5. Определение искомых расчетных величин

Построенный график (рис. 9 или рис. 10) позволяет найти основные физические параметры, характеризующие данный трубопровод.

Рис. 10. Графические построения для определения искомых величин.

Например, при заданном расходе Q = 2,5 л/с для рассматриваемого трубопровода можно найти потребный напор в начальном сечении Hпотр. Для этого следует, начиная с известного Q (точка С на рис. 10) и используя точку D на кривой Σ, провести построения показанные на рис. 10. Тогда получим Hпотр,Σ = 127,6 м. Аналогичном образом можно полу-

чить потребные напоры H_потр,2 и H_потр,3 для разветвленных трубопроводов 2 и 3 (напоры в точке разветвления, рис. 7). Для этого следует, начиная с точки С (рис. 10) и используя точку E на характеристике (2+3), провести построения показанные на рис. 10. Тогда получим H_потр,2 = H_потр,3 = 80,4 м.

Кроме того, по этому графику можно найти расходы Q₂ и Q₃ в разветвленных трубопроводах 2 и 3 (рис. 7). Для этого следует использовать точки F и G на линиях 2 и 3 (рис. 8.). Из графических построений следует, что для данного примера эти расходы составляют Q₂ = 2,31 л/с и Q₃ = 0,19 л/с.

4. Варианты заданий на расчетно-графические работы

Задание № 1

Жидкость плотностью ρ = 900 кг/м³ и кинематической вязкостью υ = 0,4 см²/с нагнетается по трубе 1 длиной l₁ и диаметром d₁. В конце трубы 1 поток разделяется на два. Один из них направляется по трубе 2 (длиной l₂ и диаметром d₂) в бак Б₁с атмосферным давлением на свободной поверхности (установлен на высоте z), а второй подается по трубе 3 (длиной l₃ и диаметром d₃) в нижний бак Б₂ с избыточным давлением р.

Считая режим течения ламинарным, определить расходы Q₂ и Q₃ в трубопроводах 2 и 3, если расход на входе Q₁ = 1,5 л/с. При решении учесть следующие местные гидравлические сопротивления: в фильтре Ф, в кране К₁ и в кране К₂. Сопротивления заданы эквивалентными длинами: l_Ф, l_К1 и l_К2. Параметры для расчета приведены в таблице.

Вариант	Высота	Давление	Длины труб			Диметры труб			Эквивалентные длины
	z	р	l1	l2	l3	d1	d2	d3	lФ	lК1	lК2
	м	МПа	м	м	м	мм	мм	мм	м	м	м
1	2,4	0,05	6	10	10	40	20	32	8	4	15
2	8	0,02	10	5,8	8	32	20	20	8	14	5
3	10	0,09	16	13	15	25	25	25	5	10	9
4	4,5	0,1	6	14	14	25	15	20	5	4	6

Задание № 2

Вода по трубопроводу 1 (длиной l₁) поступает в гидросистему, которая включает три разветвленных трубопровода. Затем по трубопроводу 4 (длиной l₄) частично нагнетается в напорный бак, расположенный на высоте z₁. А по трубопроводам 2 (длиной l₂) и 3 (длиной l₃,), лежащим в горизонтальной плоскости, расположенной на высоте z₂ относительно входа, подается к потребителям (вытекает в атмосферу).

Считая режим течения турбулентным, определить расходы в разветвленных трубопроводах Q₂, Q₃ и Q₄, если расход на входе Q₁ = 4 л/с. При решении принять диаметры всех трубопроводов d = 40мм, а коэффициенты потерь на трение λ = 0,03. Учесть гидравлические потери: в фильтре Ф, а также в кранах К₁, К₂ и К₃, которые заданы коэффициентами местных сопротивлений: ζ_Ф, ζ_К1, ζ_К2 и ζ_К3,. Параметры для расчета приведены в таблице.

Вариант	Нивелирные высоты		Длины труб					Коэффициенты местных сопротивлений
	z1	z2		l1	l2	l3	l4	ζФ	ζК1	ζК2	ζК3
	м	м		м	м	м	м	–	–	–	–
1	2	5		6	200	200	15	2	4	4	4,5
2	3	4		28	120	120	6	3	∞	3	8
3	4,3	4		30	150	150	50	9	5	∞	8
4	5,3	0		50	150	70	50	10	20	18	∞

Примечание. Если в таблице задано ζ_К = ∞, то этот кран закрыт.

Задание № 3

Вода поступает в гидросистему по трубопроводу 1 (длиной l₁ и диаметром d₁) и затем разветвляется на три трубопровода (2, 3 и 4). После разветвления она по трубопроводу 4 (длиной l₄ и диаметром d₄) нагнетается в напорный бак, расположенный на высоте z. Манометр М установленный на баке показывает избыточное давление р. Кроме того, вода по трубопроводам 2 (длиной l₂, диаметром d₂) и 3 (длиной l₃, диаметром d₃), лежащим в горизонтальной плоскости подается к потребителям (вытекает в атмосферу).

Считая режим течения турбулентным, определить расходы в разветвленных трубопроводах Q2, Q3 и Q4, если расход на входе Q1 = 4 л/с. При решении принять коэффициенты потерь на трение λ = 0,03. Учесть гидравлические потери: в фильтре Ф, а также в кранах К1, К2 и К3, которые заданы коэффициентами местных со-

противлений: ζ_Ф, ζ_К1,п ζ_К2 и ζ_К3,. Параметры для расчета приведены в таблице.

Вариант	Высота	Давление	Длины труб				Диаметры труб				Коэффициенты сопротивлений
	z	p	l1	l2	l3	l4	d1	d2	d3	d4	ζФ	ζК1	ζК2	ζК3
	м	кПа	м	м	м	м	мм	мм	мм	мм	–	–	–	–
1	4,5	10	2	4	2	5	40	32	25	25	4	∞	5	4
2	5,5	20	2	2	5	5	32	20	32	25	3	6	∞	4
3	6	30	4	3	3	6	32	20	20	25	3	6	4	∞
4	8,3	60	20	120	120	12	40	25	25	25	5	12	12	7

Примечание. Если в таблице задано ζ_К = ∞, то этот кран закрыт.

Задание № 4

Жидкость плотностью ρ = 900 кг/м³ и кинематической вязкостью υ = 0,4 см²/с нагнетается по трубе 1 длиной l₁ и диаметром d₁. В конце трубы 1 поток разделяется на два. Один из них направляется по трубе 2 (длиной l₂ и диаметром d₂) в бак Б₁ с атмосферным давлением на свободной поверхности (установлен на высоте z₁). Второй поток подается по трубе 3 (длиной l₃ и диаметром d₃) в бак Б₂ с избыточным давлением р. Причем последний располагается на расстоянии z₁ ниже входа в гидросистему.

Считая режим течения ламинарным, определить расходы Q₂ и Q₃ в трубопроводах 2 и 3, если расход на входе Q₁ = 1,8 л/с. При решении учесть

следующие местные гидравлические сопротивления: в фильтре Ф, в кране К1 и в кране К2. Сопротивления заданы эквивалентными длинами: lФ, lК1 и lК2. Параметры для расчета приведены в таблице.

Вариант	Высоты		Давление	Длины труб			Диметры труб			Эквивалентные длины
	z1	z2	р	l1	l2	l3	d1	d2	d3	lФ	lК1	lК2
	м	м	МПа	м	м	м	мм	мм	мм	м	м	м
1	1,5	4,4	0,10	30	20	10	40	25	32	3	8	9
2	6,2	4	0,05	12	28	24	32	25	25	10	8	12
3	10	2,6	0,05	12	28	18	32	25	20	14	14	8
4	9,2	1	0,09	15	24	8,2	25	20	20	6	10	6

Задание № 5

Жидкость плотностью ρ = 900 кг/м³ и кинематической вязкостью υ = 0,35 см²/с нагнетается по трубе 1 длиной l₁ и диаметром d₁. В конце трубы 1 поток разделяется на два. Один из них направляется по трубе 2 (длиной l₂ и диаметром d₂) в бак Б₁, в котором поддерживается постоянное давление р. Второй поток подается по трубе 3 (длиной l₃ и диаметром d₃) в бак Б₂ с атмосферным давлением на свободной поверхности. Нивелирные высоты z₁, z₂ и z₃ показаны на схеме гидроситемы.

Считая режим течения ламинарным, определить расходы Q₂ и Q₃ в трубопроводах 2 и 3, если расход на входе Q₁ = 2 л/с. При решении учесть следующие местные гидравлические сопротивления: в фильтре Ф, в гидравлическом дросселе Д и в кране К . Сопротивления заданы эквивалентными длинами: l_Ф, l_Д и l_К. Параметры для расчета приведены в таблице.

Вариант	Высоты			Давление	Длины труб			Диметры труб			Эквивалентные длины
	z1	z2	z3	р	l1	l2	l3	d1	d2	d3	lФ	lД	lК
	м	м	м	кПа	м	м	м	мм	мм	мм	м	м	м
1	3	3	4,1	100	26	28	25	40	32	25	9	10	4
2	4	1	3,9	90	20	30	35	32	25	25	6	11	6
3	2	2	8,9	60	40	12	28	32	20	25	12	8	8
4	3	5	6,5	100	40	17	25	32	20	20	6	12	10

Задание № 6

Вода по трубопроводу 1 (длиной l₁ и диаметром d₁) нагнетается в гидросистему. В конце трубы 1 поток разделяется на два. Один из них направляется по трубе 2 (длиной l₂ и диаметром d₂) в бак Б₁. Второй поток подается по трубе 3 (длиной l₃ и диаметром d₃) в бак Б₂. В обоих баках на свободной поверхности действует атмосферным давлением. Нивелирные высоты z₁, z₂ и z₃ показаны на схеме гидроситемы.

Считая режим течения турбулентным и пренебрегая скоростными напорами, определить расходы в разветвленных трубопроводах Q₂, и Q₃ , если расход на входе Q₁ = 2 л/с. При решении принять коэффициенты потерь на трение λ = 0,03. Учесть гидравлические потери: в фильтре Ф, а также в кранах К₁ и К₂, которые заданы коэффициентами местных сопротивлений: ζ_Ф, ζ_К1 и ζ_К2. Параметры для расчета приведены в таблице.

Вариант	Нивелирные высоты			Длины труб			Диаметры труб			Коэффициенты сопротивлений
	z1	z2	z3	l1	l2	l3	d1	d2	d3	ζФ	ζК1	ζК2
	м	м	м	м	м	м	мм	мм	мм	–	–	–
1	2	5	8	19	35	25	40	32	32	12	25	14
2	5	8	8	50	28	38	40	32	25	14	20	18
3	2,4	8	5	40	25	40	32	25	25	12	15	16
4	4	12	6	12	10	20	25	20	25	12	10	18

Задание № 7

Жидкость плотностью ρ = 900 кг/м³ и кинематической вязкостью υ = 0,4 см²/с нагнетается по трубе 1 длиной l₁ и диаметром d₁. Затем поток разделяется на два. Один из них направляется по трубе 2 (длиной l₂ и диаметром d₂) в бак Б₁, а второй – по трубе 3 (длиной l₃ и диаметром d₃) в бак Б₂. В обоих баках на свободных поверхностях действует атмосферное давление. Нивелирные высоты z₁, z₂ и z₃ показаны на схеме гидроситемы.

Считая режим течения ламинарным и пренебрегая скоростными напорами, определить расходы в разветвленных трубопроводах Q₂, и Q₃ , если расход на входе Q₁ = 2 л/с. При решении учесть следующие местные гидравлические сопротивления: в фильтре Ф, в кране К₁ и в кране К₂. Сопротивления заданы эквивалентными длинами: l_Ф, l_К1 и l_К2. Параметры для расчета приведены в таблице.

Вариант	Нивелирные высоты			Длины труб			Диаметры труб			Эквивалентные длины
	z1	z2	z3	lФ	lФ	lФ	d1	d2	d3	lФ	lК1	lК2
	м	м	м	м	м	м	мм	мм	мм	м	м	м
1	2,2	9	5	15	16	18	40	32	25	8	4	5
2	2	4,9	8	40	26	28	40	25	25	12	8	6
3	2,8	8	8	20	18	27	32	20	25	18	7	5
4	1,7	5	12	40	24	16	32	20	20	5	8	6

Задание № 8

Жидкость плотностью ρ = 900 кг/м³ и кинематической вязкостью υ = 0,35 см²/с нагнетается по трубе 1 длиной l₁ и диаметром d₁. Затем поток разделяется на два. Один из них направляется по трубе 2 (длиной l₂ и диаметром d₂) в бак Б₁ с избыточным давлением на свободной поверхности р. Второй поток по трубе 3 (длиной l₃ и диаметром d₃) подается в бак Б₂, с атмосферным давлением на свободной поверхности. Нивелирные высоты z₁, z₂ и z₃ показаны на схеме гидроситемы.

Считая режим течения ламинарным определить расходы в разветвленных трубопроводах Q₂, и Q₃ , если расход на входе Q₁ = 2,5 л/с. При решении учесть следующие местные гидравлические сопротивления: в фильтре Ф, в кране К₁ и в кране К₂. Сопротивления заданы эквивалентными длинами: l_Ф, l_К1 и l_К2. Параметры для расчета приведены в таблице.

Вариант	Давление	Нивелирные высоты			Длины труб			Диаметры труб			Эквивалентные длины
	р	z1	z2	z3	l1	l2	l3	d1	d2	d3	lФ	lК1	lК2
	МПа	м	м	м	м	м	м	мм	мм	мм	м	м	м
1	0,05	1,1	3	5	25	22	23	40	32	32	8	9	8
2	0,03	4	4,4	8	28	30	25	40	32	25	16	10	12
3	0,02	5,1	5	12	58	30	15	40	25	25	7	9	8
4	0,04	5	1	9,6	50	25	35	40	20	25	12	9	7