Питання і задачі для самоперевірки

1. Приведіть класифікацію трубопроводів.

2. Що називається простим трубопроводом? Чому рівні втрати напору в такому трубопроводі?

3. Якими факторами визначається опір трубопроводу? Які його розмірність і відмінність від утрат напору?

4. Назвіть узагальнені параметри для розрахунку трубопроводів і вкажіть їхню розмірність.

5.Напишіть рівняння трубопроводу і накресліть його напірні характеристики при наявності геометричної висоти і при відсутності її.

6. Побудуйте сумарні напірні характеристики трубопроводів при послідовному і рівнобіжному з'єднанні труб.

7. У чому полягає сутність гідравлічного удару? Чому рівні збільшення тиску при гідравлічному ударі і швидкість поширення ударної хвилі?

8. Напишіть основне рівняння сталого рівномірного руху рідини у відкритому руслі.

9. Від яких факторів залежить величина коефіцієнта Шезі? Який зв'язок існує між коефіцієнтами Шезі і Дарсі?

10. Що називається гідравлічно найвигіднішим перетином і яким перетином робляться звичайно канали?

11. Чим визначаються мінімальна і максимальна швидкості води в каналі?

1 2. Визначити показання манометра р_м(ат), якщо витрата води по трубопроводу Q=180 м³/година, довжини ділянок: l₁= 600 м, l₂=400 м, l₃ = 300м, діаметри труб: d₁=200 мм, d₂=125 мм,d₃=100 мм, абсолютна шорсткість труб Δ=0,2 мм. Місцевими опорами зневажити. Відповідь: р_м =3,03 ат.

13. Визначити потужність потоку N_п(квт), необхідну для переміщення води в умовах попередньої задачі.

Відповідь: N_п =148 квт.

1 4. Визначити витрати води Q(м³/сек) по каналі трапецієвидного перетину, якщо ухил дна каналу i_Д =0,001, ширина по дну b = 3,0 м, ширина по вільній поверхні В = 4,8 м, висота води в каналі h=1,5 м. Коефіцієнт шорсткості прийняти n = 0,020.

Відповідь: Q= 8,66/сек.

Тема 8. Витікання рідини через отвори, насадки і водозливи

Витікання рідини через малий отвір у тонкій стінці при постійному напорі. Насадки. Витікання рідини при перемінному напорі. Витікання рідини через великий бічний отвір. Водозливи.

Література: [3], 218—234; [6], 147—163, 316—324-[11], 212—225, 231—244; [12], 198—219; [15], 165—183.

Методичні вказівки

При розгляді питань витікання рідини через малі отвори в тонкій стінці варто звернути увагу на допущення, що вводяться при висновку розрахункових формул швидкості і витраті рідини, а також на визначення коефіцієнтів швидкості, стиску струменя і витрати. Необхідно звернути увага на фізичну сутність витікання рідини через насадок, а також усвідомити, за рахунок чого відбувається збільшення витрати при установці за отвором насадка, які бувають типи насадків і для яких цілей вони застосовуються.

У практиці часто зустрічаються випадки витікання рідини при перемінному напорі, що має місце при спорожнюванні і наповненні резервуарів. Шуканою величиною тут звичайно є час спорожнювання чи наповнення. При вивченні цих питань можна обмежитися висновком формул для визначення часу часткового і повного спорожнювання резервуарів, що мають постійну площу поперечного перерізу по висоті.

Водозлив є часткою зі случаю великого бічного отвору, тому необхідно спочатку розглянути витікання рідини через таке отвори, а потім познайомитися з водозливами, застосовуваними для виміру витрати рідини.

П риклад 1. Визначити витрату води Q(м³ /сек) через циліндричний внутрішній насадок, розташована в стінці резервуара на глибині Н=1 м від поверхні води, якщо діаметр насадка d_н =9 мм, а тиск повітря в резервуарі d_м =0,13 ат. При рішенні задачі прийняти, що приплив води в резервуар дорівнює витраті через насадок.

Рівняння витрати рідини через отвір чи насадок має вид

У розглянутому випадку різниця абсолютних тисків на поверхні води й у місці витікання струменя з насадка , коефіцієнт витрати насадка = 0,71, тому

П риклад 2. Визначити протягом якого часу Т (хв) рівень води в циліндричному резервуарі діаметром Q=500 мм понизиться на h=200 мм, якщо діаметр донного отвору d=5 мм, а первісна висота в резервуарі Н=1м. Коефіцієнт витрати отвору прийняти =0,62.

Час часткового спорожнювання резервуара з постійною площею поперечного перерізу від рівня Н₁ до Н₂ може бути підраховане по формулі:

У розглянутому випадку первісний рівень H₁= Н, кінцевий рівень Н₂ = Н-h, площа поперечного перерізу резервуара , площа отвору . Тому