Основы гидравлики
Повышение давления в автоклаве при увеличении температуры жидкости на величину. Сила давления на каноническую крышку горизонтального цилиндрического сосуда, заполненного жидкостью (нефть). Распределение расходов, вытекающих через левый и правый отсек.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | задача |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.12.2013 |
| Размер файла | 16,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Гидравлика
Содержание
Задача 1.22
Задача 2.52
Задача 5.49
Задача 6.45
Задача 1.22
давление автоклава каноническая цилиндрический
Автоклав объемом 25.0 литров наполнен жидкостью и герметически закрыт. Коэффициент температурного расширения вт, ее модуль упругости К. Определить повешение давления в автоклаве при увеличении температуры жидкости на величину Т. Объемной деформацией автоклава пренебречь.
Дано
V=25.0 л СИ=0.025 м3
б=956*10 -61/0С
Е=1.48*10 9Па
Т=19.90С
Найти
Др=?
Решение
При решении задачи используем формулы для определения коэффициентов температурного расширения жидкости и объемного сжатия.
Температурное расширение жидкости при ее нагревании характеризуется коэффициентом температурного расширения б, который показывает относительное увеличение жидкости при изменении температуры Т на 10С
б=V2- V1/(Т2-Т1)V1
Отсюда, учитывая, что Т2-Т1 =Т, найдем V2:
V2=ТV1(б+1/Т)
Сжимаемость жидкости есть ее свойства изменять объем при изменении давления. Это свойство жидкости характеризуется коэффициентом объемного сжатия в, выражающим относительное уменьшение объема жидкости при увеличении давления р на единицу:
в= V2- V1/ДрV1
Величина обратная , коэффициенту в называется модулем упругости и обозначается буквой Е:
Е=1/в
Тогда получим:
Др=Е(V1- ТV1(б+1/Т))/Т=-ЕТб=-2.816*107Па
Результат получился со знаком «минус», т.к формула выражает уменьшение объема, а в нашем случае объем увеличился. Поэтому в ответе пишем положительное число
Ответ: 2.816*107Па
Задача 2.52
Определить силу давления на каноническую крышку горизонтального цилиндрического сосуда диаметром D=1000 мм, заполненного жидкостью Ж (нефть). Показания манометра в точке его присоединения - рм =5 ат (изб). Показать на чертеже вертикальную и горизонтальные составляющие, а так же полную силу давления. Размер а=700 мм
Решение
Плотность нефти:
с=830 кг/м3
Избыточное давление в паскалях:
рм=5ат=490500 Па
Объем тела давления (конуса):
W=рD2/12*a=3.14*12/12*0.7=0.183 м2
Площадь проекции фигуры на вертикальную плоскость (площадь прямоугольника):
щ= рD2/4=3.14*12/4=0.785 м2
Горизонтальная составляющая силы давления на крышку:
Рг=(рм+ сq*D/2)*щ=(490500+830*9.81*1/2)*0.785=388238 Н
Вертикальная составляющая силы давления на крышку:
Рв= сq W=830*9.81*0.183=1419 Н
Полная сила давления на крышку:
Р=vРг2+Рв2= v3882382+14192=388241 Н
Задача 5.49
В бак разделенный на две секции перегородкой, в которой установлен цилиндрический насадок диаметром d и длиной l=4d, поступает жидкость Ж в количестве Q при температуре 200С. Из каждой секции жидкость самотеком через данные отверстия диаметром d вытекает в атмосферу.
Определить распределение расходов, вытекающих через левый отсек Q1 и правый отсек Q2 , если течение является установившимся.
Дано:
Q=3.1л/с СИ 3.1*10-3м3/с
d=40 мм СИ 0.04 м
d1=32 мм СИ 0.032 м
l=160 мм Си 0.16 м
Ж - вода
с=998 кг/м3
Т=200С
Найти:
Q1-?
Q2-?
Решение
Уравнение Бернулли для первого отверстия:
Н1+Н2+v20/2 g=v21/2 g+h1п (5.1)
где v21- скорость через отверстие;
h1п- потери вызванные местным сопротивлением входа в отверстие.
h1п= ж1 v21/2 g (5.2)
где - ж1 - коэффициент сопротивления первого отверстия.
Начальная скорость на поверхности резервуара очень мала и ею можно пренебречь. Тогда уравнение Бернулли будет иметь вид:
Н1+Н2= v21/2 g+ ж1 *v21/2 g= v21(1/2 g+ ж1/2 g) (5.3)
Расход через насадок:
Qн= мн Sнv2gvн1 (5.4)
где мн Sн -коэффициент расхода через насадок и площадь отверстия насадка.
Расход через первое отверстие:
Q1= м1 S1v2g(Н1+Н2) (5.5)
Общий расход:
Q=Qн+ Q1 = мн Sнv2gvн1+ м1 S1v2g v(Н1+Н2) (5.6)
Учитывая, что
м=м1= м2; ж=ж1 ж2; S=S1= S2
получим v(Н1+Н2)= Q1 - мн Sнv2gн1/ м Sv2g (5.7)
Так как v21= м22gн1, то выражение 5.3 можно записать в таком виде:
Н1+Н2= м22gн(1/2 g+ ж1/2 g) или v(Н1+Н2)= v м22gн1(1+ ж/2 g) (5.8)
Заменим левую часть уравнения 5.8 правой частью выражения 5.7 и получим:
Q1 - мн Sнv2gvн1/ мн v2g=v м22gн1(1+ ж/2 g)= мv1+ Svн1 (5.9)
В результате преобразований получим:
vН1=Q/v2g(м2Sv1+ ж+ мн Sн)
Из справочников находим соответствующие коэффициенты:
м=0.62 мн= 0.82 ж=ж1 =ж2=0.06
Тогда в результате вычислений получим Н1=0.2695 м, подставив это значение в выражение 5.4 найдем Qн =2.37*10-3м3/с. Расход Q1 - находим из формулы 5.6 Q1 =7.32*10-4м3/с. Напор Н2 находим из 5.8 Н2= 0.16 м.
Тогда Q2 = мн Sнv2gн2=8.82*10-4м3/с
Ответ: Q1 =7.32*10-4м3/с. Q2 = 8.82*10-4м3/с
Задача 6.45
Жидкость Ж (керосин) подается в открытый верхний бак по вертикальной трубе длиной l=6 мм и диаметром d=30 мм за счет давления воздуха в нижнем замкнутом резервуаре. Определить давление р воздуха, при котором расход будет равен Q=1.5 л/с. Принять коэффициенты сопротивления: вентиляция жв=8.0; входа в трубу жвх=0.5; выхода в бак жвых=1.0. Эквивалентная шероховатость стенок трубы Дэ=0.2 мм.
Решение
Разность уровней в резервуарах:
Н=l=6м
Составим уравнение Бернулли, для сечений 1-1 и 2-2
с/сg=Н+(л*l/d+жв+ жвх+ жвых) v2/q (6.1)
где с=820 кг/м2 - плотность керосина
Средняя скорость движения жидкости:
v=4Q/ рD2=4*0.0015/3.14*0.032=2.12 м/с
Число Рейнольдса:
Re=vd/v=2.12*0.03/0.000003=21200>2320….4000
где v - кинематическая вязкость керосина
Область турбулентного режима:
10*d/Д=10*30\0.2=3000<Re<500d/Д=500*30/0.2=75000 - шероховатость трубы
Коэффициент гидравлического трения для шероховатых труб:
Л=0.11(d/Д+68/ Re)0.25=0.11(0.2/30+68/21200)0.25=0.03468
Из уравнения (6.1) найдем искомое избыточное давление воздуха р в резервуаре:
с=[Н+( л*l/d+жв+ жвх+ жвых) v2/2q]сq=
=[6+(0.03468*6/0.03+8+0.5+1)*2.122/2*9.81]*820*9.81=78552Па=78.6 кПа
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Физические свойства жидкости. Гидростатика и гидродинамика: движение жидкости по трубопроводам и в каналах; ее истечение через отверстия и насадки. Сельскохозяйственное водоснабжение и мелиорация. Сила давления на плоскую и криволинейную поверхности.
методичка [6,3 M], добавлен 08.04.2013Гидростатическое давление и его свойства. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости. Распределение гидростатического давления. Приборы для измерения давления. Сила гидростатического давления на плоские стенки и на криволинейную поверхность.
курс лекций [449,2 K], добавлен 20.12.2011Определение силы давления жидкости на плоскую и криволинейную стенку. Суть гидростатического парадокса. Тело давления. Выделение на криволинейной стенке цилиндрической формы элементарной площадки. Суммирование горизонтальных и вертикальных составляющих.
презентация [1,8 M], добавлен 24.10.2013Понятия и устройства измерения абсолютного и избыточного давления, вакуума. Определение силы и центра давления жидкости на цилиндрические поверхности. Границы ламинарного, переходного и турбулентного режимов движения. Уравнение неразрывности для потока.
контрольная работа [472,2 K], добавлен 08.07.2011Определение плотности бензина при заданных данных без учета капиллярного эффекта. Расчет давления жидкости, необходимого для преодоления усилия, направленного вдоль штока. Вычисление скорости движения воды в трубе. Определение потерей давления в фильтре.
контрольная работа [358,4 K], добавлен 09.12.2014Три случая относительного покоя жидкости в движущемся сосуде. Методы для определения давления в любой точке жидкости. Относительный покой жидкости в сосуде, движущемся вертикально с постоянным ускорением. Безнапорные, напорные и гидравлические струи.
презентация [443,4 K], добавлен 18.05.2019Определение увеличение объема жидкости после ее нагрева при атмосферном давлении. Расчет величины и направления силы гидростатического давления воды на 1 метр ширины вальцового затвора. Определение скорости движения потока, давления при входе в насос.
контрольная работа [474,0 K], добавлен 17.03.2016Физические свойства жидкости и уравнение гидростатики. Пьезометрическая высота и вакуум. Приборы для измерения давления. Давление жидкости на плоскую наклонную стенку и цилиндрическую поверхность. Уравнение Бернулли и гидравлические сопротивления.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 30.11.2014Постоянство потока массы, вязкость жидкости и закон трения. Изменение давления жидкости в зависимости от скорости. Сопротивление, испытываемое телом при движении в жидкой среде. Падение давления в вязкой жидкости. Эффект Магнуса: вращение тела.
реферат [37,9 K], добавлен 03.05.2011Расчет оптимального забойного давления, потенциального дебита скважины, оптимальной глубины погружения насоса. Расчет изменения давления на устье скважины от изменения давления в затрубном пространстве и распределения температуры по стволу скважины.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 09.01.2013Определение абсолютного и избыточного гидростатического давления воды на определенной глубине от поршня, максимальной глубины воды в водонапорном баке, силы избыточного гидростатического давления на заслонку, предельной высоты центробежного насоса.
контрольная работа [195,9 K], добавлен 26.06.2012Исследование зависимости поверхностного натяжения жидкости от температуры, природы граничащей среды и растворенных в жидкости примесей. Повышение давления газов над жидкими углеводородами и топливом. Расчет поверхностного натяжения системы "жидкость-пар".
реферат [17,6 K], добавлен 31.03.2015Выбор гидромашин и рабочей жидкости, гидроаппаратуры и вспомогательных устройств. Линия давления в гидроприводе. Давление срабатывания предохранительного клапана. Проверка насосов на кавитацию. Сила давления на колено трубы. Рабочие режимы насоса.
курсовая работа [695,4 K], добавлен 16.05.2013Определение силы гидростатического давления жидкости на плоские и криволинейные поверхности, в закрытом резервуаре. Специфические черты гидравлического расчета трубопроводов. Определение необходимого давления рабочей жидкости в цилиндре и ее подачу.
контрольная работа [11,4 M], добавлен 26.10.2011Расчет характеристик установившегося прямолинейно-параллельного фильтрационного потока несжимаемой жидкости. Определение средневзвешенного пластового давления жидкости. Построение депрессионной кривой давления. Определение коэффициента продуктивности.
контрольная работа [548,3 K], добавлен 26.05.2015Средства измерения температуры. Характеристики термоэлектрических преобразователей. Принцип работы пирометров спектрального отношения. Приборы измерения избыточного и абсолютного давления. Виды жидкостных, деформационных и электрических манометров.
учебное пособие [1,3 M], добавлен 18.05.2014Особенности развития гидравлики в период Древней Греции и Древнего Рима, в период XV - начало XVIII века. Научные основы механики жидкости заложены учеными XVIII в.: Бернулли, Эйлером и Д'Аламбером. Зарождение и развитие гидравлики в ХІХ в. в России.
реферат [297,5 K], добавлен 14.09.2010Определение веса находящейся в баке жидкости. Расход жидкости, нагнетаемой гидравлическим насосом в бак. Вязкость жидкости, при которой начнется открытие клапана. Зависимость расхода жидкости и избыточного давления в начальном сечении трубы от напора.
контрольная работа [489,5 K], добавлен 01.12.2013Взаимоотношение объема и давления, оценка влияния изменения объема на значение давления. Уравнение давления при постоянном значении массы газа. Соотношение массы и температуры по уравнению Менделеева-Клапейрона. Скорость при постоянной массе газа.
контрольная работа [544,5 K], добавлен 04.04.2014Анализ модели температуры в радиально бесконечном пласте. Моделирование давления и температуры сигнала, связанного с переменной скоростью. Определение сигнала температуры отдельного слоя связанного с постоянной скоростью добычи слабо сжимаемой жидкости.
курсовая работа [770,7 K], добавлен 20.02.2021
