База задач по гидравлике

(а) Записать определение термина «ламинарный поток жидкости».
(б) Сформулировать определение и записать уравнение неразрывности ламинарного потока жидкости.

\begin{tabular}{|c|c|c|c|}
\hline \multirow[b]{2}{*}{Величина} & \multicolumn{3}{|c|}{Сечение} \\
\hline & 1 & 2 & 3 \\
\hline & 0.68 & 0.14 & 0, 14 \\
\hline Потенциальный напор \( H, \mathrm{~m} \) ( \( { }_{\text {Гидродинамический напор осевой струйки }} h_{0} \), м & 1.73 & 0148 & 0.16 \\
\hline Скодродинамический напорой напор осевой струйки \( h_{u}=h_{0}-H \), м & & & 0.2 \\
\hline Скоростной напор осевой струйки \( h_{u}=h_{0} \) & 5 & & \\
\hline Скорость осевой струйки \( u=\sqrt{2 g h_{u}} \), м/с & 3, 4 & 2, & \( \theta \), \\
\hline Объём воды \( W \), м \( ^{3} \) & 10.019 & & \\
\hline Время \( t \), c & 30.6 & & \\
\hline Расход воды \( Q=W / t, \mathrm{~m}^{3} / \mathrm{c} \) & 0,00 & & \\
\hline Внутренний диаметр трубы \( d \), м & 00.281 & 1). \( 0 \downarrow 3 \) & Q0,362 \\
\hline Площадь живого сечения потока \( \omega=\pi d^{2} / 4, \mathrm{~m}^{2} \) & 0,0006 & 0,0004 & 0,001 \\
\hline Средняя скорость потока \( V=Q / \omega, \mathrm{m} / \mathrm{c} \) & 1 & 013 & U, 6 \\
\hline Скоростной напор потока \( H_{V}=\alpha V^{2} /(2 g) \), м & 4,9 & 0,08 & 1,7 \\
\hline Полный напор потока \( H_{0}=H+H_{V} \), м & 5,58 & 0,32 & 184 \\
\hline Расстояние между сечениями \( \Delta l \), м & 2, 3 & & 75 \\
\hline Потеря полного напора на участке \( -\Delta H_{0} \), м & \[
5.26
\] & & \\
\hline Потеря пьезометрического напора на участке \( -\Delta H \), м & & & \\
\hline Пьезометрический уклон \( i_{\mathrm{p}}=-\Delta H / \Delta l \) & & & \\
\hline Гидравлический уклон \( J=-\Delta H_{0} / \Delta l \) & & & \\
\hline
\end{tabular}

По результатам эксперимента постройте пьезометрическую и напорную линии для потока.

Определить пропускную способность самотеч¬ного трубопровода диаметром Dн х  мм и длиной L км при разности нивелирных отметок начальной и конечной точек трубо¬провода Z, м.
Физико-технические свойства нефтепродукта ( и 20) приведены в табл. 3.
Таблица 1.13
№ варианта Dн,
мм L,
км Z,
м *106,
м2/с 20,
кг/м3
1 1594 1,0 10 7 850

Выполнить проектировочный расчёт объемного гидравлического привода технологической машины, используя следующие исходные данные:

(тема работы, номер задачи)

Тип гидронасоса – аксиально поршневой нерегулируемый
Тип гидродвигателя – два поршневых гидроцилиндра с односторонним штоком
Нагрузка на рабочем органе – 2×250 кН, скорость рабочего органа – 2×0,05 м/с, длина рабочего хода – 1000 мм
Расчётная длина напорной гидролинии – 6 м, расчётная длина сливной гидролинии – 6 м
Количество распределителей – два трёхпозиционных с электромагнитным управлением
Режим работы гидропривода – средний
Рабочая жидкость – минеральное масло, диапазон рабочих температур – 0–40°C


➤ принципиальная схема спроектированного гидропривода, Выполнить!

Диаметр трубы составляет 215*13 мм, которая сужается и переходит в трубу диаметром 56*8 мм и далее поднимается на высоту 21 м. По трубопроводу течет вода с расходом 60 м3/час (температура 20 С). Нижний манометр показывает давление, равное 5 кГс/см2. Рассчитать показание верхнего манометра.

Спроектировать принципиальную гидравлическую схему, рассчитать и выбрать параметры гидросистемы. Дано: гидрораспределитель - электро-гидро-управление, регулятор скорости рабочего хода – регулятор потока, место установки регулятора – на выходе, место установки фильтра – линия слива. Усилие зажима – 20000, расчетная нагрузка – 12000, расчетное давление – 2,5, скорость быстрого подвода – 4,0, скорость рабочей подачи – 0,8, длина трубопровода: подвод – 3,0, слив – 2,5.

Рассчитать трубопровод и подобрать центробежный насос для подачи глицерина 100%-ного с начальной температурой 3°С при расходе Q = 20 м3 /ч из емкости в колонну. Коэффициент сопротивления теплообменника ζт = 15. Разность уровней в сосудах h=9 м, давление в колонне p изб = 0,11, в емкости p0=740 мм рт.ст. Трубопровод состоит из трех участков, длина которых lB=6 м, lH1 =18 м, lH2 = 20 м. Коэффициент сопротивления обратного клапана с сеткой принять равным 7,0. Материал трубопровода – сталь нержавеющая, относительная шероховатость трубы ∆= 0,4 мм.

Определить напор, развиваемый системой двух параллельно соединенных насосов НМ 5000-210, характеристики которых заданы уравнениями если известно, что они перекачивают сырую нефть с расходом (8000+v) м3/ч.

По трубопроводу (рис. 64) течет вода с расходом Q=16 л/с. Определить,
какой диаметр d2 должен иметь трубопровод для обеспечения всасывания воды из
резервуара на высоту h=1,5 м. Потери не учитывать, d1=120 мм, избыточное давление p1=15 кПа.

Инженеру на водоочистной станции поручено спроектировать вертикальный резервуар в форме цилиндра для хранения очищенной воды. Известно, что резервуар должен вмещать 50 000 литров воды.

Условия задачи:

Объём резервуара — 50 000 л (или 50 м³, т.к. 1 м³ = 1000 л).

Радиус основания резервуара — 2 метра.

Нужно найти высоту резервуара.

Также нужно вычислить площадь поверхности, которую нужно покрасить (внешняя сторона без дна).

Поршень 1 гидравлического пресса имеет диаметр (рис. 3). Сила , дей-ствующая на поршень 1, создает усилие на поршне 2 . Определить диа-метр поршня 2. Коэффициент полезного действия пресса принять равным 0,85.

Система на 1 гидроэлеватор . Водоем на расстоянии 60 метров. Рассчитать объем воды в АЦ.

6. Построение графика зависимости расхода Q от напора насоса H

Поскольку по уравнению потока видна зависимость от H в виде квадратного корня, запишем общую зависимость:

v = √[ (2∙g∙H∙d) / (f∙L) ]   Q = (π∙d²/4)∙v = (π∙d²/4)∙√[ (2∙g∙H∙d)/(f∙L) ]

Условно можно рассмотреть изменения Q при варьировании H от 0 до, например, 32 м. Для численных расчётов при тех же параметрах (d = 0,100 м, L = 342,2 м, f = 0,02, g = 9,81 м/с²) получим степенную зависимость Q ∝ √H.

Ниже представлен пример программы на Python с использованием библиотеки matplotlib для построения графика.

Выполнить построение графика

Выполни подробную проверку пропускной способности технологического трубопровода для бензина АИ-92: Дано: участок: "насосная станция – резервуар РВС № 47": протяженность – 422,4 м, наружный диаметр – 108,0 мм, толщина стенки – 4,0 мм. Насос в насосной станции - КМН 100-80-160. Материал трубы - сталь 09Г2С; На участке в состав технологического трубопровода входит: запорная арматура в количестве - 3 ед. Разница высот между началом и концом трубопровода считать, незначительной, так как всё находится на одном уровне от земли. Плотность бензина АИ-92 - 760 кг/м3; При температуре 20°С вязкость бензина АИ-92 составляет от 0,5—0,7 мм2/с. Принимаем - 0,7 мм2/с. Рабочую температуру бензина принимаем 20°С; Давление на выходе из технологического трубопровода (P2) равно атмосферному 760 мм ртутного столба. Требуется подробное решение задачи с подробным описанием каждого этапа и вывода в конце.

Требуется решить задачу на проверку пропускной способности технологического трубопровода на нефтебазе:
Исходные данные:
протяженность L=370,4 м;
наружный диаметр D=108,0 мм=0,108 м;
толщина стенки t=4,0 мм=0,004 м;
внутренний диаметр d=D-2∙t=0,108-2∙0,004=0,100 м;
продукт: бензин АИ-92 (ρ=760 кг/м^3 );
напор насоса – 32 м;
подача насоса – 100 м^3/час.
материал трубопровода - 09Г2С;
шероховатость - возьмём, как новые трубы;
по высоте: трубопровод находится на одном уровне, без перепада высот;
давление насыщенного пара принимаем - 10,6 кПа;
Результаты расчётов необходимо выполнить построение графика зависимости напора от подачи.

Определить основные размеры двухпоршневого насоса двух-стороннего действия с подачей 1,25 найти напор и мощность при работе насоса на сеть, характеристика которой выражена уравнением Н =50 + 6.0 Q2. Насос приводится в движение через клиноременную и зубчатую передачу от элек-тродвигателя с частотой вращения 1500

Требуется решить задачу на проверку пропускной способности технологического трубопровода на нефтебазе:
1. Исходные данные:
- протяженность – 422,4 м, наружный диаметр – 108,0 мм, толщина стенки – 4,0 мм;
- протяженность L=390,3 м;
- наружный диаметр D=108,0 мм=0,108 м;
- толщина стенки t=4,0 мм=0,004 м;
- внутренний диаметр d=D-2∙t=0,108-2∙0,004=0,100 м;
- продукт: бензин АИ-92 (ρ=760 кг/м^3 );
- напор насоса – 32 м;
- подача насоса – 100 м^3/час.
- материал трубопровода - 09Г2С;
- шероховатость - возьмём, как новые трубы;
- по высоте: трубопровод находится на одном уровне, без перепада высот;
- давление насыщенного пара принимаем - 10,6 кПа;

Результаты расчётов необходимо выполнить построение графика зависимости напора от подачи.

Необходимо выполнить решение задачи:
Проверить пропускную способность технологического трубопровода:
- протяженность – 422,4 м, наружный диаметр – 108,0 мм, толщина стенки – 4,0 мм;
- протяженность L=422,4 м;
- наружный диаметр D=108,0 мм=0,108 м;
- толщина стенки t=4,0 мм=0,004 м;
- внутренний диаметр d=D-2∙t=0,108-2∙0,004=0,100 м;
- продукт: бензин АИ-92 (ρ=760 кг/м^3 );
- напор насоса – 32 м;
- подача насоса – 100 м^3/час.

Решение необходимо написать подробно, по каждому шагу.

1) исходные данные - расход воздуха Vм/час и конфигурация сети воздухопроводов - его длина и форма (по вариантам). Диаметры участков воздухопроводов, гидравлические сопротивления и Аэродинамический расчет осуществляется для каждого участка (с учетом его длины суммарных коэффициентов местных Вначале определяют требуемый диаметр, по известной величине расхода (величину скорости движения воздуха принимают в интервале 12-18 м/с на входе и 10-15 м/с на выходе вентилятора).

Необходимо решить следующую задачу:
Выполнить проверку нижнего устройства слива (УСН-150П) с цистерны, находящейся на ж/д эстакаде на нефтебазе, а именно: выполнить гидравлический расчёт:
Цель: Определение пропускной способности УСН-150П и соответствия её требуемой скорости слива нефтепродукта.
Основные параметры УСН-150П:
- Диаметр условного прохода, мм = 150;
- Условное давление, МПа = 0,6;
- Скорость слива нефтепродуктов (не более), м/с = 5,0;
- Расчётная пропускная способность, м^3/час (не более) = 320;
- Время приведения устройства в рабочее положение, не более мин. = 7,0;
- Усилие, прикладываемое к устройству во время затяжки патрубка сливного прибора, Н не более = 200;
- Температура продукта в подогревающей рубашке, градусов по Цельсию, не более = 125;
- Давление продукта в подогревающей рубашке не более, МПа = 0,4.

Объём цистерны - 60 куб.м;

Продукт - бензин АИ-92;

Протяженность длины технологического трубопровода до насоса (всасывание) - 121,2 м.

Необходимо подробно решить задачу, расписать всё по шагам. При необходимости и для большей ясности выполнить построение диаграмм, графика. Подойти, пожалуйста, к заданию серьёзно.

46. Определить начальную скорость истечения жидкости через отверстие диа
метром d=20мм из сосуда (рис. 5.6), заполненного слоями воды и масла (плот
ностью ρм=880 кг/м3) одинаковой высоты h=0,8м. Сравнить полученный ре
зультат с начальной скоростью истечения для случаев, когда сосуд заполнен
только водой или только маслом до уровня 2h.

Для варианта, рассмотренного в задаче 1, определить допустимую геометрическую высоту расположения насоса над уровнем всасываемой воды из условия бескавитационной работы. Диаметр всасывающего патрубка dвс = 500 мм, абсолютное давление на поверхности воды pд = 100 кПа, температура воды Tвод = 293 К, суммарные потери напора во всасывающей трубе hвс = 0,25.

короткая трубка сечением S в начале испытывает сужение сечения к концу в 2 раза. Какую разность давлений между концом и началом трубки нужно приложить чтобы обеспечить скорость движения в начале трубки V. Трением воды о стенки пренебречь

Керосин (плотностью 850 м3 /с) перекачивается по горизонтальной трубе длиной l и диаметром d в количестве Q в атмосферу. Определить потребный напор, если vкер=0,025 Ст и шероховатость стенок труб - ∆. Местные гидравлические сопротивления учесть суммарным коэффициентом ∑fм. Q, л/с 99,2
l, м 45
d, мм 35
∆, мкм 20
∑fм 3,5