Контрольная работа №4 по дисциплине «Гидравлика и пневмопривод» для специальности 3601004 «ОиТВПОМ»-2009 и 370106 «МиТЭА» включает в себя (стр. 1 )

Контрольная работа №4

по дисциплине «Гидравлика и пневмопривод»

для специальности 3601004 «ОиТВПОМ»-2009 и 370106 «МиТЭА» включает в себя

1.  Пять задач по пяти темам;

2.  Методические рекомендации по решению каждой задачи;

3.  Пять контрольных вопросов по одному к каждой теме;

4.  Требования к оформлению контрольной работы;

5. Литературу;

6. Образец оформления титульного листа.

Тема 1. Гидростатика.

Задача 1. Определить силу суммарного давления на секторный затвор и ее направление. Глубина воды перед затвором Н, длина затвора b, угол a (рисунок 1).

H

b

Рисунок 1 К задаче № 1

Методические указания к решению задачи

1.  Горизонтальная составляющая силы давления равна силе давления на вертикальную проекцию затвора:

Рг = рсFв = ρghcH·b = рсFв [1, стр. 45]

Координата центра тяжести

hс = Н/2 [1, стр. 596]

2.  Вертикальная составляющая силы давления равна весу жидкости в объеме тела давления V. Объем тела давления равен проиэведению площади сектора на длину затвора b : [1, стр. 45]

3.  Объем тела давления равен:

V = Sс·b; ·R2··b;

·

4.  Радиус сектора

R = H/sina

5. Вертикальная составляющая

Рв=·g·V

6. Равнодействующую сил давлений определяем по формуле:

[1, стр. 44]

7.Направление этой силы определяется углом j:

[1, стр. 45]

Исходные данные:

№ варианта	H, м	b, м	◦
1	4	8	30
2	3	4	30
3	4	4	30
4	3	8	30
5	2	7	30
6	2	6	45
7	1	7	45
8	1	5	45
9	1	6	45
0	1	5	45

Контрольные вопросы по теме

1. В каких единицах измеряют давление?

2. Чему равно атмосферное давление?

3. Может ли давление в жидкости быть меньше нуля?

4. Что такое абсолютное, весовое, избыточное, вакуумметрическое давление?

5. Отличается ли пьезометрическая высота от вакуумметрической высоты?

6. В каких случаях плоскость пьезометрического напора располагается выше или ниже свободной поверхности покоящейся жидкости?

7. Может ли движущаяся жидкость находиться в равновесии? Если может, то при каких условиях?

8. Запишите формулу для силы давления покоящейся жидкости на плоские поверхности.

9. Можно ли расстояние до центра давления Lц. д. измерять по вертикали, если плоская поверхность (стенка), на которую действует покоящаяся жидкость, наклонная?

10. Как определяют составляющие (проекции силы давления) покоящейся жидкости на криволинейные поверхности?

Тема 2. Гидродинамика

Задача 2. При ламинарном режиме движения жидкости по горизонтальному трубопроводу диаметром d расход жидкости равен Q. Падение пьезометрической высоты на участке длиной составляет h. Определить кинематическую (в стоксах) и динамическую (в пуазах) вязкости жидкости. .

Рисунок 2 к задаче № 2

Методические указания к решению задачи

1.  Вязкость жидкости может быть найдена из формулы критерия Рейнольдса:

[]

2.  Для определения скорости воспользуемся уравнением неразрывности потока:

, где

тогда

3.  Далее запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 трубопровода:

[1, стр. 104]

4.  Т. к. (труба горизонтальная) и (диаметр постоянный), уравнение принимает вид:

,

где - потери по длине трубопровода;

откуда ;

5.  Потери по длине определяют по формуле:

6.  Из формулы находим коэффициент трения :

7.  Известно, что при ламинарном движении определяют по формуле Пуазейля:

;

Тогда ;

8.  Подставляя в формулу значение Re и значение , находим .

9.  Т. к. , то

Исходные данные:

№ варианта	d, м	, м	h, м	Q, м3/с
1	0,5	1000	1,0	0,1
2	0,6	1500	1,2	0,1
3	0,5	1500	1,3	0,05
4	0,6	1000	1,1	0,05
5	0,7	1400	1,2	0,1
6	0,7	1500	1,3	0,08
7	0,8	1400	1,0	0,07
8	0,6	1200	1,1	0,08
9	0,8	1200	1,0	0,08
0	0,7	1000	1,2	0,05

Контрольные вопросы по теме

1. Что такое удельная энергия, линия удельной энергии?

2. Как пьезометрическая и напорная линии ориентированны в вертикальной плоскости?

3. Какой физический закон выражает уравнение Бернулли?

4. Может ли напорная линия при установившемся движении невязкой жидкости быть наклонена вверх (по направлению движения)? Может ли эта линия иметь наклон вниз?

5. Что такое пьезометрический, скоростной, и гидродинамический напор? Как они изменяются по длине (вдоль направления движения)?

6. Дайте определение пьезометрического уклона. Может ли он принимать отрицательные или нулевые значения?

7. Можно ли записать уравнение Бернулли в единицах давления?

8. В каком случае пьезометрическая линия может проходить ниже оси трубопровода?

9. Что такое коэффициент Кориолиса и каков его физический смысл?

10. С помощью каких приборов можно измерить динамический напор в напорном трубопроводе?

Тема 3. Гидравлические сопротивления и потери напора.

Задача 3. Определить допустимую высоту установки оси центробежного насоса над уровнем воды в колодце hн при следующих данных: вакуумметрическая высота всасывания насоса hвак; диаметр всасывающей трубы d, длина , подача насоса Q. На всасывающем трубопроводе имеются местные сопротивления: сетка с обратным клапаном и поворот на 90° . Абсолютную шероховатость труб принять равной Δ мм. Кинематическая вязкость жидкости стокс.

Рисунок 3 к задаче № 3

Методические указания к решению задачи

1.  Составляем уравнение Бернулли для сечения 1-1 (уровень воды в колодце) и 2-2 сечение входа жидкости в насос:

[1, стр. 104]

; ; (т. к. площади поперечных сечений одинаковы);

2.  Общие потери в трубопроводе складываются из потери напора по длине и на местных сопротивлениях::

,

где - коэффициент сопротивления сетки с обратным клапаном;

- коэффициент сопротивления поворота;

3.  Для нахождения определяем режим движения потока:

Для определения скорости воспользуемся уравнением неразрывности потока:

, где

тогда

4.  В зависимости от рассчитанного числа Re определяют режим движения жидкости и формулу для расчета коэффициента :

При Re ≤ 2320

2320 < Re < 4000

4000 < Re < 105

105 < Re <

Re >

5.  Зная , рассчитываем потери по формуле, приведенной в п. 2;

6.  Допустимая высота установки насоса:

Исходные данные:

№ варианта	hвак, м	d, мм	, м	Q, л/сек	Δ, мм
1	4,8	200	16	48	0,1	10	0,37
2	5,0	250	18	50	0,1	10	0,37
3	4,8	250	18	48	0,1	10	0,37
4	5,2	200	20	50	0,15	10	0,4
5	5,2	300	16	52	0,15	12	0,5
6	5,0	300	20	52	0,15	12	0,5
7	5,1	350	21	53	0,12	11	0,6
8	5,1	300	19	51	0,12	11	0,6
9	4,9	350	19	53	0,12	11	0,4
0	4,9	180	21	51	0,14	12	0,4

Контрольные вопросы по теме