б-т №4, зад 1,2,3,4. Закона сохранения энергии потока жидкости и является основным расчётным
 Скачать 49.65 Kb.
|
|
Б И Л Е Т № 4 Уравнение баланса механической энергии: Уравнение Д. Бернулли представляет собой математическое выражение закона сохранения энергии потока жидкости и является основным расчётным уравнением современной гидравлики и гидромеханики, на базе которого решаются многие практические задачи. Оно было получено в 1738 году швейцарским математиком и механиком Даниилом Бернулли. Записанное для стационарного течения несжимаемой жидкости это уравнение имеет вид:  (применительно к насосу) и имеет вид:  применительно к турбине. При расчете гидроприводов, газопроводов и нефтепроводов уравнение используют обычно в виде баланса энергий, отнесенных не к весу, а к объему протекающей жидкости V = m / ρ:   Для несжимаемой жидкости при выводе уравнения Бернулли мы должны бы учесть только Eк = mV2/2, потенциальную энергию давления Eпp = mp/  и потенциальную энергию веса Eпg = mgz. Внутренняя энергия газа для несжимаемой и невязкой жидкости (в условиях отсутствия отвода и подвода тепла) не может изменяться: из-за неспособности к сжатию и расширению несжимаемая жидкость не может изменить содержащееся в ней тепло. Если есть вязкое трение, то происходит выделение тепла и изменение температуры и у несжимаемой жидкости, но это мало влияет на плотность, и им можно пренебречь. Тогда .Все слагаемые уравнения имеют размерность давления.р1, р2 – статические давления в центрах тяжести сечений 1-1 и 2-2;  , - динамические давления в центрах тяжести сечений 1-1 и 2-2.Статическое давление - это напряжение сжатия, которое появляется в результате действия на жидкость сжимающих сил. Статическое давление можно трактовать также как потенциальную энергию единицы объёма жидкости. Динамическое давление - давление жидкости на преграду при её остановке и превращении кинетической энергии в энергию давления. Задача 2. Автомобильный бензин (ρ20 = 730 кг/м3) в цистерне бензовоза нагрелся на 25 0С, заполнив ее до нижнего среза горловины, в связи, с чем объем топлива стал равен номинальному объему цистерны 10 м3. Определить, какой объем бензина будет зафиксирован в подземной емкости автозаправочной станции (АЗС) после слива цистерны, когда температура бензина уменьшится до температуры 15 0С окружающего грунта.
Вычислим:   Плотность можно найти по формуле:  где ρ – плотность, кг/м3; m – масса, кг; V – объем,м3. Следовательно, массу можно найти по формуле:  .Так как при изменении температуры масса остается неизменной, можно утверждать, что ρ1V1=ρ2V2. Следовательно:  ,Подставим значения и вычислим:  .Ответ: V2=9,83 м3, на 170 л уменьшился. Задача 3. Дизельное топливо Л-02-62 (ρ = 840 кг/м3; μ = 14,0сПз.) транспортируют по нефтепродуктопроводу (D = 530 мм; δ = 8 мм; Δ = 0,22 мм) с расходом 700 м3/ч. Определить режим течения и вычислить коэффициент гидравлического сопротивления.
Кинематическая вязкость ν равна:  Для значения расхода Q определяем скорость v течения по формуле:  где Q – расход жидкости, м3/ч. Определим режим течения Re для значения расхода Q по формуле:  Находим коэффициент гидравлического сопротивления λ:  Ответ: Турбулентный режим в области смешанного трения; λ ≅ 0,024. Задача №4. Начальную температуру сырой нефти перекачиваемой по магистральному трубопроводу равна 45 օС. Температура окружающей среды 2 օС. Тепловая изоляция трубопровода равна 1,5 Вт/м2. Найти температуру в конце участка. Диаметр трубопровода 820 мм, толщина стенки 12мм, длина участка 100 км, гидравлический уклон 0,002м/м. Плотность нефти 820 кг/м3, удельная теплоемкость 1900 Дж/кг օС, расход 3600 м3/ч. Решение. Распределение T(x) температуры нефти или нефтепродукта в стационарном режиме перекачки с расходом Q определяется формулой В.Г. Шухова:
Если помимо теплопередачи от нагретой жидкости в окружающую среду рассматривается также выделение тепла в вязкой жидкости за счет сил внутреннего трения ее слоев друг о друга (диссипативный разогрев), формула В.Г. Шухова представляется в виде:
 օС. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(1/0С) – коэффициент объемного расширения;
– 
