Методические указания и контрольные задания для студе нтов-заочников по учебной дисциплине «Гидравлика» (стр. 11 из 15)

25. Какие Вам известны зоны (области) сопротивлений при турбулентном режиме движения жидкости?

26. Написать формулу Шези и объяснить все входящие в нее величины.

27. Какие сопротивления называются местными? По каким формулам можно найти их величину?

28. Какие трубопроводы принято называть короткими и длинными? Примеры коротких трубопроводов.

29. В чем заключается особенность расчета сифона?

30. Что называется коэффициентом сопротивления системы?

31. Что такое расходная характеристика и как она определяется, размерность?

32. Чему равна общая потеря напора на трение при последовательном соединении труб?

33. Какими гидравлическими особенностями характеризуется параллельное соединение труб?

34. Как определяется расчетный расход трубопровода при подаче по нему транзитного и путевого расхода?

35. При каких условиях в трубопроводе возникает гидравлический удар?

36. Как определяется повышение давления при гидравлическом ударе?

37. Какими признаками характеризуется истечение жидкости из отверстия в тонкой стенке сосуда?

38. При каких условиях короткую трубу можно рассматривать как внешнюю цилиндрическую насадку?

39. Формулы скорости и расхода для истечения жидкости из отверстия и через насадки.

40. Как связаны между собой коэффициенты скорости -

, сжатия - , расхода - , сопротивления - .

41. Какая форма насадки обеспечивает наибольший расход при заданной величине отверстия в стенке сосуда?

42. Какое оказывает влияние напор на величину коэффициента расхода при истечении через цилиндрические насадки?

43. Как рассчитывают затопление отверстия и насадки?

44. Перечислить простейшие случаи фильтрации несжимаемой жидкости и газа.

42. Дать определение коэффициента фильтрации.

43. Сформулировать основные законы фильтрации.

44. Что такое коэффициент фильтрации?

45. Безнапорное и напорное движение жидкости в пористой среде.

46. Какими свойствами обладают глинистые растворы?

47. Какой вид принимает формула напряжения внутреннего трения для глинистых растворов?

48. Какие силы действуют на частицу разбуренной породы в восходящем потоке глинистого раствора?

49. Чем характеризуется структурный режим движения?

50. Написать выражение обобщенного числа Рейнольдса, установленного Е. З. Рабиновичем и пояснить входящие в него члены.

51. Каково устройство и принцип действия гидравлического пресса?

52. Почему в расходомере Вентури давление в узком сечении меньше, чем в широком?

53. Каково принципиальное устройство скоростной трубки Прандтля и что она измеряет?

54. В чем заключается гидростатический парадокс?

55. Описать явление кавитации.

56. Что такое параледьно-прямолинейная фильтрация жидкости и каков закон Дарси для нее?

57. Записать формулу Дюпюи для несжимаемой жидкости. Описать каждую величину.

58. Каковы качественные характеристики насадков различного вида и области их применения?

59. В чем преимущества и недостатки механических манометров по сравнению с жидкостными?

60. Как называются приборы для измерения плотности и вязкости жидкости? Принцип их действия.

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Примеры задач

Пример 1. В вертикальном цилиндрическом резервуаре диаметром d = 4 м хранится 100 т нефти, плотность которой при 0 ºС ρ₀ = 850 кг/м³. Определить изменение уровня в резервуаре при изменении температуры нефти от 0 до 30 ºС. Расширение резервуара не учитывать. Коэффициент теплового расширения нефти принять равным β_Т = 0,00072 1/градус.

Решение: Объем, занимаемый нефтью при температуре 0 ºС:

В соответствии с формулой (1.8) изменение объема при изменении температуры на 30 ºС:

Изменение уровня нефти в резервуаре:

Пример 2. Удельный вес бензина γ = 7063 Н/м³. Определить его плотность.

Решение:

кг/м³

Пример 3. Определить абсолютное и избыточное гидростатическое давление

рис. 20

в точке А (рис.), расположенной в воде на глубине

, и пьезометрическую высоту для точки А, если абсолютное гидростатическое давление на поверхности .

Решение:

Согласно основного уравнения гидростатики абсолютное гидростатическое давление в точке А определится:

.

Избыточное давление в точке А равно:

Пьезометрическая высота для точки А равна:

Можно отметить, что пьезометром удобно измерять только относительно малые давления, в противном случае требуется большая высота пьезометра, что неудобно в эксплуатации. Определить эти же величины U – образным манометром, заполненным ртутью. По поверхности раздела

ртути и воды давления со стороны резервуара и открытого конца манометра будут одинаковы:

Следовательно, избыточное давление в точке А уравновешивается весом столба ртути высотой

над поверхностью раздела :

Находим высоту ртутного столба

:

,

где

– плотность ртути.

Задача 4. После очистки всасывающей линии (l = 10 м, d = 200 мм) насосной установки (к.п.д. η_нас = 0,65) коэффициент местного сопротивления фильтра ζ_ф уменьшился с 40 до 10, а эквивалентная шероховатость труб с 1 до 0,1 мм. Подача насоса Q = 0,07 м³/с. Определить годовую экономию электроэнергии от этой операции. Температура воды 20°С.

Решение.

1. Определим среднюю скорость воды во всасывающей трубе:

2. Определим уменьшение потерь напора в фильтре:

Здесь и далее индексы 1 и 2 относятся к моментам до и после очистки линии соответственно.

3. Определим уменьшение потерь напора в трубе, используя формулу (4.2):

< Re,

поэтому как до, так и после очистки трубы зона сопротивления квадратичная (∆₁ > ∆₂) и, следовательно,

< ).

По формуле

Тогда

4. Найдем общее уменьшение потерь напора во всасывающей линии:

5. Вычислим годовую экономию электроэнергии. Уменьшение затрат мощности (см. (2.13)):

Годовая экономия электроэнергии А = ∆N Т = 8,17·10³·8,64·10³·365 = 2,58·10¹¹ Вт·с = 71,6 МВт·ч.

Пояснение: в сутках 86,4·10³ с.

Методические указания к решению задач №1 - 13

При решении задач используются основные свойства жидкости: плотность сжимаемость, коэффициенты температурного расширения и объемного сжатия, коэффициенты кинематической и динамической вязкости, условная вязкость через градус Энглера.

Методические указания к решению задач №14 – 22, 25 – 27,48