Вар 5. Задача 21 (рис. 24). В закрытом резервуаре находится жидкость под давлением. Плотность жидкости

• Название: Задача 21 (рис. 24). В закрытом резервуаре находится жидкость под давлением. Плотность жидкости
• Дата: 03.06.2022
• Размер: 301.09 Kb.
• Имя файла: Вар 5.docx
• Тип: Задача; #567922

Задача 21 (рис. 1.24). В закрытом резервуаре находится жидкость под давлением. Плотность жидкости ρ_ж = 877 кг/м³. Для измерения уровня жидкости h в резервуаре имеется справа уровнемер. Левый открытый пьезометр предназначен для измерения давления в резервуаре. Определить, какую нужно назначить высоту левого пьезометра, чтобы измерить максимальное давление в резервуаре р = 0,14 МПа при показании уровнемера h = 60 см.



Решение:

Проводим плоскость равного давления через точки 1 и 2 и приравниваем абсолютные давления в точке 1 и 2.
Абсолютное давление в точке 1:

(1)

где - атмосферное давление, ;

- плотность ртути, ;

- ускорение свободного падения (справочная величина), ;

- глубина погружения точки 1 под уровень ртути в правой трубке манометра,
Абсолютное давление в точке 2:

(2)

где - избыточное давление на свободной поверхности воды в резервуаре, ;

- плотность воды, ;

- глубина погружения точки 2 под свободной поверхностью воды, .
Приравнивая правые части выражений (1) и (2), получаем:

(3)

откуда находим глубину погружения нижнего манометра

(4)

Проводим плоскость равного давления через точки 3 и 4 и приравниваем абсолютные давления в точке 3 и 4.
Абсолютное давление в точке 3:

(5)

где - глубина погружения точки 1 под уровень ртути в правой трубке манометра,
Абсолютное давление в точке 4:

(6)

где - глубина погружения точки 2 под свободной поверхностью воды, .
Приравнивая правые части выражений (5) и (6), получаем:

(7)
откуда находим избыточное давление на свободной поверхности воды в резервуаре

(8)
Подставляя полученное выражение в выражение (4), получаем:

(9)


Задача 27 (рис.2.14). В вертикальной стенке закрытого резервуара, заполненного жидкостью ρ_ж = 910 кг/м³, имеется квадратное отверстие со стороной b = 0,45 м. Определить величину и точку приложения силы давления жидкости на крышку, перекрывающую это отверстие, если заданы глубина H = 0,9 м и показание ртутного U-образного манометра, подключенного к резервуару, h = 295 мм.



Решение:

Для удержания массы груза необходимо записать уравнение равновесие щита, которое будет представлять уравнение моментов, так как щит может совершать только поворотное движение т.е. ∑М₀=0. На щит действуют два момента: момент силы тяжести груза и момент силы давления воды, т.е. можно записать, что

m·g·x= ,

где сила давления воды, а - плечо этой силы относительно оси поворота.

Сила давления воды:





Точка приложения этой силы относительно свободной поверхности воды в резервуаре:

=



а плечо силы F_ж определится следующим образом:



Из начального уравнения масса груза равна

m = =
Задача 67 (рис.3.17). В баке А жидкость ρ_ж = 745 кг/м³, ν = 0,0049 см²/с подогревается до определенной температуры t^oC и самотеком по трубопроводу длиной ℓ = 24 м попадает в кормоцех. Напор в баке равен Н = 6,7 м. Каким должен быть диаметр трубопровода, чтобы обеспечивать расход = 1,7 л/с при манометрическом давлении в конце трубопровода не ниже р_м = 22 кПа? Построить пьезометрическую и напорную линии. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно значением диаметра трубопровода в диапазоне 35…55 мм. Коэффициент λ находить из формулы Пуазейля при Rе < 2300 и формулы Блазиуса при Rе > 2300.


Задача 83 (рис.4.20). Из условия предыдущей задачи определить расход в стальном трубопроводе. Определить, как изменится расход в трубопроводе, если: а) удвоить длину трубопровода; б) уменьшить ее в два раза. Местными потерями напора пренебречь. Построить кривую потребного напора.

Исходные данные	Единицы измерения
Нк	м	32
рм	МПа	0,025
d	мм	90
ℓ	м	1000
Zк	м	5
Виды труб		М1

Задача 88. Определить ударное давление в трубопроводе с размерами: диаметр d = 125 мм, толщина стенок δ = 5 мм и длина ℓ = 1500 м в случае мгновенного закрытии затвора, расположенного в конце трубопровода. Начальная скорость движения жидкости υ₀ = 1,2 м/с, начальное давление p_о 0,6 МПа. В течение какого времени t_закр следует закрыть затвор, чтобы повышение давления при ударе не превышало р₁ = 0,75 МПа. Вид жидкости – вода; вид трубы – чугун белый.
Задача 98 (рис.6.7). Центробежный насос перекачивает воду из поверхностного водоисточника A в закрытый бак B водонапорной башни, поднимая ее при этом на геометрическую высоту H_г. В баке поддерживается постоянный уровень воды и давления на свободной поверхности р_м. По условию задачи заданы длины и диаметры всасывающего и нагнетательного участков сети. Местные потери напора во всасывающей линии принять в размере 100%, а в напорной 10% от потерь на трение. Температура воды в водоисточнике tC. Требуется:

1. 
   Выбрать типоразмер насосного агрегата, представить его рабочие характеристики и графическим способом определить режим работы насоса на сети.
   
2. 
   Вычислить мощность на валу насоса и приводного двигателя.
   
3. 
   Определить потребный напор, расходуемый в сети, при условии уменьшения подачи насоса методом дросселирования на 20%.
   

Коэффициент кинематической вязкости воды в зависимости от ее температуры см. в Приложении 4; относительную шероховатость стенок всасывающей трубы в зависимости от материала см. в Приложении 5.

Исходные данные	Единицы измерения
		5
	л/с	50
рм	кПа	60
Hг	м	20
ℓн	м	50
dн	мм	150
ℓв	м	8
dв	мм	200
t	ºC	16
Виды труб		М5Б

Задача 106 (рис. 7.7). Для передачи энергии от двигателя мобильной машины к рабочему органу и управления режимами его работы применен нерегулируемый объемный гидропривод (ОГП). Структурная схема ОГП приведена на рисунке.

Рабочая жидкость масло: плотность ρ = 910 кг/м³, кинематическая вязкость ν = 0,30 Ст при t = 50C. Потери давления в гидрораспределителе 0,3 МПа, в фильтре 0,15 МПа; объемный и общий КПД: гидромотора 0,95 и 0,90; насоса 0,94 и 0,85.Требуется определить расход и перепад давления на гидромоторе; определить диаметры трубопроводов и потери давления в них; определить подачу, давление, мощность насоса и общий КПД гидропривода.

Исходные данные
	6
Гидромотор: крутящий момент на валу Мм, Н.м	590
частота вращения вала nм , мин-1.	1500
рабочий объем Vм, см3/об	63
Гидролинии, м: ℓ1 ℓ2 ℓ3 = ℓ4 ℓ5	2,0 2,1 2,4 2,1

Задача 125. Составить и начертить общую схему водоснабжения крупного животноводческого комплекса. В качестве водосточника планируется использовать подземные грунтовые воды, залегающие на глубине 8 м, водоносным пластом достаточной мощности. Для регулирования режима работы системы планируется строительство водонапорной башни. Рельеф местности диктует проектирование разводящей водонапорной сети с проходной башней. Дать обоснование по выбору всех элементов схемы и предусмотреть осветление и обеззараживание воды.