- •Содержание
- •Вступление
- •1. Жидкости и их физические свойства
- •1.1 Понятие жидкость
- •1.2 Важнейшие физические свойства жидкости
- •1.2.1 Пример решения задачи
- •1.2.2 Пример решения задачи
- •1.3 Модели жидкости
- •1.4 Контрольные вопросы
- •2. Гидростатика
- •2.1 Гидростатическое давление и его свойства
- •2.2 Дифференциальные уравнения равновесия жидкости
- •2.3 Основное уравнение гидростатики
- •2.4 Основные понятия гидростатики
- •2.4.1 Пример решения задачи
- •2.4.2 Пример решения задачи
- •2.5 Эпюры гидростатического давления
- •2.5.1 Пример решения задачи
- •2.6 Равновесие жидкости в сообщающихся сосудах
- •2.6.1Пример решения задачи
- •2.7 Закон Паскаля
- •2.8 Сила давления жидкости на плоские фигуры
- •2.9 Закон Архимеда
- •2.9.1 Пример решения задачи
- •2.10 Относительный покой жидкости
- •2.10.1 Пример решения задачи
- •2.11 Контрольные вопросы
- •2.12 Задания. Первая часть
- •3. Гидродинамика
- •3.1 Классификация движения
- •3.2 Струйчатое движение
- •3.3 Параметры струйки и потока жидкости
- •3.4 Уравнение неразрывности потока
- •3.5 Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости
- •3.6 Трубка Пито
- •3.7 Уравнение Бернулли для элементарной струйки вязкой жидкости
- •3.8 Режимы движения жидкости
- •3.9 Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости
- •3.10 Классификация потерь напора
- •3.11 Потери напора по длине
- •3.11.1 Пример решения задачи
- •3.12 Местные потери напора
- •3.12.1 Примеры решения задач
- •3.13 Контрольные вопросы
- •4. Истечение жидкости
- •4.1 Основные понятия
- •4.2 Истечение жидкости через отверстия
- •4.2.1 Пример решения задачи
- •4.2.2 Пример решения задачи
- •4.3 Истечение через насадки
- •4.3.1 Пример решения задачи
- •4.4 Контрольные вопросы
- •Методики инженерных расчетов
- •5.1 Классификация трубопроводов и их расчеты
- •5.2 Расчет сифонов
- •5.2.1 Пример решения задачи
- •5.3 Расчет гидравлических сетей
- •5.3.1 Пример решения задачи
- •5.4 Расчет мощности насосного агрегата
- •5.4.1 Пример решения задачи
- •5.5 Контрольные вопросы
- •5.6 Задания. Вторая часть
- •Рекомендуемая литература
- •Гідрогазодинаміка
- •65029, М. Одеса, вул.. Дідріхсона, 8.
3.12.1 Примеры решения задач
Задача № 1
Определить максимально возможную высоту установки над уровнем воды всасывающего окна центробежного насоса для подачи забортной воды, если на всасывании насос создает вакуум м, диаметр всасывающей трубы d = 0,25 м, ее длина 10 м, подача насоса Q = 20 л/с, коэффициент гидравлического трения , коэффициенты местных потерь: приемного фильтра с обратным клапаном ; поворота
При установке насоса на максимально возможной высоте весь создаваемый насосом вакуум будет расходоваться на подъем жидкости на эту высоту и преодоление всех сопротивлений.
где h – максимально возможная высота расположения всасывающего окна насоса над уровнем моря;
- скорость движения воды во всасывающем трубопроводе.
м/с.
м.
Задача № 2
Определить объемный и массовый расход воздуха плотностью =1,2 кг/м3 через горизонтальную всасывающую трубу с плавно закругленным входом и диаметром цилиндрической части d = 0,25 м, если дифференциальный манометр, заполненный водой, показывает при этом разность уровней в своих трубках м. Потерями напора на входе в трубу пренебрегаем.
Уравнение Бернулли для сечения, проведенного на некотором расстоянии перед входом в трубу и в сечении, где установлен v-образный пьезометр будет иметь вид:
Так как труба горизонтальная, то z1 = z2, скорость воздуха на некотором расстоянии от трубы можно принять равной нулю Скорость движения воздуха в трубе Давление р1 = ратм, давление р2 – абсолютное давление во всасывающей трубе. Разность будет показана дифманометром, одна трубка которого сообщается с атмосферой.
Отсюда, замерив , можно определить скорость воздуха в трубе
Однако дифманометр показывает разность уровней воды – высоту водяного столба, а течет в трубе – воздух, поэтому от водяного столба следует перейти к разности уровней, выраженной значением воздушного столба.
Так как отсюда
Здесь кг/м3 – плотность воды;
- разность уровней водяного дифманометра;
кг/м3 – плотность воздуха при данной температуре.
м.возд.ст.
Таким образом, скорость воздуха в трубе составит:
.
Объемный расход воздуха
м3/с.
Массовый расход воздуха
кг/с.
Задача № 3
В системе подачи масла плотностью кг/м3 на трубопроводе диаметром d = 0,05 м смонтированы параллельно фильтр и перепускной клапан. При понижении температуры вязкость масла возрастает, что приводит к росту гидравлического сопротивления фильтра. При увеличении местного сопротивления до значения МПа перепускной клапан открывается, а масло подается в систему смазки, минуя фильтр. Определить значение кинематической вязкости масла, при котором происходит открытие клапана. Коэффициент местной потери напора на фильтре , расход масла Q = 1,2 л/с.
Найдем значение падения напора на фильтре
м масляного столба.
Местная потеря на фильтре рассчитывается
Отсюда можно рассчитать значение вязкости , при котором возникает местное сопротивление Нм, провоцирующее открытие перепускного клапана.
Предварительно необходимо определить величину скорости масла в трубопроводе
м/с.
Тогда
м2/с = м2/с.