Гидравлика

  • 31 мая 2013 г.
  • 1600 Слова
ГИДРАВЛИКА.

3 – номер варианта.

Задача 1
Определить плотность и вязкость керосина для хранения на нефтебазе при критических температурах +32 и -41 °С,
если βt=(0,000101+0,00001*3) =0,000131. 1/град, ν20=0,0328*10-4 м2/с, ν40=0,0250*10-4 м2/с, ρ20=780кг/м3.

Решение
Определим плотность керосина при заданных температурах
[pic]
βt=(0,000101+0,00001*3) =0,000131. 1/град



[pic]Определим динамический коэффициент вязкости
[pic]

[pic]

Тогда кинематическая вязкость керосина при заданных температурах составит:
[pic]








Задача 2

Прямоугольный поплавок с сечением 10х20см плавает в воде.
Определить высоту погруженной в воду части поплавка, если его вес
Р=(2,5+0,1*3)=2,8 Н.
Решение
На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила,равная весу жидкости в объеме погруженной части тела - закон Архимеда. Пусть длина погруженной части поплавка равна х, тогда объем погруженной части поплавка равен:
V = 10*20*x = 200x см3 = 0,02х м3
Чтобы поплавок плавал, надо чтобы его вес был равен силе Архимеда. Плотность воды равна 1 г/см3 = 1000 кг/м3, значит сила Архимеда, выталкивающая поплавок равна:
FА =p*g*v=1000 кг/м3*10Н/кг* 0,02х м3 =200*x Н.
Приравняем вес поплавка и силу Архимеда, получаем уравнение относительно х.
P = FA = 200*x
x=P/200 м.
Подставляя, находим.
x= 2,8/200=0,014м =1,4см.


Задача 3
После очистки всасывающей линии насосной установки
(l=(10+0,01*v) м, d=(300+v) мм, кпд=η=0,65),
коэффициент местного сопротивления фильтра ξ уменьшился с 40 до 10,
а эквивалентная шероховатость труб кэ – уменьшилась с 1 до0,1 мм.
Подача насоса Q=0,07м3/с;
Определить годовую экономию электроэнергии от этой операции.
Температура воды 20°С.
Дано. z0 = 0м. z1 = 0м. ρ=1000кг/м3. Q=0,07м3/с. l=10+0,01*v=10,03м.
d = 303мм=0,303м. η=0,65. ξ0=40. ξ1=10. кэ0=1мм. кэ1=0,1мм.
p0=p1=0,101325Мпа. T=(20°С+273)=293К. ν=0,000001
Найти ΔW - ?.


Решение
Определяем скоростьдвижения воды по трубопроводу:
[pic]
[pic]
Определяем число Рейнольдса для потока:
[pic]
[pic]

[pic]
Потери напора при движении жидкости по круглому трубопроводу определяем по формуле Дарси-Вейсбаха:
[pic]
Коэффициент трения l определяется по формулам:
[pic]

Определяем границы интервалов:
[pic]
Для начального состояния трубопровода:
[pic]

После очистки трубопровода:

[pic]Определяем коэффициент λ по формуле Альтшуля для интервала «Турбулентный 2»:
[pic]
Определяем коэффициент λ по формуле Альтшуля для интервала «Турбулентный 3»:
[pic]
И потери на трение по длине трубопровода составят:
До очистки
[pic]
[pic]
После очистки
[pic]
[pic]

Общие потери напора по длине трубопровода составят:
[pic]
До очистки
[pic]
После очистки
[pic]

Энергия насоса также расходуется напридание скорости жидкости, это оставляет значение напора:
[pic]
Это значение неизменно для обоих вариантов и равно (с учетом предположения, что источнике жидкости скорость равна 0):
[pic]
Тогда общий напор, создаваемый на всасывающей линии:
[pic] До очистки
[pic]
После очистки
[pic]
С учетом того, что кпд двигателя насоса не меняется, то относительная экономияэлектроэнергии составит:
[pic]
[pic]
Предполагая что насос работает в постоянном режиме круглый год годовая экономия составит:
[pic]

Задача 4
По трубопроводу перекачивается нефть плотностью ρ=(900+v)=903кг/м3 в количестве Q=0,04м3/с. Сечение 2-2 расположено выше сечения 1-1 на 10 м. Диаметры трубы d1=0,3м; d2=0,2м, давления p1=1,5МПа, р2=1МПа.
Определить потери напора по длине на участке 1-1 до 2-2.Решение


Рассмотрим схему насосной установки
[pic]
Для определения полных напоров Н1 и Н2 рассмотрим участки трубопровода между сечениями 1-1 и 0-0 (всасывающая линия), 0-0 и 2-2 (нагнетательная линия).
Запишем для каждого участка уравнение Бернулли:
[pic]
[pic]
С учетом того, что линия идеальная то...
tracking img