19764

Розрахунок втрат напору

Практическая работа

Физика

Практична робота №2 Розрахунок втрат напору Мета роботи: закріпити знання курсантів з тем €œГідродинаміка€ та €œГідравлічні опори€ за допомогою розв’язування задач Прилади і матеріали: конспект лекцій зразок звіту лінійка олівець довідник з гідравліки. Тео...

Украинкский

2013-07-17

84.5 KB

4 чел.

Практична робота №2

Розрахунок втрат напору

Мета роботи: закріпити знання курсантів з тем “Гідродинаміка” та “Гідравлічні опори” за допомогою розв’язування задач

Прилади і матеріали: конспект лекцій, зразок звіту, лінійка, олівець, довідник з гідравліки.

Теоретичні відомості

Гідродинаміка – розділ гідромеханіки, який вивчає закони руху рідин та тіл в рідинах.

Гідродинамічний тиск – внутрішній тиск, який виникає при русі рідини.

Елементарна струминка – це частина потоку нескінчено малого поперечного перерізу або це рідина, яка рухається всередині трубки течії.

Для стаціонарного руху рідини елементарна струминка має такі властивості:

  1.  її форма та орієнтація в просторі залишаються незмінними з часом;
  2.  бокова поверхня струминки непрониклива для рідини;
  3.  швидкість і тиск в усіх точках живого перерізу однакові із-за малої величини живого перерізу струминки (хоча вздовж потоку можуть змінюватись).

Живий переріз S – площа перерізу потоку (течії, струминки), проведеного нормально (перпендикулярно) до напрямку лінії течії та обмеженого його зовнішнім контуром.

Змочений периметр П – це довжина контуру живого перерізу, по якому рідина дотикається до обмежуючих поверхонь. Наприклад: для напірного руху (мал. 1, а, б): ;  .

А для безнапірного руху (мал. 1, в, г): ;  .

Гідравлічний радіус Rг – це відношення площі живого перерізу потоку до змоченого периметру:

Еквівалентний діаметр dе – це величина, яка чисельно дорівнює чотирьом гідравлічним радіусам:  .

Так, для труб круглого перерізу при напірному русі (мал. 1,а): .

А для напірного руху в трубах прямокутного перерізу (мал. 1, б):

.

Розхід рідини – це кількість рідини, що протікає через живий переріз потоку за одиницю часу. В залежності від величини, якою вимірюють кількість рідини, виділяють:

  •  об’ємний розхід V: , де L3 – об’єм рідини; τ – час;
    •  масовий розхід M: , де m – маса рідини;
    •  ваговий розхід G: , де mg – вага рідини.

При чому вони досить просто пов’язані між собою:  .

Середня швидкість потоку – це уявна швидкість потоку, яка однакова для всіх частинок перерізу, і має таке значення, при якому розхід рідини дорівнює дійсному розходу.

Рівняння сталості розходу:

V=const

Якщо нестислива рідина рухається без розривів, то при стаціонарному русі об’ємний розхід для будь-яких живих перерізів потоку незмінний

Основне рівняння гідродинаміки – рівняння нерозривності потоку:

ωср=const

При стаціонарному русі нестисливої рідини добуток площі живого перерізу на середню швидкість потоку величина незмінна.

Якщо записати це рівняння для випадку, зображеному на мал. 2, то:

;

Рівняння Бернуллі:

Для випадку, вказаного на мал. 3 маємо:

де Р – питома потенційна енергія тиску або п’єзометричний напір; ρgz– питома потенціальна енергія сили тяжіння;  - питома кінетична енергія.

Обидва записи представляють собою рівняння Бернуллі для елементарної струминки ідеальної рідини:

При стаціонарному русі елементарної струминки ідеальної рідини повна питома енергія вздовж струминки незмінна.

ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ЗМІСТ

Рівняння Бернуллі може мати наступний вигляд:

 

або

де Нп – повний напір рідини даного потоку (мал. 4,5);

zгеометричний напір, т.б. висота перерізу потоку над порівняльною площиною ОО;

P/ρgп’єзометричний напір (висота), який відповідає гідростатичному тиску в даній точці. За висотою hп в п’єзометричній трубці (П1, мал.4) визначають тиск потоку.

ω2/(2g)швидкісний напір hшв, який вимірюється за допомогою трубки Піто (П2, мал. 5). Він дає змогу оцінити швидкість потоку.

Тобто можна інакше сформулювати рівняння Бернуллі для елементарної струминки ідеальної рідини:

При стаціонарному русі елементарної струминки ідеальної рідини сума трьох напорів (висот) – геометричного, п’єзометричного та швидкісного незмінна вздовж потоку.

ГЕОМЕТРИЧНИЙ ЗМІСТ

Задачі

  1.  Вода циркулює в системі опалення і в підвалі будинку надходить в трубу діаметром 4 см зі швидкістю 0,5 м/с. Якою буде швидкість течії в трубі діаметром 2,6 см?
  2.  Вода тече по трубі змінного перерізу. Швидкість води в широкій частині труби дорівнює 20 см/с. Визначити швидкість у вузькій частині труби, діаметр якої в 1,5 рази менший діаметра широкої частини.
  3.  В широкій частині горизонтальної труби нафта тече із швидкістю 2 см/с. Визначити швидкість нафти у вузькій частині труби, якщо різниця тисків ΔP в широкій та вузькій частинах її дорівнює 6,65 кПа.
  4.  В горизонтальній трубі з поперечним перерізом 20 см2, тече рідина. В одному місці труба має звуження до 12 см2. Різниця рівнів Δh у двох манометричних трубках, встановлених у широкій та вузькій ділянках, дорівнює 8 см. Визначити об’ємний розхід рідини.
  5.  Горизонтальний циліндр насосу має діаметр 20 см. В ньому рухається поршень із швидкістю 1 м/с, та виштовхує воду через отвір, діаметром 2 см. З якою швидкістю буде витікати вода із отвору? Яку величину буде мати надмірний тиск води в циліндрі?
  6.  До поршня шприца, розміщеного горизонтально, прикладена сила F=15Н. Визначити швидкість витікання води із шприца, якщо площа поршня S=12 см2.

  1.  Тиск вітру на стіну дорівнює 200 Па. Визначити швидкість вітру, якщо він дує перпендикулярно стінці. Густина повітря ρ=1,29 кг/м3.
  2.  Струмінь води (діаметром 2 см) зі швидкістю 10 м/с зітхається з нерухомою плоскою поверхнею перпендикулярно. Знайти силу тиску струменя на поверхню, враховуючи що після зіткнення швидкість частинок води стала рівна нулю.

  1.  Вода тече по круглій гладкій трубі діаметром 5 см із середньою поперечною швидкістю 10 см/с. Визначити число Рейнольда Re для цього потоку рідини та вказати характер руху.
  2.  По трубі тече машинне масло. Максимальна швидкість, при якій рух масла залишається ламінарним, дорівнює 3,2 см/с. При якій швидкості рух гліцерину в цій трубці переходить із ламінарного в турбулентний?
  3.  В трубці з внутрішнім діаметром 3 см тече вода. Визначити максимальний масовий розхід води при ламінарному потоці.
  4.  Мідна кулька діаметром 1 см падає із сталою швидкістю у касторовій олії. Чи можна вважати рух олії, спричинений падінням кульки, ламінарним? Критичне число Рейнольда Reкр=0,5.
  5.  Латунна кулька діаметром 0,5 мм падає в гліцерині. Визначити: швидкість стаціонарного руху кульки; чи можна вважати ламінарною область обтікання кульки?
  6.  При русі кульки діаметром 2,4 мм у касторовій олії ламінарне обтікання спостерігається при швидкості кульки не більшій 10 см/с. При якій мінімальній швидкості кульки радіусом 1 мм в гліцерині обтікання стане турбулентним?

  1.  10 м3 рідини перекачали через трубопровід за 5 хв. Визначити об’ємний розхід трубопроводу.
  2.  Визначити масу соляри (ρ=900 кг/м3), яка перетекла за 10 хв з об’ємним розходом 0,06 м3/с.
  3.  Визначити гідравлічний радіус водяного каналу, якщо він має прямокутний переріз, його ширина 6м та глибина 2м. Чому дорівнює його еквівалентний діаметр.
  4.  Визначити діаметр труби, якщо потік рідини в ній з швидкістю 10 м/с має об’ємний розхід 0,5 м3/с.
  5.  Покази гідролагу (трубки Піто) 8 атм. Чому дорівнює швидкість судна? Густина морської води дорівнює 1,02 т/м3.
  6.  Судно рухається з швидкість 7 м/с. Які покази манометра гідролагу (трубки Піто) при цьому, якщо густина морської води дорівнює 1,02 т/м3?
  7.  Визначити середню швидкість потоку рідини, якщо діаметр трубопроводу 25 мм, об’ємний розхід 1,5 м3/год.

Рекомендована література:

  1.  Н.Г. Латушина и др. Техническая термодинамика с основами теплопередачи и гидравлики. Л.: Машиностроение, 1988.
  2.  Б.Ф.Левицький, Н.П. Лещій. Гідравліка. Загальний курс. Львів: Світ, 1994р.
  3.  Я.И. Вайткунский и др. Гидромеханика, Л.: Судостроение, 1982
  4.  А.М. Мхитарян. Гидравлика и гидромеханика. ГИЗ ТЛ УССР, 1978
  5.  Д.В. Штернлихт., Гидравлика. М.: Энергия, 1984
  6.  Задачник по гидравлике, гидромашинам, гидропроводу., под редакцией Некрасова. М.: Высшая школа, 1989


d

h

2h

3

b

d

Мал. 1

ω1

ω2

Мал. 2

1

2

  1.  

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37568. Разработка основных биотехнологических процессов производства и системы управления качеством липидных косметических препаратов (на примере тоников для проблемной кожи) 893 KB
  Цель и задачи исследования. Целью данного исследования является разработка биотехнологических процессов конструирования липидных тоников для ухода за воспаленной кожей и системы управления качеством их производства. Для достижения поставленной цели следовало решить следующие задачи: 1.На основе биомоделирования разработать рецептуру липидных тоников для ухода за кожей в домашних и профессиональных условиях...
37569. Методология управления финансами финансово-промышленных групп 1017 KB
  ФПГ как специфическая организационная форма предпринимательской деятельности [2. Современные тенденции создания и функционирования ФПГ за рубежом [2. Анализ российского опыта создания ФПГ. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К УПРАВЛЕНИЮ ФИНАНСАМИ ФПГ [3.
37570. МЕТОДОЛОГИЯ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ФИНАНСОВО-ПРОМЫШЛЕННЫХ ГРУПП 610.5 KB
  Цель работы состоит в теоретическом обосновании и разработке методологии применения статистических методов в управлении эффективностью функционирования финансово-промышленных групп в условиях переходной экономики.
37571. Управление деятельностью корпораций в россии 1.32 MB
  субъект 2 Управляющая компания Государство орпорация i Команда j Технологическая цепочка j Предприятие k Общекорпоративные подразделения Если у одной корпорации модуль отсутствует используется существующий модуль другой корпорации; Если у обеих корпораций присутствуют аналогичные модули то используется более эффективный а другой сокращается. Корпорация Портфель 1 Элемент Портфель 2 Элемент Портфель N Элемент 1 7 2 6 3 5 4 Анализ возможностей Планирование Организация Диспетчирование Мотивация Контроль Регулирование Определение потребностей...
37572. ЭФФЕКТИВНОСТЬ УПРАВЛЕНИЯ ФАКТОРАМИ ПРОИЗВОДСТВА В КОРПОРАЦИЯХ ОБОРОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ 3.27 MB
  Корпорации оборонной промышленности в экономике России [2. Инструментарий формирования факторов производства корпорации оборонной промышленности [3.1] Разработка плана финансирования деятельности корпорации оборонной промышленности [3. Разработка и обоснование методики оценки прогнозирования оптимального состава факторов производства корпорации оборонной промышленности [3.
37573. ОЦЕНКА ГОСУДАРСТВЕННЫМ ПОСРЕДНИКОМ ИНВЕСТИЦИОННОЙ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ – ИСПОЛНИТЕЛЕЙ КОНТРАКТОВ В СФЕРЕ ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО СОТРУДНИЧЕСТВА 874 KB
  ПЛЕХАНОВА ИНСТИТУТ ФИНАНСОВ На правах рукописи БЕЛЬЯНИНОВ Андрей Юрьевич ОЦЕНКА ГОСУДАРСТВЕННЫМ ПОСРЕДНИКОМ ИНВЕСТИЦИОННОЙ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ – ИСПОЛНИТЕЛЕЙ КОНТРАКТОВ В СФЕРЕ ВОЕННОТЕХНИЧЕСКОГО СОТРУДНИЧЕСТВА Специальность 08. Исследование основных инвестиционных аспектов военнотехнического сотрудничества россии [2. Современное состояние системы военнотехнического сотрудничества России [2. Инвестиционный процесс в системе военнотехнического сотрудничества России [2.
37574. ТЕКСТОВЫЕ СТРУКТУРЫ В НЕМЕЦКОЙ ДУХОВНОЙ ПРОЗЕ XIII ВЕКА (трактат «Geistlicher Herzen Bavngart» и его источники) 1.16 MB
  Главы 202 и 203 содержат почти полный текст трактата Давида “Die Sieben Vorregeln der Tugend†а глава 205 так называемые “монастырские проповед膓Sechs Klosterpredigten†Бертольда Регенсбургского. Прямое указание на авторство Давида встречается только один раз для трактата “Die sieben Vorregeln der Tugend†причем в самом Bvngrt гл. Она подтвердила авторство Давида для восьми трактатов: “Die Sieben Vorregeln der Tugend†“Der Spiegel der Tugend†“Von der Offenbrung und Erleuchtung des...
37575. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ НАСЛЕДСТВЕННОЙ КОМПОНЕНТЫ ПОДВЕРЖЕННОСТИ К БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЕ И ТУБЕРКУЛЕЗУ ПО ГЕНАМ ФЕРМЕНТОВ МЕТАБОЛИЗМА КСЕНОБИОТИКОВ 880.5 KB
  Полиморфизм генов глутатионовых Sтрансфераз GSTT1 GSTM1 GSTP1 и цитохромов Р450 CYP2E1 CYP2C19 у жителей г. Ассоциация полиморфных вариантов генов GSTT1 GSTM1 GSTP1 CYP2E1 и CYP2C19 с атопической бронхиальной астмой 65 3. Связь полиморфизма генов ферментов метаболизма ксенобиотиков с изменчивостью количественных признаков у больных бронхиальной астмой и туберкулезом 85 Заключение 101 Выводы 107 Литература 109 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 95 CI – 95 доверительный интервал; CYP – гены цитохрома Р450;...
37576. МЕТОДИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОРПОРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 1.05 MB
  Борьба за влияние внутри корпорации за контроль финансовых потоков в условиях общих целей и критериев оценки трансформировалась бы в сотрудничество и совместный рост благосостояния корпорации собственников и менеджеров. К наиболее важным результатам характеризующим научную новизну исследования относятся следующие: выявлены исторические тенденции и особенности формирования корпоративных отношений; определены предпосылки и условия для эффективного развития корпоративного управления; оценено влияние национальных особенностей на развитие...