курсовая атмосферная коллона. 02 кр_160502_Костюченко. Задача в отопительный котел поступает воды при температуре. Какой объем воды будет выходить из котла при нагреве воды до

• Название: Задача в отопительный котел поступает воды при температуре. Какой объем воды будет выходить из котла при нагреве воды до
• Анкор: курсовая атмосферная коллона
• Дата: 12.04.2021
• Размер: 152 Kb.
• Имя файла: 02 кр_160502_Костюченко.doc
• Тип: Решение; #194002

1 Плотность жидкостей. Сжимаемость и температурное расширение жидкостей. Вязкость жидкостей
Задача 1. В отопительный котел поступает воды при температуре . Какой объем воды будет выходить из котла при нагреве воды до .
Решение
Тепловое расширение жидкости характеризуется температурным коэффициентом объемного расширения, представляющим собой относительное изменение объема жидкости при изменении температуры на :

(1)

отсюда определяем дополнительный объем воды при нагревании

(2)



коэффициент температурного расширения находим по таблице теплофизических свойств воды.
Таким образом, из котла при нагревании будет выходить объем воды:

(3)


Ответ: .
2 Основное уравнение гидростатики
Задача 2. Избыточное давление воды в океане на глубине h=300 м равно 31,5∙10⁵ Па. Требуется определить: плотность морской воды на этой глубине в общем виде; плотность морской воды на этой глубине в районах Северного полюса и экватора (g_пол=9,831 м/с², g_экв=9,781 м/с²).
Решение
Плотность воды на глубине :

(1)


Плотность воды в районе Северного полюса:

(2)


Плотность воды в районе экватора:

(3)


Ответ: ρ1070 кг/м³, ρ_пол1068 кг/м³, ρ_экв1074 кг/м³.
3 Сила давления жидкости на стенку (плоскую и криволинейную)
Задача 3. Определить силы давления жидкости на стенки и основание открытого сосуда, если l=5 м; b=3 м; ρ=1000 кг/м³; h=2 м; α=60° (рис. 1).


Рисунок 1
Решение
Для определения площади стенки найдем сторону :

(1)


Площадь трапеции:

(2)


Координата центра тяжести трапеции:

(3)


Сила давления жидкости на переднюю стенку:

(4)


Сила давления жидкости на боковую стенку:

(5)



Сила давления жидкости на основание сосуда:

(6)


Ответ: Р_пер113 кН, Р_бок60 кН, Р_осн300 кН.
4 Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли
Задача 4. Через трубопровод диаметром d100мм движется вода с расходом Q8 л/с (рис. 2). С помощью U-образного ртутного манометра между сечениями 1-1 и 2-2, расположенными на расстоянии l=50 м друг от друга, берется разность показаний h52 мм. Относительная плотность ртути δ13,6. Определить коэффициент потери напора на трение λ.


Рисунок 2
Решение
Составляем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2, относительно плоскости сравнения проходящей по оси трубопровода:

(1)
Так как трубопровод горизонтальный и постоянного диаметра то ; , тогда

(2)

По формуле Дарси – Вейсбаха для определения гидравлических потерь по длине имеем:

(3)

где - скорость движения жидкости в трубопроводе, ;

(4)
тогда

(5)


Ответ: λ0,0247.
5 Режим течения жидкости в трубах. Гидравлические потери
Задача 5.1 Как изменится число Рейнольдса при изменении диаметра трубопровода от меньшего к большему и при сохранении постоянного расхода жидкости Qconst?
Решение
Число Рейнольдса определяется по формуле , из которой следует, что число Рейнольдса уменьшится во столько раз, во сколько раз увеличится диаметр трубы.
Ответ: число Рейнольдса уменьшится во столько раз, во сколько раз увеличится диаметр трубы.
Задача 5.2 По трубопроводу диаметром d100 мм транспортируется нефть. Определить критическую скорость, соответствующую переходу ламинарного движения в турбулентное, и возможный режим движения нефти.
Решение
Критическое число Рейнольдса:

(1)
откуда

(2)
По справочным данным находим для нефти , тогда


В нефтепроводе редко возможна скорость движения меньше полученной, поэтому движение нефти в трубе диаметром может происходить преимущественно при турбулентном режиме.
Ответ: υ_кр0,16 м/c

Библиографический список
1 Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа:Учеб.пособие для ун-тов и втузов [Текст] / Л.Г.Лойцянский – М.: Физматгиз, 1959. - 784 с.

2 Рабинович, Е.З. Гидравлика [Текст] /Е.З. Рабинович – М.: Недра, 1974. - 295 с.

3 Гукасов, Н.А.Механика жидкости и газа: Учеб.для вузов[Текст] /Н.А.Гукасов – М.: Недра, 1996. - 443 с.

4 Арустамова, Ц. Т. Гидравлика: учеб.пособие для вузов[Текст] /Ц. Т.Арустамова,В. Г. Иванников – М.: Недра, 1995. - 198 с.

5 Кудинов, В.А.Гидравлика: Учеб.пособие для вузов по специальностям в обл. техники и технологии [Текст] /В. А. Кудинов, Э. М. Карташов. - М.: Высш. шк., 2006. - 175 с.

6 Штеренлихт, Д.В.Гидравлика: Учеб.для вузов по направлениям в обл. техники и технологии, сел. и рыб. хоз-ва[Текст] / Д. В. Штеренлихт – М.: Колос, 2006. - 656 с.