Задача 21
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
Задача 5.21
Так как не задан вид жидкости, принимаем к расчету воду плотность  .  Так как диаметр отверстия и цилиндра достаточно близки, имеет место истечение при несовершенном сжатии, когда на истечение имеется влияние от боковых стенок сосуда В этом случае коэффициент сжатия струи рассчитывается по формуле :  Составляем уравнение Бернулли для сечений 1-1 в сжатом сечении струи жидкости, и сечения 2-2 на выходе из сопла ( давление на выходе атмосферное ) Плоскость сравнения по оси трубы  где  ,  так как расчет ведем для избыточного давления  коэффициент Кориолиса – предполагая , что поток воды в трубе турбулентный  - потери напора от гидравлического трения и местных сопротивлений. трением пренебрегаем, так как расстояние между сечениями мало. Местное сопротивление представлено расширением струю на выходе из насадка  уравнение примет вид  После преобразования, получим уравнение критического напора  По критическому напору определяем показание манометра  Ответ:  Задача 6
Так как не задан вид жидкости принимаем к расчету воду температурой 20 0С Плотность  , коэффициент кинематической вязкости  Давление насыщения при принятой температуре  Принимаем значение атмосферного давления  .  Составляем уравнение Бернулли для сечений 1-1 на поверхности воды в емкости и сечения 2-2 на поверхности воды под поршнем Плоскость сравнения по сечению 1-1    - давление под поршнем. Так как сила, приложенная к штоку направлена вверх а давление под поршнем вниз знак давления отрицательный, давление избыточное и равно  , Абсолютное давление под поршнем равно  И так как абсолютное давление меньше нуля быть не может, делаем предположение , что исходные данные не согласованы, и принимаем , что усилие на штоке поршня равно 1.5 кН. ( не рассматриваем вопрос закипания воды, и срыва подъема воды за поршнем на заданную высоту) Тогда избыточное давление воды под поршнем составит   - так как уровень воды в емкости постоянный по условию задачи  ,   - предполагая, что поток воды в поршне турбулентный Подставляя значения и проведя сокращения, получим  (1)где  коэффициент гидравлического трения рассчитываем , в первом приближении рассчитываем по формуле Шифринсона   коэффициент сопротивления от входа потока в трубу ( из емкости) коэффициент сопротивления от входа потока из трубы в поршень (2)Выразим скорость воды в поршне через скорость воды в трубе , получим  и подставим в уравнение (2)  или     Проверяем корректность принятия коэффициента гидравлического трения , для чего рассчитываем число Рейнольдса  Граница зоны переходного трения  или  Так как число Рейнольдса больше верхней границы зоны переходного трения поток турбулентный в области квадратичного трения , расчетная формула  изначально была принята верноРассчитываем скорость поршня  Ответ:  Задача 6.48
Рассчитываем скорость воды в трубе , для чего составляем уравнение Бернулли для сечения 1-1 на поверхности воды в емкости и сечении 2-2 на выходе из трубы Плоскость сравнения по сечению 2-2  - так как уровень воды в емкости постоянный по условию задачи  ,  - предполагая, что поток воды в трубе турбулентный  Проведя сокращения , получим  где  коэффициент гидравлического трения     Для расчет давления в сечении А-А составляем второе уравнение Бернулли для сечения А-А и сечения 2-2 . Сечения показаны на рисунке  где   ,  расчет ведем для избыточного давления  Подставляя значения в во второе уравнение Бернулли, и проведя сокращения получим  Отсюда зная скорость воды , рассчитываем давление в сечении А-А Ответ:  |
