Гидрогаз. Струи. кр12 с графиками Гидрогаз. Контрольная работа 1,2 по дисциплине Гидравлика Гидравлические струи. Силовое воздействие струи на преграду

Название	Контрольная работа 1,2 по дисциплине Гидравлика Гидравлические струи. Силовое воздействие струи на преграду
Анкор	Гидрогаз. Струи
Дата	28.03.2022
Размер	1.33 Mb.
Формат файла
Имя файла	кр12 с графиками Гидрогаз.docx
Тип	Контрольная работа #422212

Контрольная работа №1,2

по дисциплине «Гидравлика»

«Гидравлические струи.

Силовое воздействие струи на преграду»

Вариант 55

Выполнил:
Проверил:
2020

Содержание

		Лист
	Исходные данные.	3
1	Определение параметров свободной затопленной турбулентной струи (круглой и плоской).	4
2	Вычерчивание поперечных профилей распределения скоростей для плоской и круглой струи.	6
3	Расчет силового воздействия круглой струи на твердую преградудля отверстия и двух типов насадков (внешний цилиндрический и коноидальный).	8

Исходные данные

Перепад давления, Δр = 0,20 МПа

Относительная плотность жидкости, δ=1,08

Радиус r0 или полувысота отверстия b0: 10мм

Определение параметров свободной затопленной турбулентной струи (круглой и плоской).

Основные расчетные зависимости для круглых и плоских свободных затопленных турбулентных струй приведены в Таблице 1.
Таблица 1 - Основные расчетные зависимости

Параметр	Круглая струя	Плоская струя
Коэффициент турбулентной структуры, а	0,08	0,1
Половина угла расширения, tgβ	3,4а	2,4а
Расстояние от полюса до начального сечения, х₀
Длина начального участка, х_н
Радиус R или полутолщина В струи
Скорость на оси основного участка, u_max
Расход на основном участке, Q

Скорость в начальном сечении u0 определим по формуле:

Приведенный напор зависит от перепада давлений на свободной поверхности жидкости и в среде, в которую происходит истечение,

С учетом исходных данных найдем:

Формула для определения расхода струи в начальном сечении:

для плоской струи:

для круглой струи:

для плоской струи:

для круглой струи:

Коэффициент турбулентной структуры a:

для плоской принимаем 0,1;

для круглой струи равен 0,08.

Половина угла расширения tgβ:

для плоской tgβ= 2,4*а=2,4*0,1=0,24;

для круглой струи tgβ=3,4*a=3,4*0,08=0,272.
Расстояние от полюса до начального сечения х₀:

для плоской струи х₀₌=

=41 мм;

для круглой струи х₀₌=

=36,25 мм.
Длина начального участка х_н:

для плоской струи х_н =

=103 мм;

для круглой струи х_н =

=83,75 мм.
Расчетные значения радиуса rили полутолщины струи В, скорости на оси основного участка струи u_max, расхода на основном участке Qцелесообразно представить в табличной форме (Таблица 2).
Таблица 2 - Сводная таблица по расчету струй

Сечения	Плоская струя			Круглая струя
Сечения	B, м	u_max, м/с	Q, м³/с		R, м	u_max, м/с	Q, м³/с
х’ = 0	0,0100	34,99	0,0166		0,0100	61,80	0,00239
х’ = х_н	0,0347	18,67	0,0756		0,0328	18,67	0,00792
х’ = 2х_н	0,0594	14,26	0,1346		0,0556	10,99	0,01345
х’ = 4х_н	0,1090	10,53	0,2526		0,1011	6,035	0,02450

Вычерчивание поперечных профилей распределения скоростей для плоской и круглой струи.

оперечные профили распределения скоростей в сечениях струи рассчитывают по формуле (1). Радиус Rили полутолщину струи Вразбивают на отрезки через 0,2В. Результаты расчетов представляют в табличной форме для четырех сечений (Таблица 3).

Таблица 3 - Расчет для построения поперечных профилей распределения скоростей

Сечения	Параметры плоской струи	Относительное расстояние от рассматриваемой точки до оси струи 
Сечения	Параметры плоской струи	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1
x’=0	Скорость струи в точке u, м/с	34,99	29,01072	19,52566	10,02408	2,831268	0
x’=0	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,002	0,004	0,006	0,008	0,01
x’=xн	Скорость струи в точке u, м/с	18,67	15,47957	10,41852	5,348656	1,510711	0
x’=xн	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,006944	0,013888	0,020832	0,027776	0,03472
x’=2xн	Скорость струи в точке u, м/с	14,26	11,82317	7,957587	4,085262	1,153869	0
x’=2xн	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,011888	0,023776	0,035664	0,047552	0,05944
x’=4xн	Скорость струи в точке u, м/с	10,53	8,730576	5,876115	3,016676	0,852051	0
x’=4xн	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,021776	0,043552	0,065328	0,087104	0,10888
	Параметры круглой струи
x’=0	Скорость струи в точке u, м/с	61,8	51,23928	34,4866	17,70471	5,000639	0
x’=0	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,002	0,004	0,006	0,008	0,01
x’=xн	Скорость струи в точке u, м/с	18,67	15,47957	10,41852	5,348656	1,510711	0
x’=xн	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,006556	0,013112	0,019668	0,026224	0,03278
x’=2xн	Скорость струи в точке u, м/с	10,99	9,111969	6,132811	3,148459	0,889272	0
x’=2xн	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,011112	0,022224	0,033336	0,044448	0,05556
x’=4xн	Скорость струи в точке u, м/с	6,03	4,999561	3,364955	1,727499	0,487926	0
x’=4xн	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,020224	0,040448	0,060672	0,080896	0,10112

3.Расчет силового воздействия круглой струи на твердую преградудля отверстия и двух типов насадков (внешний цилиндрический и коноидальный).
Силовое воздействие круглой струи на твердую преграду рассчитывают при тех же исходных данных по формулам: струя вытекает из отверстия перпендикулярно к поверхности

,где k_н-коэффициент, определяемый влиянием неучтенных факторов, равный0,92...0,96%, под углом a к поверхности

=r/rв => r=

*rв; r=1,08*1000=1080

;

=e*w.

Определим wc для каждого насадка и отверстия:

1) круглое отверстие в тонкой стенке:

=0,64*0,004=0,00256

2) внешний цилиндрический насадок:

ω=0,004

3) коноидальный насадок:

ω=0,004

4) Давление струи на плоскую твердую поверхность, расположенную перпендикулярно струе:

а) круглое отверстие в тонкой стенке:

б) внешний цилиндрический насадок:

в) коноидальный насадок:

Наименьшее силовое воздействие струи на преграду будет при круглом отверстии в тонкой стенке, а наибольшее при коноидальном насадке.

5) Давление струи на плоскую твердую поверхность, наклоненную на угол a.

Расчет выполняют для отверстия и двух типов насадков (внешний цилиндрический и коноидальный), α = 45º. Результаты расчетов сравнивают и делают выводы.

а) круглое отверстие в тонкой стенке:

452,79H

640,47H

б) внешний цилиндрический насадок:

505,39H

704,88H

в) коноидальный насадок:

718,52H

1016,33H

Вывод: наибольшая сила воздействия струи на преграду наблюдается при использовании насадков