Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Контрольная работа по дисциплине: «Гидравлика в строительстве»
Задача
Пожарный прорезиненный рукав внутренним диаметром D и длинной l подсоединен к напорному трубопроводу T через задвижку K, давление после которой р замеряется манометром Рукав заканчивается насадкой (стволом) диаметром на выходе d, коэффициентом сжатия струи и коэффициентом сопротивления ; он поднят над точкой подсоединения к трубопроводу на высоту H. Под действием давления из пожарного ствола вылетает струя воды ( = 1000 кг/м3).
Определить расход Q струи, вылетающей из пожарного ствола.
Исходные данные
Величина Единица
измерения Вариант
D
d
H
p мм
м
мм
_
_
м
кПа 50
120
30
0.2
0.95
10
800
Решение
Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2. Сечение 1-1 совпадает с местом установки манометра, а сечение 2-2 расположено непосредственно за выходом из насадка
(1)
где z1, z2 – геометрические напоры соответственно в сечениях 1-1 и 2-2;
р1, р2 – давление в сечениях;
υ1, υ2 – скорость потока жидкости в сечениях;
ρ – плотность жидкости;
g – ускорение свободного падения;
Σh1-2 – сумма потерь напора между сечениями 1-1 и 2-2.
За плоскость сравнения примем горизонтальную плоскость, проходящую через сечение 1-1. Тогда можно записать: — как избыточное
Заменив скорости расходами по уравнению неразрывности, получим:
Для прорезиненного рукава согласно [4] можно принять λ=0,025
Тогда
Задача 8.14
Вода ( = 1000 кг/м3) из резервуара А подается в резервуар В по системе труб, состоящей из пяти участков длиной i из не новых стальных водопроводных труб диаметром di .Отметки уровней воды в резервуарах zA и zB, отметка наинизшего сечения трубопровода на стыке 3-го и 4-го участков zC .
Определить манометрическое давление воды pC в наинизшем сечении трубопровода.
Исходные данные
Величина Единица
измерения Вариант
zA
zB
zC
d3,4
d1,2,5
1
2
3
4
5
м
м
м
мм
мм
км
км
км
км
км 118
72
61
100
150
0,2
0,82
0,41
0,52
1,40
Решение
Рассматриваемая сеть, соединяющая резервуары А и В, представляет собой сложный трубопровод, состоящий из последовательного соединения двух простых и разветвлённого участков.
Потери напора h_W можно определить по формуле:
h_W=Q^2/K^2 ∙l
где Q – расход;
li – длина участка трубопровода;
K – модуль расхода (расходная характеристика). Из [2], для заданных диаметров и для неновых стальных водопроводных труб, находим:
d1,2,5=150 мм, К1,2,5=107,8 л/с;
d3,4=100 мм, К3,4=59,6 л/с
Для первого участка справедливо следующее соотношение для расчета потерь напора
h_1=Q^2/(K_1^2 )∙l_1
Для разветвлённого участка
h_2=h_3+h_4
Q=Q_2+Q_3
h_2=(Q_2^2)/(K_2^2 )∙l_2
h_3=(Q_3^2)/(K_3^2 )∙l_3
h_4=(Q_3^2)/(K_4^2 )∙l_4
Определим соотношение расходов в трубопроводах при параллельном соединении
(Q_2^2)/(K_2^2 )∙l_2=(Q_3^2)/(K_3^2 )∙l_3+(Q_3^2)/(K_4^2 )∙l_4
Q_2^ =Q_3^ √((K_2^2)/l_2 (l_3/(K_3^2 )+l_4/(K_4^2 )) )
Q_2^ =Q_3^ √((〖107,8〗_^2)/820 (410/(〖59,6〗_^2 )+520/(〖59,6〗_^2 )) )=1,93∙Q_3^
Тогда можно записать
Q=Q_3+1,93∙Q_3^
Q=2,93〖∙Q〗_3^
Q_3^ =0,341∙Q
Q_2^ =0,658∙Q
Для следующего (пятого) участка
h_5=Q^2/(K_5^2 )∙l_5
Тогда для всей сети можно записать
〖Н=h〗_1+h_2+h_5
〖Z_А-Z_B=h〗_1+h_2+h_5
Z_А-Z_B=Q^2/(K_1^2 )∙l_1+(Q_2^2)/(K_2^2 )∙l_2+Q^2/(K_5^2 )∙l_5
Z_А-Z_B=Q^2/(K_1^2 )∙l_1+(〖0.664∙Q〗_^2)/(K_2^2 )∙l_2+Q^2/(K_5^2 )∙l_5
Q=√((Z_А-Z_B)/(l_1/(K_1^2 )+(0.658∙l_2)/(K_2^2 )+l_5/(K_5^2 )))
Q=√((118-72)/(200/(〖107,8〗_^2 )+(0.658∙820)/(〖107,8〗_^2 )+1400/(〖107,8〗_^2 )))=15,8 л/с
Определим давление в наинизшей точке трубопровода
p_C=ρ∙g∙(〖Z_А-Z_C-h〗_1-h_3 )
p_C=ρ∙g∙(Z_А-Z_C-Q^2/(K_1^2 )∙l_1-(Q_3^2)/(K_3^2 )∙l_3 )
p_C=ρ∙g∙(Z_А-Z_C-Q^2/(K_1^2 )∙l_1-(〖0.113∙Q〗_^2)/(K_3^2 )∙l_3 )
p_C=1000∙9.81∙(118-61-〖15,8〗^2/(〖107,8〗_^2 )∙200-(〖0.341∙15,8〗_^2)/(〖59,6〗_^2 )∙410)=0.42 МПа
Список использованных источников
1. Тужилкин А.М., Степанов В.М., Злобин Е.К., Калиничев В.Н. Вислогузов В.М. Примеры гидравлических расчетов: учебное пособие. – М.: Изд-во АСВ, 2008. – 167 с., 132 ил.
2.Курганов А.М., Федоров Н.Ф. Гидравлические расчеты систем водоснабжения и водоотведения: справочник / Под ред. А.М. Курганова – 3-е изд., — Л.: Стройиздат, 1986.- 440 с.
3. Андреевская А.В. и др. Задачник по гидравлике.- М.: Энергия, 1970. -с.566.
4. Сборник задач по машиностроительной гидравлике: Уч. пособие для машиностр. вузов/Д.А. Бутаев, и др.; Под ред. И.И. Куколевского и Л.Г.Подвидза – М.: Машиностроение, 1981. – 464 с., ил.
Ссылка на первоисточник:
https://acato.ru
