Методические указания к решению задачи №3

 

Решение задач заключается в определении горизонтальной F_г и вертикальной F_в составляющих силы гидростатического давления F на криволинейные поверхности F.

 

F=√F2г+F2в

 

Горизонтальная составляющая F_r определяется, как сила гидростатического давления на плоскую боковую стенку, которой является вертикальная проекция смоченной криволинейной поверхности (во всех задачах вертикальная проекция полусферы — круг).

 

Fг=Pc·Sпр

где Р_с — гидростатическое давление в центре тяжести вертикальной проекции полусферы, Па;

S  — площадь проекции, м².

Вертикальная составляющая Рв определяется весом жидкости в объеме тела давления.

Тело давления определяется путем построения. Тело давления — это фигура, заключенная между рассматриваемой криволинейной поверхностью, ее проекцией на пьезометрическую поверхность и вертикальной поверхностью проектирования.

Для нахождения пьезометрической поверхности необходимо воспользоваться данными показания манометра Р_м или известной величиной давления на свободную поверхность Р

 

hп.п=	Рм	, (м)
	ρg

 

Тело давления может быть реальным и фиктивным, простым и сложным (см. стр. 42, 43(2]).

Построив тело давления, необходимо определить сначала его объем — V, а затем — вес жидкости в этом объеме, что и будет определять вертикальную составляющую.

 

Fв=Vтд∙ρж∙g, (H)

 

g — ускорение свободного падения (≈10 м/с²)

 

Задача № 4

 

Вариант 1-10

 Насос подает нефтепродукт с кинематической вязкостью ν, плотностью ρ из открытой емкости в резервуар с избыточным давлением Р_м, кПа на высоту h. При этом расход Q. Данные трубопровода: длина ℓ, диаметр стенок труб d, эквивалентная шероховатость стенок труб ∆, сумма коэффициентов всех местных сопротивлений Σξ=30. Определить полезную мощность насоса.

Вариант 11-20

 Определить предельную высоту установки насоса для всасывания масла h вязкостью ν при подаче Q, считая что абсолютное давление перед входом в насос Р. Размеры трубопровода ℓ,d. Сопротивлением фильтра пренебречь.

Вариант 21-30

 Вода перетекает из бака А в резервуар Б по трубе диаметром d, длиной ℓ. Определить расход воды Q, если избыточное давление в баке А Р_м, высоты уровней h₁ и h₂ Коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу ξ₁= 0,5, в вентиле ξ₂= 4, в коленах трубопровода, ξ₃= 0,2. Коэффициент гидравлических сопротивлений на трение λ=0,025.

Данные	Варианты
	1		2		3		4		5		6		7		8		9		10		11		12		13		14		15
ℓ, м	80		85		90		95		100		105		110		120		115		116		20		22		25		28		30
d, мм	50		25		25		75		75		75		100		100		100		100		20		20		20		40		40
Q, л/с	15		18		20		23		25		28		30		30		40		40		5,0		5,6		5,8		6		6,8
h, м	30		32		34		35		30		28		26		38		42		50
Рм, Мпа	0,2		0,3		0,16		0,25		2		1		0,8		0,6		0,4		0,15
P, Мпа																					0,03		0,02		0,04		0,05		0,06
∆, мм	0,04		0,06		0,05		0,01		0,02		0,04		006		0 01		01		01		0 02		0,02		0,04		0,02		0,2
ν, ст	0,08		2		6,4		1,2		6,4		6,0		1.3		1,3		1,2		18		2090		1780		1560		750		1800
ρ, кг/мз	890		720		865		736		880		906		892		700		720		910		902		910		906		906		902
h1, м
h2, м
Данные		Варианты
		16		17		18		19		20		21		22		23		24		25		26		27		28		29	30
ℓ,м		35		40		16		10		15		100		102		104		105		110		120		130		200		220	240
d, мм		40		75		75		75		75		200		200		200		150		150		150		300		300		250	200
Q, л/с		7		7,5		8,0		9,0		10,0
h, м
Рм, Мпа												0,2		0,6		0,8		1,0		0,5		0,4		0,2		1,2		1,4	1,2
Р, Мпа		0,07		0,08		0,09		0,08		0,04
∆, мм		0,2		0,1		0,15		0,3		0,4
ν, ст		1800		750		600		189		22
ρ, кг/мз		900		905		906		910		902		1000		1000		1000		1000		1000		1000		1000		1000		1000	1000
h1,м												1		2		0,4		1,5		1,6		3		3		2,5		0,5	0,25
h2, м												5		8		6		6,5		3		10		7		7		6	5