Рабочая программа для направления (специальности, специализация) - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Примерная программа рекомендуется для направления подготовки (специальности) 3 348.83kb.
Рабочая программа курс: Политическая регионалистика Для специальности... 1 145.21kb.
Рабочая программа курс: Политический анализ и прогнозирование Для... 1 129.09kb.
Рабочая программа курс: Политическая социология Для специальности... 1 98.91kb.
Рабочая программа курс: Этика Для специальности (направления) 1 68.79kb.
Рабочая программа курс: Экономическая теория Для специальности (направления) 1 74.27kb.
Рабочая программа курс: Политическая реклама Для специальности (направления) 1 70.75kb.
Рабочая программа дисциплины «История политической мысли» 1 189.16kb.
Рабочая программа международное воздушное право (специальный курс) 1 117.77kb.
Программа дисциплины Политология для направления 080100. 62 «Экономика»... 1 276.83kb.
Рабочая учебная программа по дисциплине Национальная специфика литератур... 1 102.51kb.
Разработка универсального программного кода для решения трехмерных... 1 127.69kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Рабочая программа для направления (специальности, специализация) - страница №1/1

Министерство образования Российской Федерации

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета ___ ___



­­­­__________________

(И.О.Фамилия)

_________

(дата)

ГИДРАВЛИКА


(название дисциплины)

Рабочая программа для направления (специальности, специализация)__

(номер и название направления, специальности, специализации)
Обеспечивающая кафедра _ теплофизики и гидромеханики____________

Курс


Семестр ____

Учебный план набора ______года с изменениями _______года


Распределение учебного времени

Лекции _______ часов (ауд,)

Лабораторные занятия _______ часов (ауд,)

Практические (семинарские) занятия ____ __ часов (ауд,)

Курсовой проект в _____семестре _________ часов (ауд,)

Курсовая работа в _____ семестре _________ часов (ауд,)



Всего аудиторных занятий _________ часов

Самостоятельная (внеаудиторная) работа _______ часов



Общая трудоемкость _________ часов

Экзамен в __________ семестре

Зачет в _________ семестре

Дифзачет в _________ семестре

____2004__

(год)


1. Рабочая программа составлена на основе ГОС ВПО по направлению (специальности)_____________________, утвержденного ___________, и

________________________

(код и наименование) (дата)

(обозначение или наименование другого документа университетского уровня по направлению, специальности, специализации)


РАССМОТРЕНА и ОДОБРЕНА на заседании обеспечивающей кафедры ___________ТГМ_____________ ____ протокол № _______

(наименование кафедры) (дата)


2. Разработчик(и)


Бульба Елена Евгеньевна, доцент, к.т.н.

Медведев Геннадий Григорьевич, доцент, к.т.н.

3. Зав. обеспечивающей кафедрой ТГМ ___В.С.Логинов____

4. Рабочая программа СОГЛАСОВАНА с факультетом, выпускающими кафедрами специальности; СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану.


Зав. выпускающей кафедрой _____ _________

(подпись) (И.О.Фамилия)



ПРЕДИСЛОВИЕ
Методические указания, включающие программу курса “Гидравлика” и контрольные задания, предназначенные для студентов заочного обучения ИГНД.

Каждый студент выполняет работы по индивидуальным заданиям. При выполнении контрольных работ каждый студент выбирает вариант задачи и номер вопроса в соответствии с номером своего задания.

При самостоятельном изучении курса рекомендуем следующий порядок проработки материала:


  1. познакомиться с программой;

  2. подобрать литературу;

  3. изучить по литературным источникам одну тему программы, конспектируя в тетрадь основные положения и выводы;

  4. проверить свои знания данной темы по вопросам для самопроверки;

  5. приступить к изучению следующей темы.

Каждый студент обязан включить в контрольные задания, высылаемые для проверки в институт все задачи.

Часть величин в задачах приводятся в вариантах, сведенных в таблицу 1, причем номер графы следует брать соответственно последней цифре шифра студента. Например, для шифра 326/17 необходимые данные брать из графы № 7.

Задание должно быть выполнено аккуратно, написано разборчивым почерком. Условия задач можно не переписывать, но схему с буквенными обозначениями и основные данные необходимо привести.

При решении задач, коротко записать вопросы, расчетные формулы, подставить цифры и дать цифровой ответ и размерность. Иногда литература составлена применительно к технической системе, однако необходимо решения выполнять в международной системе единиц “СИ”.

Лабораторные работы выполняются студентами перед сессией в институте на кафедре.
Примерный перечень проводимых лабораторных работ:


  1. Изучение физических свойств жидкости;

  2. Измерение гидростатического давления;

  3. Изучение режимов движения жидкости;

  4. Определение коэффициентов местных сопротивлений и потерь по длине в трубопроводе.


ЧАСТЬ 1. ПРОГРАММА, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ.
ВВЕДЕНИЕ.
“Гидравлика” – наука, которая занимается изучением законов движения и равновесия жидкости, а также закономерностей взаимодействия последней с твердыми телами и преградами. Трудно найти какую-нибудь область инженерной деятельности, в которой не приходилось бы иметь дело с движением жидкости. Не составляет исключения и работа специалистов геологического профиля. При добыче нефти фонтанным и компрессорным способами определить оптимальный дебит скважин невозможно без наличия аналитических зависимостей, устанавливающих связь между расходом и давлением в данной точке потока. Одним из факторов, сопутствующих и осложняющих проведение горных работ, являются фильтрационные потоки грунтовых вод. В этой связи необходимо проведение гидрогеологических исследований, позволяющих определить гидравлические характеристики и фильтрационные свойства грунтов. Законы течения жидкости в пористых средах (фильтрация) также входят в сферу интересов гидромеханики. Изучение курса “Гидравлика” позволяет применять приобретенные знания при проектировании и эксплуатации систем трубопроводов, решении задач транспортировки нефти и газа, правильного подбора насосов и компрессоров, работающих на различные гидросистемы.

ТЕМА 1. КИНЕМАТИКА СПЛОШНОЙ СРЕДЫ.
Описание движения по методам Лагранжа и Эйлера. Поле скоростей, траектория и линия тока. Трубка тока и струя. Ускорение жидкой частицы. Уравнение неразрывности.

Анализ составляющих движения жидкой частицы. Теорема Гельмгольца-Коши.

Потенциальное и вихревое движение, их основные характеристики.

ТЕМА 2. ДИНАМИКА ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ.
Силы, действующие в жидкости: объемные (массовые) и поверхностные. Тензор напряжений. Уравнение динамики сплошной среды в напряжениях. Обобщенный закон Ньютона. Уравнение Навье-Стокса. Условия однозначности.

ТЕМА 3. РАВНОВЕСИЕ ЖИДКОСТИ И ГАЗА.
Напряжение в покоящейся жидкости. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости и газа. Равновесие несжимаемой и сжимаемой жидкости в поле сил тяжести. Относительное равновесие. Силы давления на плоские и криволинейные стенки. Плавание тел. Расчет поплавковых устройств.
ТЕМА 4. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ТЕОРЕМЫ ДИНАМИКИ ИДЕАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ И ГАЗА.
Модель идеальной жидкости. Уравнение движения идеальной жидкости – уравнение Эйлера. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости (несжимаемой). Уравнение Бернулли для изотермического и адиабатического течения идеального газа. Общая форма уравнения энергии для установившегося движения сжимаемой жидкости.
ТЕМА 5. ОДНОМЕРНЫЕ ТЕЧЕНИЯ ВЯЗКОЙ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ.

Основные признаки и свойства одномерных течений. Плавно изменяющееся движение и закон распределения по сечению. Средняя скорость и расход. Обобщение уравнения Бернулли на поток конечных размеров. Геометрическая и энергетическая интерпретация уравнения Бернулли.

Ламинарное и турбулентное течение, опыт Рейнольдса.

Ламинарное движение жидкости в трубах. Закон внутреннего трения Ньютона. Распределение скоростей по поперечному сечению круглой трубы. Формула Пуазейля. Понятие начального участка ламинарного течения.

Природа потерь энергии (напора). Классификация гидравлических сопротивлений. Структура общих формул для вычисления потерь. Коэффициент гидравлического трения, опытные данные. Коэффициент местного сопротивления и его определение.
ТЕМА 6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ
Классификация трубопроводов. Основные расчетные уравнения. Последовательное и параллельное соединение трубопроводов. Разветвленные трубопроводы. Сифоны. Определение гидравлически наиболее выгодного сечения трубопровода. Особенности расчета магистральных нефтепроводов. Понятие о гидротранспорте.

ТЕМА 7. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ФИЛЬТРАЦИИ.
Основы теории фильтрации. Скорость фильтрации. Закон Дарси. О зависимостях отличных от закона Дарси. Методы определения коэффициента фильтрации. Гидравлическая характеристика фильтров. Равномерное движение грунтовых вод. Формула Дюпюи. Дифференциальное уравнение движения грунтовых вод и его интегрирования. Приток грунтовых вод к колодцам.

ТЕМА 8. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ
Истечения через малое отверстие в тонкой стенке в атмосферу и под уровень. Коэффициенты сопротивления, скорости, сжатия струи и расхода. Истечение через большие отверстия. Виды и характеристики насадок. Истечение из отверстий и насадок при постоянном и переменном напоре. Формула для определения расхода.

Гидравлические струи. Высота и дальность полета струи. Динамическое воздействие струи на преграду.


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Перед выполнением задания по тому или иному разделу курса следует внимательно изучить основные положения и законы соответствующего курса и ответить на контрольные вопросы.

В однородной, покоящейся под действием сил тяжести жидкости, согласно основному уравнению гидростатики:


поверхность равного давления есть горизонтальная плоскость не зависимо от формы сосуда. Поэтому, если сосуд имеет несколько отводов, отделений, сообщающихся между собой и заполненных однородной жидкостью, то горизонтальная плоскость, пересекающая жидкость в разных отделениях сосуда, будет поверхностью равного давления.

Следует обратить внимание на определение понятий : расход и средняя скорость потока. Необходимо усвоить уравнение неразрывности для потока конечного размера.

Уравнение Бернулли является основным уравнением гидродинамики. Поэтому нужно уметь записать уравнение Бернулли и уметь объяснить геометрический и энергетический смысл всех его слагаемых и их размерность, а также представлять в каких случаях оно применимо.

При определении потерь напора предварительно следует выяснить режим движения жидкости. Для этого необходимо уметь вычислить число Рейнольдса и знать его критическое значение. Зависимость коэффициента сопротивления трения от числа Рейнольдса и относительной шероховатости следует проанализировать на графиках Никурадзе и Мурина.

Обратить внимание на то, что если скорость в задаче нужно определить, задачу приходится решать путем последовательного приближения, считая в первом приближении трубу “шероховатой”, режим турбулентным, а коэффициент принять по данным для квадратичной зоны сопротивления. Во втором приближении по вычисленной скорости и числу Рейнольдса Re уточнить значение и повторить расчет.

При построении напорных и пьезометрических линий для коротких трубопроводов следует обратить внимание на то, что:


  1. Напорная линия вдоль потока только понижается;

  2. Пьезометрическая линия проходит ниже напорной на расстоянии равном скоростному напору V2/2g, соответствующему данному сечению потока;

  3. При истечении в атмосферу пьезометрическая линия проходит к оси потока в выходном сечении, а при истечении под уровень приходит к уровню жидкости водоема.

  4. При расчете длинных трубопроводов величина скоростного напора мала по сравнению с общим напором и практически напорная и пьезометрическая линии совпадают. Для того, чтобы решить задачу об истечении жидкости из отверстия, необходимо предварительно из условия задачи определить: влияет ли толщина стенки на характер истечения, “малое” отверстие или “большое”, каков тип сжатия струи.

  5. При определении расхода из различных типов насадок следует помнить, что расчетным сечением является выходное сечение насадка и все справочные коэффициенты отнесены к этому сечению.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ:




  1. Каковы основные свойства жидкости, чем отличается капельная жидкость от газообразной, идеальная от реальной?

  2. Какова зависимость между удельным весом и плотностью?

  3. Сравните напоры и величины давления в двух любых точках покоящегося объема жидкости.

  4. Какова максимальная величина вакуума и высоты вакуума?

  5. Напишите зависимость между абсолютным давлением и вакуумом, между манометрическим и абсолютным давлением.

  6. Зависит ли подъемная сила в случае полностью погруженного в жидкость тела от давления на свободной поверхности и от глубины погружения?

  7. Как записывается уравнение неразрывности (уравнение расхода) для потока конечного размера при установившемся движении?

  8. Напишите самостоятельно уравнение Бернулли для реальной элементарной струйки и для целого потока. Чему примерно равен поправочный коэффициент в выражении скоростного напора, подсчитанного через среднюю скорость при равномерном движении?

  9. Как можно определить скорость в данной точке потока?

  10. Чему равен гидравлический радиус для круглой трубы при полном и неполном заполнении?

  11. Как определить смоченный периметр для потока в открытом трапецеидальном канале?

  12. Как определить режим движения жидкости, если водопровод некруглого поперечного сечения? Как отличаются значения критических чисел Рейнольдса, подсчитанных по гидравлическому диаметру и гидравлическому радиусу?

  13. Всеобщий закон перехода количества в качество на примере режимов движения.

  14. Что такое относительная шероховатость?

  15. Каковы особенности ламинарного и турбулентного движения жидкости?

  16. Как практически определить коэффициенты сопротивления трения при ламинарном и турбулентном режимах движения жидкости в трубах?

  17. Чему равна потеря напора при выходе потока из трубы в водоем большого сечения?

  18. Что называется короткими и длинными трубопроводами?

  19. Что такое коэффициент сопротивления системы?

  20. Как зависят потери напора по длине потока от диаметра трубы при постоянном расходе?

  21. Что такое совершенное, несовершенное, неполное сжатие струи?

  22. Почему второе расчетное сечение при составлении уравнения Бернулли принимается в сжатом сечении свободно вытекающей струи, а не по сечению, совпадающему с плоскостью отверстия? Вспомните, для каких сечений потока уравнение Бернулли не применимо?

  23. Чему равен расчетный коэффициент сжатия струи для цилиндрического насадка?

  24. Чем объяснить то, что при одинаковом напоре и диаметре “в свету” расход через цилиндрический насадок больше, чем при истечении через отверстие, а расход через конический расходящийся насадок больше, чем через цилиндрический?

  25. Каково предельное значение напора, при котором трубка длиною в четыре диаметра, работает как насадок?

  26. Перечислите типы насадок и их практическое применение.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача 1.
Определить манометрическое давление в трубопроводе А-С, если высота столба ртути по пьезометру h2=25 см. Центр трубопровода расположен на h1=40 см ниже линии раздела между водой и ртутью. Плотность воды в=1000 кг/м3, плотность ртути рт=13600 кг/м3. Схема задачи приведена на рис.10.

Решение.


Находим давление в точке В : Рва-вgh1, так как В выше точки А на h1, в точке с давление то же Рс=Рв=Ра-вgh1. Определим давление в точке С, подходя справа, учитывая атмосферное давление, тоесть :

Рсат+ртgh2

приравнивая оба уравнения, получаем

Ра-вgh1= Рат+ртgh2,

отсюда можем найти манометрическое давление как разность давления в точке А и атмосферного давления:

Раат=ртgh2+вgh1=0, 37105 Па.


Задача 2.
Для измерения расхода бензина, плотностью б=0,73 т/м3 на трубопроводе, диаметром d1=350 мм, установлен расходомер Вентури. Диаметр суженной части трубопровода d2=110 мм. Определить, пренебрегая сопротивлениями, расход бензина Qб, если разность уровней ртути в дифференциальном манометре, присоединенном к расходомеру равна h=300 мм. Схема задачи – рис.11.

Решение.


Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2, взяв в качестве плоскости сравнения ось трубы:

Для определения V1 и V2 используем уравнение неразрывности

Q1-1=Q2-2=Q=const

Q1-1=V1F1=V2F2

V1=Q/F1=V1(d12/4), V2=Q/F2=V2(d22/4)

подставляя в исходное уравнение Бернулли скорости, выраженные через расход, получим:



отсюда выражаем расход бензина



Чтобы найти разность давлений между сечениями 1-1 и 2-2, запишем уравнение гидростатического равновесия, выбрав плоскость равного давления по нижнему уровню ртути:

Р1-1+бgh1-12-2+ртgh+бgh2-2

по рисунку видно, что h1-1=h+h2-2, отсюда



Задача 3.
Определить расход воды в трубе переменного сечения и давление в сечении Х-Х (перед входом в трубу меньшего диаметра), если известны давления на поверхности воды в резервуарах Р1изб=25,48 104 Па, Р2вак=5,88 104 Па, коэффициент Дарси =0,025 и геометрические характеристики : Н1=3 м, Н2=2 м, d1=d2=3000 мм, d3 =100 мм, d4=50 мм, l3=100 м, l4=50 м, =100. Построить пьезометрическую и напорную линии. Схема приведена на рис.12.

Решение.


Поставленные в задаче вопросы можно решить с помощью уравнения Бернулли для потока вязкой жидкости:

Первый этап – выбор плоскости сравнения. Она должна быть горизонтальной и может проходить на любом уровне. Конечный результат не зависит от положения плоскости сравнения, но желательно ее назначить так, чтобы решение было наиболее удобным и простым. Например, если плоскость будет проходить через центры тяжести используемых в решении сечений, то ординаты энергии положения в уравнении Бернулли обратятся в нуль. Если это невозможно, то желательно, чтобы все ординаты откладывались от плоскости сравнения вверх. В противном случае они будут иметь отрицательный знак, что заставит учитывать не только модуль, но и знак этих величин. В данном случае нас интересуют в основном сечения труб. Поэтому плоскость сравнения 0-0, проведенная по центру тяжести входного сечения, будет наиболее удобна. При таком ее положении все расстояния от плоскости сравнения до центра тяжести любого поперечного сечения трубы (координаты z) можно легко определить. Все они откладываются вверх, то есть положительны. Второй этап – выбор двух живых сечений для уравнения Бернулли. Сечения следует выбирать исходя из следующих соображений: во-первых, в уравнение Бернулли должны войти искомые величины. В данной задаче для определения расхода могут быть использованы скорости, так как эти величины связаны уравнением неразрывности


Q=VF; V1F1=V2F2=…=VF=const
где V – скорость потока, F – площадь поперечного сечения канала.

Во-вторых, уравнение Бернулли должно содержать минимальное число неизвестных величин. Например, если взять для решения рассматриваемой задачи произвольное поперечное сечение по длине трубы, то в уравнении Бернулли появятся сразу два неизвестных слагаемых:


и
Решить уравнение будет невозможно. Выбираем сечения по свободной поверхности воды в резервуарах. Если жидкость вытекает из трубы в атмосферу, то в качестве второго сечения может быть использовано выходное сечение трубы. В этих сечениях все величины известны, а искомая скорость войдет в выражение потерь энергии hw.

Определим отдельные члены уравнения Бернулли для выбранных сечений. Геометрические высоты сечений 1-1 и 2-2 равны:


Z1=H1 ; Z2=a+H2=(l3+l4)sin+H2
Избыточное давление в центре тяжести этих сечений равно: Р1изб и Р2=-Рвак. Скоростными напорами V12/2g и V22/2g можно пренебречь в связи с тем, что скорость движения воды в резервуарах значительно меньше скорости в трубе. Диаметры резервуаров в 30-60 раз больше диаметров отдельных участков трубопровода, соответственно скорости меньше в 900-3600 раз. Для определения в уравнении Бернулли потерь энергии hw нужно решить, в каком направлении будет двигаться вода. Вычислим полную удельную энергию для выбранных сечений 1-1 и 2-2. Она в данном случае равна пьезометрическим напорам:





Полная удельная энергия сечения 1-1 больше, чем сечения 2-2. Следовательно, вода будет двигаться из левого резервуара в правый.

Находим потери энергии:

где hмвх – потери энергии на вход в трубу; hтр1, hтр2 – потери энергии по длине трубы; hмсуж – потери энергии на сужение; hмвых – потери энергии на выход.

Каждую потерю энергии выражаем через соответствующие коэффициенты сопротивления и скоростной напор по формуле:

(1), (2)

Местные потери энергии по формуле (2) обычно выражают через скорость потока за местным сопротивлением:

;

;

Последняя потеря энергии выражена через скорость перед сопротивлением. Определяем по соответствующим таблицам коэффициенты сопротивления, полагая, что движение жидкости подчиняется закону квадратичного сопротивления. Коэффициент сопротивления. Коэффициент сопротивления на вход при острых кромках входа можно принять вх=0,5. Коэффициент сопротивления на сужение суж=0,33 при



.

Коэффициент сопротивления на выход при истечении из трубы под уровень жидкости равен вых=1.

Скоростной напор можно выразить через расход и площадь живого сечения по уравнению неразрывности

Полученные результаты подставляем в исходное уравнение Бернулли и определяем расход:



;

Q2=0,00001875; Q=0,00433 м3/c=4,33 л/c.

Давление Рхх в сечении х-х можно определить тоже с помощью уравнения Бернулли, составив его для сечения х-х и любого поперечного сечения потока с известными характеристиками. Наиболее близким из таких сечений является поверхность воды в левом резервуаре. Для сечения 1-1 и х-х составляем уравнение Бернулли :

где Zx=l3sin=17,4 м – координата центра тяжести сечения х-х относительно плоскости сравнения 0-0. Находим скоростной напор в сечении х-х и потери между выбранными сечениями:



hw1-х=hмвх+hтр1

Используя полученные выражения для V32/2g и hw1-х, подставляя числовые значения входящих в уравнение величин, находим:



=11,2 м; Р3=110000 Н/м2=0,11 МПа.

Для построения линии энергии (напорной) и пьезометрической линии подсчитываем числовые значения всех потерь энергии и скоростных напоров:

hмвх=0,00775 м; hтр1=0,0818 м; hмсуж=0,387 м; hтр4=6,19 м; hмвых=0,248 м;

V32/2g=0,0155 м; V42/2g=0,248 м.

Выбрав масштаб, откладываем от плоскости сравнения 0-0 значение гидродинамического напора для первого сечения, равное в данном случае пьезометрическому:

Н1+(Р1/g)=29 м.

Строим напорную линию, вычитая из этой величины потери энергии до соответствующего сечения . Для построения пьезометрической линии достаточно вычесть из ординат линии энергии скоростные напоры, соответствующие живым сечениям.


ЧАСТЬ 2. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ.


  1. Определить давление Р0 в сосуде (рис.1) и показание ртутного вакуумметра h, если дано Н (табл.1).

  2. Определить разность полных давлений Р21, создаваемую в трубопроводе насосом (рис.2), если диаметры всасывающего и нагнетательного трубопропроводов одинаковы. Показание вакуумметра Рв=0,35 кгс/см2 в сечении 1-1, показание манометра в сечении 2-2 : Рм (табл.1).

  3. Определить необходимое усилие Р [H], чтобы поршень (рис.3) находился в равновесии. Принять атмосферное давление Ра=1 кгс/см2.

Дано: абсолютное давление Р0=2,0 кгс/см2, F=60 см2, жидкость – масло, h – дано в таблице. Плотность масла =850 кг/м3.

  1. Определить силу избыточного давления на затвор (рис.4) при ширине его в=10 м, h (табл.1).

  2. Определить манометрическое давление, которое должен создать насос для промывки водой скважины (рис.5).

Дано: внутренний диаметр трубопровода d1=40 мм, внешний d2=50 мм. Внутренний диаметр обсадной трубы d3=125 мм. Коэффициент местного сопротивления у основания скважины принять =20. Расход Q и длину скважины и трубопровода принять по таблице 1.

Указание: при определении потерь напора в межтрубном пространстве расчет вести по гидравлическому диаметру.



  1. Определить допустимую высоту установки насоса h над поверхности воды в колодце (рис.6). Дано: диаметр всасывающей чугунной трубы d=200 мм, расход Q (табл.1), вакуум в трубе перед входом в насос не должен превысить величины Рв=0,7 кгс/см2, длина всасывающей трубы L (табл.1). Вход защищен сеткой, при входе имеется обратный клапан =7 (рис.6), =0.03, кол=0.6.

  2. Определить скорость распространения ударной волны, величину повышения давления при мгновенном закрытии затвора стального трубопровода. Модуль упругости стали Е=2,1 106 кгс/см2, толщина стенки 4 мм. Начальная скорость движения воды V0 и диаметр трубопровода d выбрать из таблицы 1.

  3. Определить потери напора на участке АВ и расход в трех параллельных ветвях водопроводной сети (рис.7). L1=1000 м, L2=600 м, L3=1500 м. Диаметры d1, d2, d3 и расход Q в таблице 1.

  4. Во избежание переполнения водой резервуар снабжен поплавковым клапаном, диаметром d мм, с тягой длиной L мм и диаметром поплавка D мм (рис. 8). При уровне воды в резервуаре H мм клапан откроется, если вес клапана с тягой G кг, а длина тяги L мм. Найти одну из величин : (D,d, H, G). Варианты в табл. 1.

  5. При истечении воды из большого резервуара в атмосферу по горизонтальной трубе диаметром d и длиной L (табл. 1) при статическом напоре Н = 10 м, получено, что уровень в пьезометре, установленном по середине трубы, равен h=4.5 м. Определить расход Q и коэффициент сопротивления трения трубы (рис. 9) . Сопротивлением входа в трубу пренебрегать.

ТАБЛИЦА 1.

за

да-



ния

Назва-

ния


вели-

чин


В-1


В-2

В- 3

В-4

В- 5

В- 6

В- 7

В- 8

В- 9

В-10

1

2
3


4

5

6



7

8

9



10

Н, м

Рм, кгс/см2

h, м

h, м


Q, л/сек

L, м


Q, л/сек

L, м


d, мм

V0 м/сек

Q, л/сек

d1, мм

d2, мм

d3, мм

H, м

L, мм


D, мм

d, мм


G, кг

d, мм


L, м

0,5

0,4
0,25

1,5

15
500



45
12

40

2,75


100
300

250


150

-

103



200

100


3,1

30

8



1

0,5
0,5

1,8

17
450



40
12,5

45

2,5


110
250

200


125

1,5


1100

-

120



3

35

10



1,2

0,6
0,75

2

20
400



35
13

50

2,25


115
200

150


100

1,6


1200

225


-

3,7


40

12


1,5

0,7
1

2,2

22
350



30
13,5

55

2


120
350

300


100

1,7


800

200


125

-

45



14

1,8

0,8
1,25

2,4

25
300



27
14

60

1,75


125
400

350


125

-

900



250

120


3,5

50

16



2

0,9
1,3

2,6

27
250



25
14,5

65

1,5


130
450

400


150

1,4


850

-

125



3,6

55

8



2,2

1
2


2,8

30
200

20
15

70

1,25


135
300

250


200

1,5


950

225


-

3,1


60

10


2,5

1,1
2,25

3

35
150



32
15

75

1,6


140
350

350


100

1,55


1050

200


110

-

65



12

2,8

1,2
2,5

3,2

37
100



42
16

80

2,2


145
400

300


150

-

1150



250

150


3,2

70

14



3

1,3
3

3,4

40
75



37
17

85

2,4


150
450

400


125

1,45


103

200


100

-

75



16

ЛИТЕРАТУРА


  1. Рабинович Е.В. Гидравлика, Недра, 1978.

  2. Угинчус А.А. Гидравлика и гидравлические машины, Госэнергоиздат, 1970.

  3. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика, 1973.

  4. Капырин М.А. Гидравлика и гидравлические машины, Высшая школа, 1961.

  5. Под. ред. Куколевского И.И. и Подвиза Л.Г. Задачник по гидравлике, Госэнергоиздат, 1960.

  6. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям, Госэнергоиздат, 1960.

  7. Киселев Н.Г. Справочник по гидравлическим расчетам, Госэнергоиздат, 1950.

  8. Гейер В.Г., Дулин В.С., Борулевский А.Г. Гидравлика и гидропривод, Недра, 1970.

  9. Дмитриевский В.И. Гидромеханика, 1962.

  10. Старк С.Б. Основы гидравлики, насосы и воздуходувные машины, 1961.


Рис.1. Рис.2.

Р0

Рис.3. Рис.4



Рис.5. Рис.6








Рис.7. Рис.8

Рис.10.
Рис.9.

Рис.11. Рис.12.



ГИДРАВЛИКА

Методические указания, примеры и контрольные задания

Составители :

Бульба Елена Евгеньевна, доцент, к.т.н.

Медведев Геннадий Григорьевич, доцент, к.т.н.


Подписано к печати

Формат 6084/16. Бумага писчая № 2.

Плоская печать. Усл.Печ.л. Уч.-изд.л.

Тираж 300 экз. Заказ . Бесплатно.

ИФП ТПУ. Лицензия ЛТ № 1 от 18.07.94.



Ротапринт ТПУ. 634034, Томск, пр.Ленина, 30.




Не ищи отговорок: они всегда должны быть у тебя под рукой. Михаил Генин
ещё >>