- •Методические указания
- •131000 «Нефтегазовое дело»,
- •Введение
- •Раздел I. Жидкость, гидростатика
- •Тема 1. Жидкость
- •Методические указания
- •Тема 2. Гидростатика
- •Методические указания
- •Контрольное задание 1
- •Раздел II. Гидродинамика
- •Тема 1. Введение в гидродинамику
- •Методические указания
- •Тема 2. Трубопроводы
- •Методические указания
- •Тема 3. Истечение через отверстия
- •Методические указания
- •Тема 4. Неустановившееся движение
- •Методические указания
- •Контрольное задание 2
- •К задаче V-3.
- •1. Удельный вес жидкостей при 20° с (н/м3)
- •2. Давление насыщения паров (ата)
- •3. Модуль упругости при 50° с (н/см2)
- •4. Кинематический коэффициент вязкости
- •5. Кинематический коэффициент вязкости
- •6. Абсолютная шероховатость некоторых поверхностей труб (мм)
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Методические указания
- •131000 «Нефтегазовое дело»,
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Контрольное задание 1
Задача I-1. Для испытания на плотность резервуара произведена его опрессовка, т. е. наполнение под давлением p1 жидкостью, имеющей модуль упругости Е. За время t давление в резервуаре, вследствие утечек жидкости через швы, понизилось до р2. Сколько за это время из резервуара вытекло жидкости, если он имеет форму цилиндра с диаметром d и высотой h? Деформацией стенок резервуара ввиду большой их жесткости можно пренебречь. (По желанию студента можно выполнить расчет с учетом деформирования стальных стенок резервуара, предварительно определив их толщину по давлению p1).
К задаче I-1.
Рис. 1
Задача I-2. Определить длительность времени работы поршневого насоса гидравлического пресса, необходимую для опрессования детали А, если в результате прессования силой Р рабочий поршень поднимается на h, а начальное давление под рабочим поршнем равно атмосферному (пренебречь собственным весом поршня, имеющим диаметр D). Растяжением стенок рабочего цилиндра и трубы, соединяющей насос с рабочим цилиндром, пренебречь. Поршень насоса, имеющий диаметр d и ход s, делает п двойных ходов в минуту. Модуль объемной упругости рабочей жидкости Е.
Задача I-3. Испытуемая жидкость заливается в кольцеобразную щель между двумя цилиндрическими поверхностями, имеющими диаметры D и d. Определить динамический и кинематический коэффициенты вязкости испытуемой жидкости. а также ее вязкость в условных градусах Энглера, если внутренний цилиндр вращается относительно неподвижного внешнего цилиндра со скоростью п об/мин, для чего необходим вращающий момент Мо + М, где Мо момент трения в опорах, т. е. при отсутствии испытуемой жидкости в кольцевом зазоре; М — момент трения в слое испытуемой жидкости. Ввиду того, что d (D—d), зазор (щель) между цилиндрами при расчете трения можно считать не круговым (кольцевым), а плоским.
К задаче I-3.
Рис.
2
К задаче II-1.
Рис.
3
Задача II-2. Определить показание h двухжидкостного дифференциального манометра, при котором система из двух поршней, имеющих общий шток, будет находиться в равновесии, если в обоих цилиндрах находится жидкость A, а в колене двухжидкостного дифференциального манометра — жидкость Б; показание пружинного манометра рм. Трением поршней в цилиндрах пренебречь.
Задача II-3. Определить силу S, на которую должно быть рассчитано запорное устройство квадратной крышки, поворачивающейся вокруг горизонтальной оси О и закрывающей отверстие в боковой плоской стенке сосуда, если в сосуде находится жидкость Ж, а показание манометра, присоединенного в верхней части сосуда, рм.
К
задаче II-2.
Рис.
4
Задача III-1. Цилиндрический закрытый сосуд с вертикальной осью, имеющий высоту Н и диаметр 2R, наполнен жидкостью на глубину Но. Определить скорость его вращения (число оборотовв минуту) в двух случаях: при которой: а — вершина воронки расположится на высоте h над дном сосуда; б — диаметр воронки будет равен 2 r.
Для одного из этих случаев показать изменение давления по высоте боковой стенки сосуда и по его днищу.
К задаче II-3.
Рис.
5
К задаче III-1.
Рис.
6
Задача III-2. Построить профиль свободной поверхности жидкости в сосуде, движущемся горизонтально слева направо: а) с положительным ускорением а1; б) равномерно; в) с отрицательным ускорением а2, если начальное наполнение сосуда Н, а его длина l.
Для одного из указанных случаев построить эпюры давления на дно, переднюю и заднюю стенки сосуда.
К
задаче III-2.
Рис.
7
К задаче III-3.
Рис.
8
Задача III-3. Установить распределение давления р по дну и определить силу давления Р на дно открытого цилиндрического сосуда находящейся в нем жидкости Ж, если начальное наполнение сосуда Н, диаметр сосуда 2R, скорость вращения сосуда п об/мин.
Таблица к задаче I-1
Вариант
|
Е, н/см2
|
p1, amu
|
p2, ати
|
d, мм
|
h, мм
|
t , ч
|
||||||||||
а
|
200 000
|
25
|
20
|
1000
|
1200
|
24
|
||||||||||
б
|
140000
|
40
|
35
|
600
|
1400
|
10
|
||||||||||
в
|
130000
|
50
|
42
|
800
|
1000
|
16
|
||||||||||
г
|
135000
|
30
|
28
|
700
|
1100
|
2
|
||||||||||
д
|
140000
|
35
|
33
|
900
|
1300
|
6
|
||||||||||
е
|
200000
|
45
|
42
|
500
|
1500
|
8
|
||||||||||
ж
|
135000
|
28
|
25
|
960
|
2000
|
12
|
||||||||||
3
|
200 000
|
32
|
30
|
840
|
1900
|
14
|
||||||||||
и
|
130000
|
37
|
33
|
780
|
1700
|
18
|
||||||||||
к
|
140000
|
48
|
44
|
1050
|
1800
|
20
|
||||||||||
|
||||||||||||||||
Таблица к задаче I-2 |
||||||||||||||||
Вариант |
Е, н/см2 |
D, мм |
H, мм |
d, мм |
s, мм |
v, мм |
l, мм |
р, мм |
h, мм |
n,обмин |
||||||
а
|
13.104
|
100
|
200
|
10
|
10
|
20
|
500
|
106
|
20
|
50
|
||||||
б
|
14.104
|
200
|
150
|
12
|
10
|
22
|
600
|
2.106
|
30
|
40
|
||||||
в
|
13,3.104
|
120
|
120
|
14
|
12
|
24
|
700
|
0,8.106
|
10
|
46
|
||||||
г
|
13,8.104
|
140
|
140
|
16
|
12
|
26
|
800
|
1,2.106
|
40
|
60
|
||||||
д
|
13,9.104
|
160
|
130
|
18
|
12
|
28
|
900
|
1,5.106
|
25
|
54
|
||||||
е
|
13,7.104
|
180
|
110
|
16
|
14
|
22
|
1000
|
1,7.106
|
15
|
42
|
||||||
ж
|
13,1.104
|
170
|
190
|
14
|
12
|
24
|
900
|
1,8.106
|
35
|
43
|
||||||
з
|
13,2.104
|
190
|
170
|
12
|
10
|
26
|
800
|
1,3.106
|
38
|
52
|
||||||
и
|
13,6.104
|
150
|
180
|
10
|
10
|
28
|
700
|
1,l.106
|
32
|
44
|
||||||
к
|
13,5.104
|
130
|
160
|
14
|
14
|
20
|
600
|
1,4.106
|
28
|
56
|
Таблица к задаче I-3
Вариант
|
М, нcм
|
п, об/мин
|
D, мм
|
d, мм
|
h, мм
|
, г/см3
|
a
|
2000
|
100
|
200
|
194
|
100
|
0,90
|
б
|
200
|
110
|
200
|
190
|
90
|
1,00
|
в
|
1000
|
120
|
220
|
210
|
110
|
0,80
|
г
|
120
|
110
|
230
|
220
|
80
|
0,70
|
д
|
150
|
90
|
230
|
222
|
105
|
0,75
|
е
|
1200
|
95
|
228
|
220
|
95
|
0,85
|
ж
|
1500
|
105
|
210
|
200
|
85
|
0,95
|
3
|
1800
|
115
|
204
|
196
|
115
|
0,90
|
и
|
3000
|
100
|
202
|
198
|
100
|
0,80
|
к
|
1500
|
80
|
208
|
200
|
120
|
0,72
|
Таблица к задаче II-1
Вариант |
D, мм |
d, мм |
, мм |
h, мм |
a, мм |
l, мм |
b, мм |
c, мм |
рм, ата |
Жидкость А
|
Жид кость Б
|
|||||
a
|
200
|
50
|
50
|
1000
|
100
|
1000
|
500
|
300
|
1,1
|
Вода
|
Вода
|
|||||
6
|
100
|
70
|
30
|
500
|
100
|
7000
|
600
|
500
|
0,9
|
Воздух
|
”
|
|||||
в
|
120
|
20
|
40
|
100
|
40
|
5000
|
400
|
200
|
1,2
|
Глиц.
|
”
|
|||||
г
|
160
|
30
|
40
|
800
|
50
|
3000
|
300
|
100
|
0,8
|
Воздух
|
Глиц. |
|||||
д
|
250
|
40
|
50
|
1000
|
80
|
2000
|
500
|
400
|
1,3
|
”
|
Вода
|
|||||
е
|
180
|
80
|
40
|
500
|
120
|
6000
|
800
|
600
|
0,7
|
Вода
|
”
|
|||||
ж
|
225
|
60
|
50
|
300
|
100
|
4000
|
600
|
400
|
1,4
|
Глиц.
|
Глиц. |
|||||
3
|
210
|
70
|
50
|
200
|
150
|
8000
|
500
|
300
|
0,5
|
Вода
|
Вода
|
|||||
и
|
170
|
90
|
40
|
100
|
200
|
9000
|
300
|
200
|
1,6
|
Воздух
|
”
|
|||||
к
|
150
|
70
|
40
|
200
|
50
|
1000
|
200
|
100
|
1,5
|
Вода
|
” |
|||||
Таблица к задаче II-2
|
||||||||||||||||
Вариант |
Жидкость А |
Жидкость Б |
D, мм
|
d, мм
|
, мм
|
pм, ата
|
||||||||||
a
|
Вода |
Ртуть |
200
|
100
|
10
|
1,1 |
||||||||||
6
|
” |
Керосин |
220
|
210
|
12
|
0,9 |
||||||||||
в
|
” |
Ртуть |
300
|
100
|
16
|
2,0 |
||||||||||
г
|
Воздух |
Спирт |
280
|
140
|
14
|
1,8 |
||||||||||
д
|
” |
Ртуть |
240
|
110
|
12
|
1,5 |
||||||||||
е
|
Вода |
Масло трансформаторное |
230
|
220
|
10
|
1,1 |
||||||||||
ж
|
” |
Ртуть |
250
|
150
|
14
|
1,2 |
||||||||||
3
|
” |
Керосин |
260
|
270
|
16
|
1,1 |
||||||||||
и
|
Воздух |
Спирт |
270
|
160
|
12
|
0,8 |
||||||||||
к
|
Вода |
Ртуть |
290
|
180
|
10
|
1,4 |
Таблица к задаче II-3
Вариант
|
Ж
|
рм
|
b, мм
|
h, mm
|
а, мм
|
с , мм
|
а
|
Вода
|
0,1 атв
|
100
|
1200
|
1000
|
500
|
б
|
Керосин
|
0,1 ати
|
120
|
800
|
800
|
400
|
в
|
Бензин
|
1,2 ата
|
80
|
700
|
900
|
300
|
г
|
Спирт
|
0,2 ата
|
90 |
600
|
700
|
200
|
д
|
Глицерин
|
0,9 ата
|
110
|
1300
|
600
|
100
|
е
|
Вода
|
0,2 атв
|
100
|
2600
|
700
|
250
|
ж
|
Масло трансформаторное
|
0,3 ати
|
120
|
160
|
800
|
150
|
з
|
Вода
|
1,3 ата
|
80
|
1500
|
900
|
350
|
и
|
Керосин
|
- 0,1 ата
|
90
|
1000
|
1000
|
450
|
к
|
Бензин
|
1,1 ата
|
110
|
900
|
600
|
500
|
Таблица к задаче III-l
Вариант
|
H, мм
|
H0, мм
|
R, мм
|
h, мм
|
r, мм
|
a
|
1000
|
600
|
100
|
0
|
100
|
б
|
800
|
600
|
100
|
100
|
80
|
в
|
600
|
400
|
100
|
200
|
90
|
г
|
400
|
300
|
80
|
0
|
80
|
д
|
300
|
200
|
100
|
50
|
50
|
е
|
500
|
400
|
60
|
100
|
60
|
ж
|
700
|
500
|
70
|
0
|
50
|
3
|
900
|
600
|
90
|
100
|
80
|
и
|
1100
|
800
|
110
|
200
|
100
|
к
|
1200
|
900
|
120
|
0
|
120
|
Таблица к задаче III-2
Вариант
|
H, мм
|
t, мм
|
a1, м1сек2
|
a2, м1сек2
|
а
|
1000
|
6000
|
1,0 1,0
|
0,05
|
б
|
900
|
5000
|
1,2 1,2
|
0,60
|
в
|
800
|
4000
|
1,3 ,3
|
0,70
|
г
|
700
|
3000
|
1,1 ,1
|
0,55
|
д
|
600
|
2000
|
1,4 ,4
|
0,55
|
е
|
500
|
1000
|
1,5 .5
|
0,65
|
ж
|
600
|
3000
|
1,2 .2
|
0,50
|
з
|
700
|
4000
|
1,3 ,3
|
0,65
|
и
|
800
|
6000
|
1,1 ,1 •
|
0,70
|
к
|
900
|
4000
|
1,0 ,0
|
0,65
|
Таблица к задаче III-3
Вариант
|
Ж
|
Н, мм
|
R, мм
|
п, об/мин
|
а
|
Вода
|
1000
|
300
|
100 |
б
|
Бензин
|
1200
|
200
|
110 |
в
|
Керосин
|
1100
|
250
|
90 |
г
|
Глицерин
|
900
|
220
|
801 |
д
|
Масло трансформаторное
|
800
|
280
|
120 |
е
|
Молоко |
700 |
270 |
85 |
ж
|
Вода
|
1300
|
260
|
115 |
з
|
Глицерин |
600
|
230
|
125 |
и
|
Керосин
|
1400
|
240
|
95 |
к
|
Бензин
|
500
|
210
|
105 |