Примеры решения контрольных заданий

Общие указания

• 1. Объем контрольной работы — 4 задачи.
• 2. Прежде, чем приступить к выполнению расчетов, необходимо ознакомиться с содержанием контрольной работы, проработать теоретический материал и ответить на вопросы для самопроверки.
• 3. Вариант заданий определяется порядковым номером в списке группы (см. таблицу, соответствующую номеру задачи).
• 4. Оформление контрольной работы — в тетради, с регистрацией в деканате.
• 5. Выполненная и оформленная работа должна содержать:
  • а) номер варианта и исходные данные для расчета;
  • б) расчетные формулы и подробный ход решения;
  • в) рисунки и графики, в соответствии с заданием.

Задача 1

Трубопровод с расходом жидкости Q = 0,32 л/с в точке М разветвляется на два трубопровода (рис.1): первый имеет длину L1 = 1 м и внутренний диаметр d1 = 10 мм, второй — L2 = 2 м, d2 = 8 мм.

Рис. 1. Схема трубопровода

В точке N трубопроводы 1 и 2 соединяются.

Во втором трубопроводе установлен фильтр Ф, сопротивление которого эквивалентно трубе длиной Lэ = m d2 = 200 d2.

Определить расход Q и потерю давления pпот в каждом трубопроводе, если плотность жидкости = 900 кг/м3, кинематическая вязкость жидкости.

= 1Ст = 10−4 м2/с.

Варианты заданий представлены в табл. 6.

Решение Анализ физических свойств рабочей жидкости позволяет сделать вывод о том, что в системе находится индустриальное масло марки И-100 (см. приложение табл.П.1). Известно, что для масел в трубопроводах характерен ламинарный режим течения. В этом случае потери напора в трубопроводе линейно зависят от расхода и рассчитываются по формуле:

h = KQ,.

где K = 128 — коэффициент сопротивления трубопровода;

Lрасч = L + Lэ — расчетная длина трубопровода;

Lэ — эквивалентная длина трубы.

Для первого трубопровода.

K1 = 128= 41 600.

Для второго трубопровода.

K2 = 128 = 365 000.

Задаем произвольные значения расхода Q, строим характеристики трубопроводов 1 и 2 h = KQ, как показано на рис. 2. Строим суммарную характеристику 1+2 параллельно работающих трубопроводов (при постоянных значениях h, произвольно взятых, и суммируем расходы Q1 и Q2).

По заданному значению Q = 0,3210−3 м3/с находим точку Е на суммарной характеристике и графическим способом определяем искомые расходы.

Q1 = 0,2810−3 и Q2 = 0,0410−3 м3/с и потери напора в трубопроводах h = h1 = h2 = 11,3 м.

Определяем потери давления в параллельных трубопроводах рпот = сgh = 9009,8111,3 = 1105 Па = 0,1 МПа.

Рис. 2. Характеристики трубопроводов

Проверяем режим течения.

Скорость движения жидкости в первом трубопроводе с наименьшим расходом.

V1 = = = = 3,6 м/с.

Число Рейнольдса.

Re1 = = = 360 2320.

Следовательно, режим течения масла в первом трубопроводе как и предполагалось — ламинарный.