Контрольные задачи

(Величины, необходимые для решения, взять из таблицы 2 в конце данного раздела).

Задача 2.1. Вода вытекает из напорного бака, расположенного на высоте Н,по трубе длиной l и диаметром d в атмосферу. Определить избыточное давление р ₀*, которое необходимо создать в баке для обеспечения расход Q. При решении учесть потери: на входе в трубу (внезапное сужение), в кране ζ_кр, на повороте (в колене) ζ_кол = 0,5 и на трение по длине трубы λ = 0,03. Режим течения считать турбулентным. (Величины Q, Н, l, d и ζ_кр взять из таблицы 2).

Рисунок к задаче 2.1.	Рисунок к задаче 2.2.

Задача 2.2. Вода нагнетается в бак по трубе длиной l и диаметром d. Определить расход Q *, если избыточное давление в сечении 1-1 p ₀, уровень жидкости в баке располагается на высоте Н, а на свободной поверхности имеет место вакуум p _вак. При решении учесть потери: в кране ζ_кр, на повороте (в колене) ζ_кол = 0,5, при входе трубы в бак (внезапное расширение потока) и на трение по длине трубы λ = 0,03. Режим течения считать турбулентным. (Величины р ₀, p _вак, Н, l, d и ζ_кр взять из таблицы 2).

Задача 2.3. Вода вытекает из напорного бака, установленного на высоте Н. Затем движется по трубе длиной l и диаметром d, на которой установлен кран с коэффициенты сопротивления ζ_кр и манометр, показывающий давление р _м. Определить избыточное давление в баке р ₀*, при котором обеспечится заданная величина расхода Q. При решении учесть потери напора на входе в трубу (внезапное сужение), на каждом повороте (колене) ζ_кол = 0,5, в кране, и на трение по длине трубы λ = 0,025. Режим течения считать турбулентным. (Величины р _м, Q, Н, l, d и ζ_кр взять из таблицы 2).

Рисунок к задаче 2.3.	Рисунок к задаче 2.4.

Задача 2.4. Определить расход воды Q *, поступающей по трубе длиной и диаметром d в бак на высоту Н. Решить задачу при известном показании манометра p _м на входе в трубу и вакууме в баке p _вак. Заданы: коэффициенты сопротивления на поворот трубы (в колене) ζ_кол = 0,2 и в кране ζ_кр. При решении также учесть потери на внезапное расширение при выходе потока в бак и потери на трение по длине трубы λ = 0,02. Режим течения считать турбулентным. (Величины р _м, р _вак, Н, l, d и ζ_кр взять из таблицы 2).

Задача 2.5. Вода перетекает из напорного бака в открытый резервуар по трубе длиной l и диаметром d, на которой установлен кран с коэффициентом сопротивления ζ_кр. Определить избыточное давление в баке р ₀*, при котором обеспечится необходимый расход Q. При решении учесть значения высот Н и h, потери напора на входе в трубу (внезапное сужение), в кране, на выходе из трубы (внезапное расширение) и на трение по длине трубы λ = 0,025. Режим течения считать турбулентным. (Величины Q, Н, h, l, d иζ_крвзять из таблицы 2).

Рисунок к задаче 2.5.	Рисунок к задаче 2.6.

Задача 2.6. Вода перетекает из бака с избыточным давлением р ₀* в резервуар, установленный на высоте по трубе диаметром d и длиной l. Определить величину избыточного давления р ₀*, которое необходимо для обеспечения расхода Q, если геометрические высоты h и Н заданы. Учесть потери: на входе в трубу (внезапное сужение), в кране ζ_кр, в коленах-поворотах (для каждого ζ_кол = 0,2) и на трение по длине трубы λ = 0,025. Режим течения считать турбулентным. (Величины Q, Н, h, l, d и ζ_кр взять из таблицы 2).

Задача 2.7. Из напорного бака вода вытекает по трубе длиной l и диаметром d ₁, а затем попадает в атмосферу через насадок (брандспойт) с диаметром выходного отверстия d ₂. Определить расход воды Q *, если известны: избыточное давление воздуха в баке p ₀ и высота h. Учесть потери при входе в трубу на внезапное сужение потока, в брандспойте ζ_б = 4 (ζ_б отнесен к скорости на выходе из брандспойта V ₂) и на трение по длине трубы λ = 0,03. Режим течения считать турбулентным. (Величины р _о, h, l, d ₁и d ₂взять из таблицы 2).

Рисунок к задаче 2.7.	Рисунок к задаче 2.8.

Задача 2.8. Жидкость (вода) поступает сначала по трубе диаметром d ₁, затем через плавное расширение (диффузор), а далее по трубе диаметром d ₂ и длиной l в бак. Определить показание манометра р _м*, установленного на входе, если заданы: расход жидкости Q, коэффициент сопротивления диффузора ζ_диф = 0,2 (отнесен к скорости жидкости в трубе диаметром d ₁), а также высоты h и Н.

При решении учесть потери на внезапное расширение при выходе потока в бак и потери на трение по длине трубы λ = 0,035. Режим течения считать турбулентным. (Величины Q, Н, h, l, d ₁и d ₂ взять из таблицы 2).

Задача 2.9. Бензин плотностью ρ = 750 кг/м³ сливается из цистерны по трубе диаметром d ₁, которая заканчивается краном с коэффициентом сопротивления ζ_кр (отнесен к скорости в трубе). К крану подсоединен гибкий шланг длиной l и диаметром d ₂. Определить расход бензина Q *, если известны высоты Н и h, а также вакуум p _вак в цистерне. При решении учесть потери напора на входе в трубу (внезапное сужение), на поворот шланга ζ = 0,3, на выходе в бак (внезапное расширение) и на трение по длине λ =0,02. Режим течения считать турбулентным. (Величины р _вак, Н, h, l, d ₁, d ₂ и ζ_крвзять из таблицы 2).

Рисунок к задаче 2.9.	Рисунок к задаче 2.10.

Задача 2.10. Вода с расходом Q нагнетается по трубе длиной l и диаметром d ₂ в напорный бак, где имеют место постоянные уровень жидкости Н и избыточное давление p ₀. Определить давление р _м*, которое показывает манометр, установленный в начале трубопровода на участке диаметром d ₁ (высота установки h). При решении учесть потери на сужение потока (переход с d ₁ на d ₂) ζ_суж = 0,2, на поворот русла ζ = 0,5, на выход потока из трубы в бак (внезапное расширение) и на трение по длине λ =0,03. Режим течения считать турбулентным. (Величины р ₀, Н, h, l, d ₁, d ₂ и Q взять из таблицы 2).

Задача 2.11. Вода перетекает из бака в резервуар по трубе длиной l и диаметром d, которая заканчивается расширяющимся участком (диффузором). Известны: показание вакуумметра установленного на баке р _вак, высота расположения бака Н и высота уровня воды в баке h. Определить расход жидкости Q *. При решении учесть потери на вход в трубу (внезапное сужение), на повороты русла (ζ = 0,3 на каждый поворот), в кране ζ_кр, в диффузоре ζ_диф = 0,3 и на трение по длине в цилиндрической части трубы (λ =0,025). Потерями на внезапное расширение при выходе потока в резервуар пренебречь. Режим течения считать турбулентным. (Величины р _вак, Н, h, l, d и ζ_крвзять из таблицы 2).

Рисунок к задаче 2.11.	Рисунок к задаче 2.12.

Задача 2.12. Жидкость (вода) движется по трубе диаметром d ₁ с расходом Q и вытекает в открытый резервуар. Определить показание манометра р _м*, если длина трубы от места установки манометра до сужения l, диаметр узкой части d ₂, высота установки манометра h, а высота уровня воды в резервуаре Н.

Учесть потери: на трение по длине трубы λ = 0,03, в сужающейся части трубы ζ₁ = 0,2, в расширяющейся части ζ₂ = 0,3 (ζ₁ и ζ₂ отнесены к скорости в сечении диаметром d ₂), а также на выходе из трубы (внезапное расширение). Режим течения считать турбулентным. (Величины Q, Н, h, l, d ₁ и d ₂ взять из таблицы 2).