Гидростатика и гидродинамика
Определение удельного веса нефти. Кинематическая вязкость жидкости. Давление, действующее извне на поверхность резервуара. Основное уравнение гидростатики. Средняя скорость потока при переходе на меньший диаметр. Гидродинамический напор воды в трубе.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.04.2015 |
| Размер файла | 123,3 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/
Задача 1
кинематический давление гидродинамический
Плотность нефти равна с, кг/м3. Определить её удельный вес г в единицах СИ и подсчитать, какой объём занимает нефть весом G, кН.
|
Исходные данные |
Вариант |
||||||||||
|
№ 0 |
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ 8 |
№ 9 |
||
|
с, кг/м3 |
680 |
690 |
720 |
760 |
780 |
800 |
720 |
760 |
780 |
800 |
|
|
G, кН |
70 |
75 |
90 |
100 |
110 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
Решение:
Удельный вес жидкости: ;
где - плотность жидкости, кг/м3;
- ускорение свободного падения, м/с2.
Вес:
м3
Задача 2
Кинематическая вязкость жидкости равна н, см2/с. Определить её динамическую вязкость в единицах СИ, если удельный вес жидкости равен г, кН/ м3.
|
Исходные данные |
Вариант |
||||||||||
|
№ 0 |
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ 8 |
№ 9 |
||
|
н, см2/с |
0,27 |
0,29 |
0,3 |
0,31 |
0,32 |
0,32 |
0,29 |
0,3 |
0,31 |
0,32 |
|
|
г , кН/м3 |
7,3 |
7,36 |
7,42 |
7,56 |
7,63 |
7,89 |
8,12 |
8,43 |
8,56 |
8,67 |
Решение:
Динамическая вязкость определяется по формуле:
Па•с.
Задача 3
Определить силу, действующую на горизонтальный люк диаметром 1 м, расположенный на глубине h, м от поверхности воды в днище открытого резервуара.
|
Исходные данные |
Вариант |
||||||||||
|
№ 0 |
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ 8 |
№ 9 |
||
|
h, м |
0,8 |
0,86 |
1,56 |
2,26 |
2,96 |
3,66 |
4,36 |
5,06 |
5,76 |
6,46 |
Решение:
Полное давление на дне резервуара определяется по основному уравнению гидростатики:
,
где Па - давление, действующее извне на поверхность резервуара, в случае открытого резервуара соответствует атмосферному.
Н/м3 - удельный вес воды.
Па
Сила, действующая на люк:
кН.
Задача 4
Найти полное и избыточное давления в точке дна открытого резервуара, наполненного водой, если глубина воды в нём равна h, м.
|
Исходные данные |
Вариант |
||||||||||
|
№ 0 |
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ 8 |
№ 9 |
||
|
h, м |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6 |
Решение:
Полное и избыточное давления определяются по основному уравнению гидростатики:
,
где Па - давление, действующее извне на поверхность резервуара, в случае открытого резервуара соответствует атмосферному;
Н/м3 - удельный вес воды.
Па;
Па.
Задача 5
Поток воды движется по напорному трубопроводу диаметром 40 мм с расходом q, л/с. Определить среднюю скорость потока при переходе на диаметр вдвое меньший.
|
Исходные данные |
Вариант |
||||||||||
|
№ 0 |
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ 8 |
№ 9 |
||
|
q, л/с |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
Решение:
Для решения используется уравнение неразрывности:
отсюда скорость
м/с.
Задача 6
По горизонтальной трубе диаметром 20 мм движется вода с расходом q, л/с. Манометр показывает давление pман, кгс/см2. Определить гидродинамический напор воды в трубе относительно её оси. Вязкость жидкости м2/с.
|
Исходные данные |
Вариант |
||||||||||
|
№ 0 |
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ 8 |
№ 9 |
||
|
q, л/с |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
|
|
pман, кгс/см2 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,5 |
3,6 |
3,7 |
3,8 |
3,9 |
4 |
4,1 |
Решение:
Гидродинамический напор определяется по формуле:
,
где - напор, соответствующий положению рассматриваемого сечения жидкости;
- статический напор;
- динамический или скоростной напор.
- коэффициент Кориолиса, который учитывает неравномерность распределения поля скорости в живом сечении трубопровода. При ламинарном движении жидкости , при турбулентном - .
Скорость движения жидкости:
м/с.
Число Рейнольдса:
>
Гидродинамический напор:
м.
Задача 7
В водоструйном насосе избыточное давление на подходе рабочей жидкости (воды) составило p1, кгс/см2 при скорости потока v1, м/с. Определить избыточное давление в струе сопла, если скорость в ней составила v2 , м/с (использовать уравнение Бернулли, пренебрегая потерями напора, течение жидкости турбулентное).
|
Исходные данные |
Вариант |
||||||||||
|
№ 0 |
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ 8 |
№ 9 |
||
|
p1, кгс/см2 |
5,2 |
5,3 |
5,4 |
5,5 |
5,6 |
5,7 |
5,8 |
5,9 |
6 |
6,1 |
|
|
v1, м/с |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2 |
2,1 |
|
|
v2, м/с |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
Решение:
Уравнение Бернулли:
или ,
так как речь идет о горизонтальной трубе, то , . Отсюда:
кПа.
Задача 8
Какой режим движения воды будет при температуре 15 С в круглой напорной трубе диаметром d, мм, если расход равен q, л с ?
|
Исходные данные |
Вариант |
||||||||||
|
№ 0 |
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ 8 |
№ 9 |
||
|
d, мм |
15 |
20 |
25 |
32 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
|
|
q, л / с |
0,02 |
0,035 |
0,05 |
0,065 |
0,08 |
0,095 |
0,11 |
0,125 |
0,14 |
0,155 |
Решение:
Вязкость воды при температуре 15 С - м2/с.
Режим движения определяется по числу Рейнольдса:
Так как > режим движения турбулентный
Задача 9
Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу, состоящему из труб различного диаметра (; ; м) и различной длины (; ; м), вытекает в атмосферу вода, расход которой равен .
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 1
Определить:
Скорости движения воды и потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода.
Установить величину напора в резервуаре.
|
Исходные данные |
Вариант |
||||||||||
|
№ 0 |
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ 8 |
№ 9 |
||
|
Q, м3/с |
0,0105 |
0,011 |
0,0115 |
0,012 |
0,0125 |
0,013 |
0,0135 |
0,014 |
0,0145 |
0,015 |
Решение.
Скорости движения воды на каждом участке, числа Re и :
1.
2. м/с,
3. м/с,
4. м/с,
Коэффициент гидравлического трения - определяется в зависимости от числа Рейнольдса по формуле Блазиуса:
; ;
Потери напора по длине каждого участка
1. м
2. м
3. м
Потери давления в каждом местном сопротивлении
Местное гидравлическое сопротивление - короткий участок трубопровода или канала, в котором обычно происходит изменение скорости по величине или направлению. Местные потери напора определяются по формуле Вейсбаха:
,
где - средняя скорость в сечении трубопровода, расположенного обычно за местным сопротивлением;
- коэффициент местного сопротивления.
Вход в трубопровод:
Прямой вход - Для турбулентного потока с =0,5
м
Размещено на http://www.allbest.ru/
Изменение диаметра трубопровода.
Внезапное сужение при определяется по данным И.Е. Идельчика.
м.
|
0,01 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
||
|
0,5 |
0,45 |
0,4 |
0,35 |
0,3 |
0,25 |
0,20 |
Внезапное расширение - потери напора определяются по формуле Борда-Карно.
или ,
м.
|
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
||
|
81 |
64 |
49 |
36 |
25 |
16 |
9 |
4 |
1 |
0 |
4. Напор в резервуаре.
Уравнение Бернулли для сечений 0-0 и 3-3
, т.к. , то
м.
Ответы:
|
Номер варианта |
H |
|
|
0 |
39,5682133 |
|
|
1 |
42,92549 |
|
|
2 |
46,39932 |
|
|
3 |
49,98845 |
|
|
4 |
53,69164 |
|
|
5 |
57,50774 |
|
|
6 |
61,43566 |
|
|
7 |
65,47434 |
|
|
8 |
69,6228 |
|
|
9 |
73,88007 |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Виды вещества. Реакция твердого тела, газа и жидкости на действие сил. Силы, действующие в жидкостях. Основное уравнение гидростатики. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости. Определение силы давления столба жидкости на плоскую поверхность.
презентация [352,9 K], добавлен 28.12.2013Физические 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 30.11.2014Анализ и особенности распределения поверхностных сил по поверхности жидкости. Общая характеристика уравнения Бернулли, его графическое изображение для потока реальной жидкости. Относительные уравнение гидростатики как частный случай уравнения Бернулли.
реферат [310,4 K], добавлен 18.05.2010Физические свойства жидкости. Гидростатическое давление как скалярная величина, характеризующая напряжённое состояние жидкости, порядок ее определения. Основное уравнение гидростатики. Измерение вакуума. Приборы для измерения давления, снятие показаний.
реферат [132,1 K], добавлен 16.04.2011Физические 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 08.04.2013Основы гидравлики, сущность и содержание гидростатики, ее законы и принципы. Характер и направления действия сил, действующих на жидкость. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера. Основное уравнение гидростатики и его практические приложения.
презентация [159,6 K], добавлен 28.09.2013Основные понятия гидродинамики. Условие неразрывности струи, уравнение Бернулли. Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Течение вязкой жидкости. Факторы, влияющие на вязкость крови в организме. Особенности течения крови в крупных и мелких сосудах.
реферат [215,7 K], добавлен 06.03.2011Постоянство 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 03.05.2011Основное уравнение гидростатики, его формирование и анализ. Давление жидкости на криволинейные поверхности. Закон Архимеда. Режимы движения жидкости и гидравлические сопротивления. Расчет длинных трубопроводов и порядок определения силы удара в трубах.
контрольная работа [137,3 K], добавлен 17.11.2014Сущность ньютоновской жидкости, ее относительная, удельная, приведённая и характеристическая вязкость. Движение жидкости по трубам. Уравнение, описывающее силы вязкости. Способность реальных жидкостей оказывать сопротивление собственному течению.
презентация [445,9 K], добавлен 25.11.2013Решение задач по гидростатике: определение давления жидкости на стенки резервуара при ее нагреве, расчет минимального и конечного усилий для удержания крышки. Расчёт линейного сопротивлении трубопровода. Определение рабочей точки при работе насоса.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 27.06.2010Определение 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 01.12.2013Теория движения жидкости. Закон сохранения вещества и постоянства. Уравнение Бернулли для потока идеальной и реальной жидкости. Применение уравнения Д. Бернулли для решения практических задач гидравлики. Измерение скорости потока и расхода жидкости.
контрольная работа [169,0 K], добавлен 01.06.2015Гидродинамическая и тепловая стабилизация потока жидкости в трубе. Уравнение подобия для конвективной теплоотдачи. Теплоотдача к жидкости в кольцевом канале. Критические значения чисел Рейнольдса для изогнутых труб. Поправка на шероховатость трубы.
презентация [162,4 K], добавлен 18.10.2013Уравнение Бернулли для начального сечения наполненного резервуара. Скорость распространения возмущений по трубе. Коэффициент гидравлического трения. Расходные характеристики разветвлений. Величина повышения давления в начальной фазе гидроудара.
практическая работа [265,6 K], добавлен 05.06.2011Силы и коэффициент внутреннего трения жидкости, использование формулы Ньютона. Описание динамики с помощью формулы Пуазейля. Уравнение Эйлера - одно из основных уравнений гидродинамики идеальной жидкости. Течение вязкой жидкости. Уравнение Навье-Стокса.
курсовая работа [531,8 K], добавлен 24.12.2013Гидростатическое 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 мощности теплового потока, средний температурный напор. Теплоотдача при вынужденном течении жидкости внутри труб, порядок определения их количества в пучке. Конденсация на горизонтальных трубах и пучках труб, второе и третье приближение.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 22.10.2014Изучение конструктивных особенностей резервуара для хранения нефтепродуктов. Построение переходной характеристики объекта при условии мгновенного изменения величины входного потока. Определение уровня жидкости в резервуаре нефтеперекачивающей станции.
реферат [645,4 K], добавлен 20.04.2015Построение эпюры гидростатического давления жидкости на стенку, к которой прикреплена крышка. Расчет расхода жидкости, вытекающей через насадок из резервуара. Применение уравнения Д. Бернулли в гидродинамике. Выбор поправочного коэффициента Кориолиса.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 24.03.2012
