Выбор номеров задач по буквам фамилии Таблица 1    

Буквы фамилии	Номера заданий
	Задание 1 (по 1-й букве)	Задание 2 (по 2-й букве)	Задание 3 (по 3-й букве)	Задание 4 (по 4-й букве)	Задание 5 (по 5-й букве)
А Л Х	1	11	21	31	41
Б М Ц	2	12	22	32	42
В Н Ч	3	13	23	33	43
Г О Ш	4	14	24	34	44
Д П Щ	5	15	25	35	45
Ж Р Ь	6	16	26	36	45
Е С Ы	7	17	27	37	47
З Т Э	8	18	28	38	48
И У Ю	9	19	29	39	49
К Ф Я	10	20	30	40	50

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

  Задача 1. Трубопровод состоит из трёх последовательно соединённых  участков труб,  внутренние диаметры  которых  d1 = 50 мм, d2 = 75 мм, d3 = 80 мм. Определить средние скорости жидкости  на   участках,  если объёмный расход в  трубопроводе Q = 50 л/мин. Задача 2. Вычислить гидрав- лический радиус потока воды в от- крытом канале трапецеидального се- чения с размерами: b = 2,7 м, h = 0,7 м, α = 30° (рис. 3.1). Задача 3. Для потока жидко-   Рис. 3.1. К задаче 2 сти в трубе квадратного сечения с размерами 0,8 × 0,8 м вычислить зна-   чения гидравлического радиуса при заполнении трубы жидкостью до высоты h = 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 м. Построить график измене- ния гидравлического радиуса R в зависимости от высоты уровня h жидкости в трубе. Задача 4. По полностью затопленному трубопроводу пе- рекачивается жидкость со скоростью V = 0,4 м/с. Определить расход жидкости Q, если гидравлический радиус R = 0,018 м. Задача 5. Труба, по которой течет вода, имеет перемен- ное сечение. Определить скорость во втором сечении, если ско- рость в первом сечении V1 =0,07 м/с; d1 =0,25 м; d2 =0,35м. Задача 6. В шлюзовой камере, имеющей ширину b = 35 м и длину l = 270 м, уровень воды за время τ = 0,4 ч понижается на ∆h = 6 м. Определить средний расход Q в водоспускных трубах. Задача 7. По трубопроводу диаметром d = 175 мм пере- качивается нефть плотностью ρ = 850 кг/м³ в количестве 1240 т. в сутки. Определить секундный объемный расход нефти Q и среднюю скорость ее течения V.   Задача 8. Для потока жидкости прямоугольного сечения с площадью живого сечения S = 1,4 м² найти такие размеры пото- ка b и h, чтобы гидравлический радиус был наименьшим. Задача 9. Теплообменник изготовлен из стальных труб диаметром 75×3 мм. По трубам проходит газ под атмосферным давлением. Требуется найти необходимый диаметр при работе с тем же газом, но под давлением ризб = 7 кгс/см², если требуется скорость газа сохранить прежней при том же массовом расходе газа и том же числе труб. Задача 10. По трубопроводу диаметром d = 150 мм перека- чивают мазут удельным весом γ = 0,95 т/м³. Определить объемный расход Q и среднюю скорость V, если весовой расход G = 52 т/ч. Задача 11. Определить давление жидкости в сечении 2–2 при удельном весе γ = 9500 Н/м³. Известно, что в сечении 1–1 скорость равна V1 = 1,2 м/с, давление p1 = 3,0 ат. Площадь в се- чении 1–1 в 3,5 раза больше площади в сечении 2–2. Жидкость считать идеальной. Задача 12. По трубопроводу диаметром d = 250 мм дви- жется жидкость плотностью r = 980кг/м³. Массовый расход ее равен М = 220 т/ч. Определить: 1) при каком давлении р в сече- нии, расположенном на высоте z = 2,2 м, гидравлический (пол- ный) напор равен Н = 27 м; 2) пьезометрический и скоростной напоры в данном сечении. Задача 13. По трубопроводу диаметром d = 125 мм пере- качивается нефть с расходом Q = 14,0 дм³/с. Определить режим движения жидкости и критическую скорость при температуре t = 10 °C. Задача 14. Вычислить давление в сечении 1–1 трубопро- вода, по которому движется жидкость плотностью ρ = 850 кг/м³ (см. рис. 3.2). Известно, что скорость жидкости в сечении 1–1 трубопровода равна V1 = 1,0 м/с, площадь в сечении 1–1 в 3 раза больше площади в сечении 2–2. Разность геометрических высот центров тяжести сечений принять равной ∆h = 7,5 м. Жидкость считать идеальной.   Рис. 3.2. К задачам 14, 15 Задача 15. Определить среднюю скорость движения воды (рис. 3.2) в сечении 2–2, если в сечении 1–1 скорость V1 = 1,0 м/с, давление p1 = 1,1 ат. Давление в сечении 2–2 p2 = 1,0 ат. Центр тяжести сечения 2–2 находится ниже центра тяжести сечения 1–1 на величину Δh = 2,7 м. Потери давления на преодоление гидравлических сопро- тивлений равны hw = 1,2 м.   Рис. 3.3. К задаче 16 Задача 16. Для измерения ско- ростных напоров применяется гидро- метрическая трубка (рис. 3.3), состоящая из пьезометра и трубки Пито. Опреде- лить местную скорость движения жид- кости в трубопроводе, если разность по- казаний в трубке Пито и пьезометре равна ∆h = 600 мм. Жидкость считать идеальной. Задача 17. В сужающуюся трубу подаётся вода расходом Q = 0,085 л/с при температуре t =10^oC. Определить   режим движения в широкой и узкой части, если d1 = 50 мм и d2 = 30 мм. Задачи 18–20. Воздух плотно- сти ρ, имея скорость на подходе к зданию, равную ub, над коньком зда- ния имеет скорость, равн ую ua (рис. 3.4). Давление на подходе к зданию и в самом здании равно атмосферному, благодаря этому в в фонаре здания Ф  

2

3            Рис. 3.4. К задачам 18–20   создается тяга Δр вентиляционного потока. Потерями напора мож- но пренебречь. Пользуясь данными табл. 13, определить величины, отмеченные в ней знаком вопроса. Таблица 13

№ зад.	ρ, кг/м3	ua, м/с	ub, м/с	Δр, Па
18	1,22	8	19	?
19	?	16	26	240
20	1,1	22	?	320

  14.   Рис. 3.5. К задачам 21–24 Задачи 21–24. Пользуясь справочными                    материалами, определить сумму коэффициен- тов  местных          сопротивлений трубы диаметром d, соединяю- щей два резервуара (рис. 3.5) и имеющей местные сопротивле- ния 1–5. Данные, необходимые для решения задачи, взять из табл.     Таблица 14

№ задания	Диаметр трубы d, мм	Местные сопротивления
1	75	1)    вход в трубу из резервуара с острыми кромками; 2)      задвижка при степени открытия 3/8; 3)     колено с закруглением, радиус поворота Rп = 200 мм; 4)      поворот трубы без закругления на 90о; 5)      выход из трубы
2	200	1)  вход в трубу из резервуара при закругленных кромках и плавном входе; 2)  задвижка при степени открытия 5/8; 3) 2 колена с закруглением, радиус поворота Rп = 350 мм; 4)  обратный клапан с сеткой; 5)  выход из трубы

  Окончание табл. 14

№ задания	Диаметр трубы d, мм	Местные сопротивления
3	50	1)  вход в трубу из резервуара при закругленных кромках и весьма плавном входе; 2)  кран (α = 40о); 3)  2 поворота трубы без закругления на 90о; 4)  сетка; 5)  выход из трубы
4	100	1) вход в трубу из резервуара с острыми кромками; 2)  кран (α=20о); 3) колено с закруглением, радиус поворота Rп = 250 мм; 4)  поворот трубы без закругления на 90о; 5)  выход из трубы

  Рис. 3.6. К задачам 25–27 Задачи 25–27. Насос забирает воду с  вязкостью ν =10^-6 м²/с, в количестве Q, из водоема, уровень воды в котором расположен на от- метке zв, отметка оси насоса zн. Всасывающая линия представляет собой трубу диаметром d, длиной l, ше- роховатостью Δ. Она обору-   дована обратным клапаном с сеткой и задвижкой (рис. 3.6). По- ворот всасывающей линии на 90^о выполнен в виде колена с за- круглением Rп = 2d. При работе насос обеспечивает вакуум p / ρg. Данные для решения задачи взять из табл. 15. Найти величины, отмеченные в ней знаком вопроса. Таблица 15

№ зада- чи	Расход Q, л/с	Диаметр d, мм	Шерохова- тость Δ	Отметка воды zв, м	Отметка насоса zн, м	Длина трубы l, м	Вакуум p/ρg, м. вод. ст.
25	17	200	0,22	26,7	?	7	5
26	19	125	0,15	?	17	10	4
27	62	300	0,35	28,1	32,2	9	?

    28–30   Рис. 3.7. К задачам Задачи 28-30. Пневмоустановка (рис. 3.7) служит для подачи воды (ρ = 1000 кг/м³, ν = 10^-6 м²/с) в открытый ре- зервуар на высоту H под действием ма- нометрического давления p0 по трубе диаметром d, длиной l, шероховатостью Δ. Труба имеет два поворота на 90^о (ко- лено с закруглением Rп = 2d) и обору- дована краном (α = 20^о). Данные для решения задачи взять из табл. 16. Найти величины, отмеченные в ней знаком вопроса.   Таблица 16  

№ за- дачи	Расход Q, л/с	Диаметр d, мм	Шероховатость Δ	Давление р0, МПа	Высота Н, м	Длина трубы l, м
8	4	75	0,22	?	11	17
9	?	90	0,27	0,2	16	18
10	3	50	0,15	0,12	?	22

Задачи 31-34. Самотечная труба  переменного сечения (рис. 3.8) диаметрами d и D, с местными сопротивлениями (вход в трубу под углом b), колено, внезапное сужение, проходной вен- тиль, внезапное расширение и выход из трубы) соединяет между собой 2 закрытых резервуара с жидкостью плотностью r. Давле- ние паров жидкости р01 и р02, перепад уровней воды Dz. Коэффи- циент сопротивления проходного вентиля xвен = 0,3.   Рис. 3.8. К задачам 31–34 Построить напорную и пьезометрическую линию для по- тока жидкости в трубе, принимая коэффициент гидравлического трения l = 0,02. Данные для решения задачи взять из табл. 17. Таблица 17  

Величина	Единица измерения	Вариант
		31	32	33	34
l	м	12	10	11	9
d	мм	32	25	32	40
D	мм	75	50	75	50
Dz	м	1,8	1,5	1,7	1,9
r	кг/м3	950	970	1010	960
p01	мм рт. ст.	215	220	208	210
p02	кПа	22	27	22	23
b	град.	45	30	45	30

    Рис. 3.9. К задаче 35 Задача 35. Из напорного бака А подается расход Q = 20 л/с в пункт Е на отметку НЕ. Последовательно соединенные трубы АВЕ с размерами l1 = 400 м, d1 = 175 мм, l2 = 380 м, d2 = 125 мм, не обеспе- чивают пропуска заданного расхода. Определить диаметр d3 до- полнительной трубы BDE длиной l3 = 418 м, уложенной параллель- но, чтобы при расчетных отметках НА = 18 м, НЕ = 4 м система труб обеспечивала заданный расход. Трубы стальные нормальные. Рис. 3.10. К задаче 36 Задача 36. Расход Qв = 28 л/с поступает из напорного бака А в пункт В по двум параллельно соединенным трубопроводам (рис. 3.10). Размеры параллельно соединенных труб l1 = 422 м, d1 = 155 мм, l2 = 398 м, d2 = 100 мм. Параллельно соединенные трубы сталь- ные нормальные. Определить: 1) отметку НА горизонта воды в напорном баке и расходы Q1 и Q2 по параллельным ветвям; расход Qc, который можно получить в конце добавочной ветви ВС (l3 = 270 м,   d3 = 150 мм), если увеличить начальный напор НА на 1,0 м; при этом расход Qв не меняется. На ветви ВС труба стальная новая. При определении расхода Qc учесть, что потери и расходы на парал- лельных участках увеличатся по сравнению со значениями, полу- ченными в п. 1.     Рис. 3.11. К задаче 37   = 28 м. Трубы нормальные. Задача 37. При распо- ложении трубопроводов, пока- занном на рис. 3.11, опреде- лить расход Q3 в трубопроводе ВС и диаметр d3 этого трубо- провода. Расход по ветви АМВ равен Q2 = 7 л/с,  l1  =  412  м, d1 = 150 мм, l2 = 386 м, d2 = 125 мм, l3 = 280 м. Отметка уровня жидкости в напорном баке НА     Рис. 3.12. К задачам 38–40 Задачи 38–40. Рассчитать водопроводную сеть согласно схеме и определить минимальную высоту водонапорной башни Нб если свобод- ный напор у потребителей должен быть не меньше 10 м, а геодезические отметки соответствующих точек равны: zБ =25 м, zC = 21 м, zД = 18 м, z1 = 17 м, z2 = 16 м, z3 = 15 м. Построить напорную линию. Трубы стальные новые. Данные для решения задачи взять из табл. 18.   Таблица 18

Вариант   Обозначение, размерность	38	39	40
Q1, л/с	22	20	25
Q2, л/с	11	12	15
Q3, л/с	14	15	20
l, м	850	950	1000
l1, м	170	250	300
l2, м	220	280	320
l3, м	300	350	450
l4, м	400	480	550

Задачи 41–50. Определить расход воды, протекающей через цилиндрический, конический насадок или круглое отверстие в тонкой стенке (рис. 2.3) из одного бака в другой, по данным табл.

19. Значение давления дано в атмосферах, ра =1 атм=101325 Па.

Таблица 19

№ задачи	Тип насадка	h1, м	h2, м	Диаметр отв. d, мм	р1, атм	р2, атм
41	Цилиндр	3	6	20	pа	pизб = 0,3
42	Цилиндр	5	0	30	pа	pабс=1,3
43	Цилиндр	8	1	20	pвак = 0,1	pа
44	Цилиндр	3	6	20	pа	pабс = 1,2
45	Отв. в тонкой стенке	8	2	30	pа	pизб = 0,7
46	Отв. в тонкой стенке	2	6	20	pа	pабс = 1,3
47	Отв. в тонкой стенке	4	0	30	pа	pабс = 1,4
48	Сходящийся конус, с углом 13°24′	12	0	30	pа	pизб = 0,8
49	Расходящийся конус, с углом 6°	3	0	30	pабс = 1,4	pа
50	Расходящийся конус, с углом 6°	9	5	20	pа	pа