допускаемая частота вращения поршневого насоса простого действия, диаметр цилиндра которого D = 100 мм, ход поршня l п = 150 мм и длина шатуна l ш = 500 мм, при установке на всасывающей линии воздушного колпака.

Высота всасывания HB = 4,5 м, температура перекачиваемой воды t = 30 °С (pt/pg = 0,43). Барометрическое давление р ат= 760 мм рт. ст.

Всасывающая труба диаметром dв = 250 мм, длиной l в = 15 м делится воздушным колпаком на две части: l 1= 10 м и l 2= 5 м. Общий коэффициент сопротивления всасывающей линии Sz0 = 12,0. Сопротивление всасывающего колпака насоса h вк = 0,8 м вод. ст.

 

6) При испытании поршневого насоса были определены мощность на валу NB = 90 кВт, индикаторная мощность Ni = 60 кВт, полный напор насоса Н = 100 м вод. ст., объемный коэффициент полезного действия h v = 0,75 и подсчитана теоретическая подача (производительность) VC т= 0,049 м3/с.

Определить действительную подачу насоса Vc, полезную мощность N и коэффициенты полезного действия - гидравлический h г, индикаторный h i, механический h ми общий h 0.

 

7) Определить коэффициент полезного действия и необходимую мощность электродвигателя (с запасом 10%) для привода через ременную передачу (h п= 0,97) поршневого насоса двойного действия, диаметр цилиндра которого D = 150 мм, диаметр штока d = 30 мм, ход поршня l п = 150 мм. Частота вращения вала насоса п = 60 об/мин, механический коэффициент полезного действия h м = 0,95, объемный коэффициент полезного действия h v = 0,9. Среднее индикаторное давление р i= 6,65 ат.

Показание манометра на напорной линии р ман = 7,07 ат, показания вакуумметра на всасывающем патрубке насоса р вак = 390 мм рт. ст. Расстояние по вертикали между манометром и точкой присоединения вакуумметра у = 1,1 м.

 

8) Определить подачу, напор, геометрическую и вакуумметрическую высоту всасывания, мощность полезную и на валу мембранного насоса с четырьмя рабочими органами (i = 4), с восемью двойными ходами в минуту (n = 8 мин-1) и объемом рабочей камеры 0,0003 м3. Коэффициент заполнения K 1 = 0,8; выталкивания - К2 = 0,93.

На линии нагнетания манометр показывает р м= 1,5 ат, а на линии всасывания вакуумметр показывает р вак = 450 мм рт. ст. Расстояние между приборами по вертикали у = 0,7 м. Диаметры трубопроводов на линии всасывания и нагнетания равны. Температура перекачиваемой воды t = 20 °С. Потери напора во всасывающей трубе H Wв = 1,5 м. КПД насоса: объемный h v = 0,94, гидравлический h г = 0,75 и механический h м = 0,6.

 

9) Определить усилие, действующее на жесткий центр мембраны у диафрагменного насоса, если диаметр заделки мембраны D = 300 мм, а диаметр жесткого центра d = 40 мм, при перепаде давления = 3 ат.

 

10) Определить подачу шестеренчатого насоса с числом зубьев z =18, шириной зубьев b = 80 мм и диаметром начальной окружности D н = 100 мм при h v = 0,8. Частота вращения равна 800 об/мин.

 

11) Определить величину теоретического напора, развиваемого центробежным насосом (см. рис.), при следующих данных: с 1 = 4,0 м/с; D 1 = 90 мм; a 1 = 75°; n = 800 об/мин; с2 = 15,0 м/с; D2 = 200 мм; a 2 = 15°.

 

 

12) Центробежный насос с подачей V час = 60,0 м3/ч перекачивает горячую воду температурой 90 °С. Манометр на нагнетательном патрубке насоса показывает р м = 9,0 ат, вакуумметра на всасывающем патрубке р в = 150 мм рт. ст. Вертикальное расстояние между манометром и точкой присоединения вакуумметра у = 1,0 м. Электродвигатель, находящийся на одном валу с насосом, потребляет из электросети мощность N эд= 25 кВт.

Определить индикаторный коэффициент полезного действия насоса, если коэффициент полезного действия электродвигателя h эд = 0,95, а механический коэффициент полезного действия насоса h м= 0,97.

 

13) Центробежный насос, работающий при п = 3000 об/мин, снабжает производственный цех завода водой в количестве Vc = 200 м3/ч, развивая при этом полный напор Н= 10 м вод. ст.

Определить теоретическую высоту всасывания воды при t = 5 °С и 40 °С с учетом и без учета запаса, обеспечивающего отсутствие кавитации, если диаметр всасывающей трубы d в = 120 мм, а ее полный коэффициент сопротивления Sz0 = 10,0.

 

14) Определить геометрическую высоту всасывания насоса и диаметр всасывающего трубопровода при следующих данных: подача насоса Vc = 10 л/с, вакуум на всасывающей линии длиной 5 м составляет 500 мм рт. ст., на ней предусмотрена установка предохранительного клапана с сеткой и одного колена.

15) Построить характеристику сети, представляющей собой трубу диаметром d = 200 мм, длиной l = 300 м, если эквивалентная длина всех местных сопротивлений l экв = 95 м, а коэффициент трения l = 0,04.

Какую мощность на валу потребует насос, характеристика которого приведена на рисунке, при работе на данную сеть, если полезный напор, преодолеваемый насосом, составляет h = 30 м вод. ст.?

 

16) Характеристика сети выражается уравнением Н0 = 21 + 10530 VС 2. Характеристика насоса при п = 950 об/мин приведена на рисунке.

При какой частоте вращения насос будет подавать в данную сеть VС = 80 л/с воды?

 

17) У центробежного насоса с подачей V С1 = 15 л/с, напором Н1 = 2,5 м и мощностью N 1 = 0,7 кВт необходимо увеличить подачу (V C2) в 3 раза за счет изменения частоты вращения (п 2). Как при этом изменится напор и мощность?

 

18) Центробежный насос, у которого внешний и внутренний диаметры рабочего колеса равны, соответственно, D 2 = 0,6 и D 1 = 0,3 м, ширина b2 = 0,03 м; угол выхода b 2 = 40°, число лопастей z = 8; h г = 0,82, h м = 0,95, частота вращения п = 1450 об/мин, подает жидкость на высоту h н = 55 м при всасывании с глубины h вс= 10 м по трубопроводам d н= d вс= 0,5 м. Приведенная длина всасывающего трубопровода (с учетом всех сопротивлений) l в = 32 м и нагнетательного – l н = 80 м с пропускной способностью К = 0,15 × 10-3 м3/с.

Определить подачу насоса VС, расход мощности на привод насоса N 1, развиваемый насосом напор H и вакуумметрическую высоту всасывания насоса H вак.

 

19) Определить величину вакуума, образующегося в эжекторе, имеющем диаметр суженного отверстия d = 10 мм, и трубопровода с D = 75 мм, подающего рабочую жидкость в количестве 3 м3/ч под напором 30 м вод. ст.

 

20) Определить производительность пневматического насоса типа Монтежю, если объем резервуара V= 7 м3, напор подаваемой жидкости в насос Н = 3,0 м, высота нагнетания жидкости Н 1= 20 м, избыточное давление воздуха р и= 3 × 105 Па, длина и диаметр подводящего трубопровода l 1 = 10 м, d 1= 75 мм и нагнетающего l 2 = 15 м, d 2 = 100 мм.

 

Пример оформления расчетного задания

 

Задача 1.1.

По трубе диаметром d = 75 мм с абсолютной шероховатостью стенки D = 0,1 мм протекает молоко плотностью r = 1033,4 кг/м3 и вязкостью m = 5,12 × 10-3 Па×с с расходом VС = 100 м3/ч. Определить значение коэффициента гидравлического сопротивления и сравнить с данными графика Никурадзе.

 

Решение.

1) Определяем скорость молока в трубе:

м/с

и число Re:

т.е. режим турбулентный.

2) По выражению (4.18а) [1, стр. 251] Определяем ориентировочную толщину ламинарной пленки

т.е. d > D, труба гидравлически гладкая.

3) Определяем l по зависимостям (4.27) и (4.28) [1, стр. 255] и сравниваем полученные величины:

4) Уточняем толщину ламинарной пленки d по зависимости (4.18) [1, стр. 251]

т.е. d > D.

5) Сравнивая полученные данные l = 0,018 при Re = 95367 с графиком Никурадзе [1, стр. 254, рисунок 4.7], мы видим, что полученная точка лежит в III зоне (гидравлически гладкие трубы) в левой стороне.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: