Тема 7. Неустановившееся течение жидкости в трубах.

Цель занятия: Определение ударного повышения давления в трубопроводах.

Указания к решению задач.

Задачи данного раздела рассчитаны на применение формулы Н. Е. Жуковского. Следует помнить, что при гидравлическом ударе, кинетическая энергия потока движущейся жидкости при внезапной его остановке затрачивается на работу сжатия жидкости и работу растяжения стенок трубопровода. Один из способов локализации гидравлического удара – медленное закрытие задвижки. При этом необходимо определить фазу гидравлического удара и сравнить ее с временем закрытия задвижки.

Контрольные вопросы.

1. Поясните сущность процессов, происходящих при гидравлическом ударе. 2. Напишите зависимость для определения ударного давления. 3. Что такое фаза гидравлического удара? 4. Перечислите способы локализации гидравлического удара. 5. Чему равна скорость распространения ударной волны? 6. Что такое непрямой удар? Когда он возникает? Как в этом случае определить ударное давление? 7. Чему равна работа растяжения стенок трубопровода при гидравлическом ударе? 8. Чему равна работа сжатия жидкости при гидравлическом ударе? 9. Самостоятельно получите формулу Жуковского. Свой вывод сравните с выводом, приведенным в учебнике.

10. Решите задачи.

1. По стальной трубе длиной и диаметром протекает воды. Определить, насколько повысится давление в трубе при закрытии задвижки, если время закрытия в первом случае , а во втором случае .

2. Определить давление гидравлического удара при внезапном закрытии задвижки в трубопроводе, по которому перекачивается жидкость со скоростью . Плотность жидкости , скорость распространения ударной волны .

3. Определить минимальное время закрытия задвижки на трубопроводе длиной при скорости воды , если допустимое повышение давления не должно превышать .

4. При гидравлическом ударе давление в трубопроводе длиной повысилось на величину . Сколько времени потребуется для его возвращения к начальному значению?

Литература:

Метревелли В.Н. Сборник задач по курсу гидравлика с решениями. – М.: Высшая школа, 2008. – 192 с.

Тема 8. Истечение капельных жидкостей.

Цель занятия: Определение скорости и расхода жидкости при истечении через отверстия и насадки. Определение времени опорожнения резервуаров.

Указания к решению задач.

Задачи данного раздела можно решать, не записывая уравнение Бернулли, а использовать уже полученные на его основе готовые зависимости (стр. 38). При этом следует знать взаимосвязь между коэффициентами истечения.

Если истечение жидкости происходит при переменном напоре (опорожнение резервуаров), то в каждый данный момент движение жидкости можно рассматривать как установившееся.

Контрольные вопросы.

1. Напишите формулу Торичелли. 2. Напишите формулы и приведите численные значения коэффициентов истечения , , , . 3. Как по координатам струи определить действительную скорость и коэффициенты истечения? 4. Когда расход больше: при истечении через насадок или через отверстие равного диаметра? 5. Какова зависимость дальности полета струи от напора? 6. Что такое срыв истечения. Причины его возникновения? 7. Какая струя падает круче: из насадка или из отверстия? 8. Чему равно время истечения равных объемов жидкости при переменном и постоянном напоре? 9. Почему конический расходящийся насадок, имея малый коэффициент расхода , пропускает большее количество жидкости, чем конический сходящийся насадок ( )? 10. При истечении жидкости через насадок будет ли давление в месте сужения струи отличаться от атмосферного давления?

11. Решите задачи.

1. В каком соотношении находятся напоры и при истечении через цилиндрический насадок и отверстие равного диаметра, если они пропускают равные расходы?

2. Определить, какой напор необходимо создать в открытом резервуаре, чтобы из отверстия диаметром , расположенного в центре дна резервуара, вытекала струя расходом ..

3. Определить скорость истечения и расход воды, вытекающей из бака через круглое отверстие , если превышение уровня воды над центром отверстия . Коэффициент расхода , коэффициент скорости .

4. При исследовании истечения из круглого отверстия в тонкой стенке диаметром замерен диаметр струи и время наполнения десятилитрового мерного цилиндра . Определить численные значения коэффициентов сжатия , скорости , расхода и сопротивления .

Литература:

Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводу /под редакцией Б.Б. Некрасова/ – М.: Высшая школа, 1989. - 192 с. – стр. 47 – 68;…

Метревелли В.Н. Сборник задач по курсу гидравлика с решениями. – М.: Высшая школа, 2008. – 192 с.