Введение

         Предмет курса. Краткая история развития гидравлики. Значение основных положений и законов курса для специальности «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ». Гидравлика как одна из общественных дисциплин, обеспечивающих фундаментальную подготовку специалистов.

 

         2.1. Основные физические свойства жидкостей

          Плотность, объемный вес. Сжимаемость. Коэффициент объемного сжатия    и модуль объемной упругости жидкости. Температурное расширение.     Вязкость   жидкости. Закон Ньютона для жидкостного трения.       Особенности жидкостей, применяемых в автомобилях. Модуль идеальной жидкости. Неньютоновские жидкости. 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Что называется плотностью жидкости? Каковы единицы ее измерения? От чего зависит плотность жидкости?
  2. Что называется объемным весом жидкости? Каковы единицы его измерения? От чего зависит объемный вес жидкости?
  3. Какова связь между плотностью и объемным весом жидкости?
  4. Что следует понимать под сжимаемостью жидкости?
  5. Каков смысл и единицы измерения коэффициента объемного сжатия?
  6. Что называется модулем упругости жидкости?
  7. Какие жидкости называются “сжимаемыми” и “несжимаемыми”?
  8. Каков смысл коэффициента температурного расширения?
  9. Что понимают под вязкостью жидкости?
  10. Каковы единицы измерения вязкости?
  11. Какова связь между кинематической и динамической вязкостями?
  12. От чего и как зависит вязкость жидкости?
  13. Как называется прибор для измерения вязкости жидкости?
  14. Как формулируется и записывается закон жидкостного трения Ньютона?
  15. В каких вопросах гидравлики используют знания о вязкости жидкости?
  16. Каков смысл динамического коэффициента вязкости жидкости?

 

2.2. Гидростатика

     Силы, действующие на жидкости. Гидростатическое давление и его свойства. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости Эйлера. Решение дифференциальных уравнений Эйлера в случае абсолютного и относительного покоя жидкости. Основные уравнения гидростатики. Закон Паскаля. Приборы для измерения давления. Эпюры гидростатического давления. Силы давления жидкости на плоские и криволинейные поверхности. Закон Архимеда.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Какие силы действуют на жидкости в случае абсолютного покоя?
  2. Какие силы действуют на жидкости в случае их относительного покоя?
  3. Какую форму принимает свободная поверхность жидкости в случае абсолютного и относительного покоя?
  4. Как записываются дифференциальные уравнения равновесия жидкости Эйлера? Каков смысл входящих в них величин?
  5. Что понимают под гидростатическим давлением и каковы единицы его измерения?
  6. Каковы основные виды гидростатического давления?
  7. Каковы основные свойства гидростатического давления?
  8. Каков закон распределения давления внутри покоящейся жидкости?
  9. Что понимают под пьезометрическим напором?
  10. В чем заключается разница между напором и давлением?
  11. Как формулируется закон Паскаля? Каково его практическое применение?
  12. Что такое «паскаль»?
  13. Какова связь между технической атмосферой и «паскалем»?
  14. Как определяется величина весового давления?
  15. Каково устройство приборов для измерения давления?
  16. Каковы достоинства и недостатки жидкостных и механических приборов для измерения давления?
  17. Что понимают под эпюрой гидростатического давления? Каков принцип ее построения?
  18. Как определить силу давления жидкости на плоскую поверхность?
  19. Что такое «центр давления»?
  20. Как определить силу давления жидкости на криволинейную поверхность?
  21. Что называют «телом давления»?
  22. Как формулируется закон Архимеда?
  23. Каково уравнение свободной поверхности жидкости для случая равномерного вращения цилиндрического сосуда вокруг собственной вертикальной оси?

 

2.3. Гидродинамика

 

          2.3.1. Кинематика и динамика жидкости

         Виды движения жидкости. Линия тока, трубка тока, элементарная струйка, поток, живое сечение, расход, средняя скорость потока, гидравлический радиус. Уравнение Бернулли для установившегося движения идеальной и реальной жидкости. Геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли и его составляющих. Коэффициент Кориолиса. Общие сведения о гидравлических сопротивлениях. Виды гидравлических сопротивлений.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Каковы основные виды движения жидкости?
  2. Что такое линия тока, трубка тока, элементарная струйка?
  3. Что понимается под средней скоростью потока?
  4. Что такое расход и каковы единицы его измерения?
  5. Что называют «живым сечением» потока и гидравлическим радиусом?
  6. Как записывается уравнение неразрывности и в чем его смысл?
  7. Что понимается под удельной энергией жидкости, в каких единицах она измеряется?
  8. Что понимают под гидравлическим и пьезометрическим уклонами?
  9. Может ли быть отрицательным гидравлический уклон? Пьезометрический уклон?
  10. Каков физический смысл коэффициента Кориолиса и каковы пределы его значения в уравнении Бернулли?
  11. Что понимают под напором потока и как он определяется?
  12. Каков геометрический и энергетический смысл каждого члена уравнения Бернулли и всего уравнения в целом?
  13. Каковы причины возникновения потерь напора при движении вязкой жидкости?
  14. Как классифицируются потери напора и как они определяются?

 

2.3.2. Режимы движения жидкости и потери напора. Критерий Рейнольдса. Особенности ламинарного режима. Распределение скоростей и касательных напряжений по сечению круглой трубы. Потери напора при ламинарном режиме. Ламинарное движение в плоских и кольцевых зазорах. Особые случаи ламинарного течения. Особенности турбулентного режима. Пульсации скоростей и давления. Распределение осредненных скоростей по сечению турбулентного потока. Потери напора при турбулентном режиме. Формула Дарси и коэффициент гидравлического трения. График Никурадзе. Гидравлически гладкие и шероховатые трубы. Формула для расчета коэффициента гидравлического трения и области их применения.


КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. От каких характеристик потока зависит режим движения жидкости?
  2. В чем отличие турбулентного режима от ламинарного?
  3. Каков физический смысл и каково практическое значение критерия Рейнольдса?
  4. Каков закон распределения скоростей при ламинарном движении жидкостей?
  5. От каких параметров потока зависят потери на трение при ламинарном движении жидкостей?
  6. Каковы особенности движения жидкости в плоских и цилиндрических зазорах?
  7. Каков закон распределения скоростей при турбулентном режиме?
  8. Что понимают под «гладкими» и «шероховатыми» поверхностями?
  9. От каких параметров зависит коэффициент трения при турбулентном режиме течения?
  10. Что следует понимать под квадратичной областью сопротивления и чем она характеризуется?

 

2.3.3. Местные гидравлические сопротивления.

Виды местных сопротивлений. Формула Вейсбаха. Коэффициент местных сопротивлений. Местные потери напора при больших и малых числах Рейнольдса. Потери напора при внезапном расширении трубы. Теорема Борда-Карно. Диффузоры и конфузоры. Взаимное влияние местных сопротивлений.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Что следует понимать под местным гидравлическим сопротивлением?
  2. Какова причина возникновения потерь напора в местных гидравлических сопротивлениях?
  3. По какой формуле определяются потери напора, вызванные местными сопротивлениями?
  4. Какова зависимость Борда для определения потерь напора при резком расширении трубопровода?
  5. От чего и как зависит коэффициент местного сопротивления?
  6. В чем принцип наложения потерь напора?
  7. Как определяется коэффициент сопротивления системы трубопроводов?

 

2.3.4. Истечение жидкости через отверстия и насадки. Истечение жидкости через малые отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре. Коэффициенты сопротивления, сжатия, скорости, расхода. Истечение жидкости через цилиндрический насадок. Насадки различного типа. Истечение жидкости из отверстий и насадок при переменном напоре. Понятие о струйной технике.


КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Как связаны между собой коэффициенты сопротивления, сжатия, скорости и расхода?
  2. Каков физический смысл коэффициентов сопротивления, сжатия, скорости и расхода?
  3. От чего зависит коэффициент расхода отверстия и насадка?
  4. Как определить пропускную способность отверстия и насадка?
  5. Как изменяются расход и скорость жидкости при истечении ее через цилиндрический насадок по сравнению с истечением из круглого отверстия того же диаметра под тем же напором?
  6. Чем отличается «насадок» от «трубы»?
  7. В чем особенности истечения жидкости из большого отверстия по сравнению с истечением из малого отверстия?

 

2.3.5. Гидравлический расчет трубопроводов. Классификация трубопроводов. Расчет простых коротких трубопроводов с построением пьезометрической и напорной линий. Сифонный трубопровод. Последовательное и параллельное соединение трубопроводов. Сложные трубопроводы. Трубопровод с насосной подачей. Характеристика трубопровода. Основа технико-экономического расчета трубопроводов.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Какие трубопроводы называются короткими и длинными, простыми и сложными?
  2. В чем особенности гидравлического расчета коротких и длинных, простых и сложных трубопроводов?
  3. Какова методика решения трех типовых задач расчета простого короткого трубопровода?
  4. Какова особенность расчета трубопроводов с параллельным соединением?
  5. Что такое сифон и каковы особенности его гидравлического расчета?
  6. В чем особенность расчета трубопроводов с насосной подачей жидкости?

 

2.3.6. Неустановившееся движение несжимаемой жидкости в жестких трубах с учетом инерционного напора. Явление гидравлического удара. Формула Н.Е. Жуковского для величины повышения давления и скорости распространения ударной волны для прямого удара. Способы снижения величины давления при гидравлическом ударе.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Какова формула для определения инерционного напора?
  2. Что называется прямым и непрямым гидравлическим ударом?
  3. Что называется фазой гидравлического удара?
  4. Что влияет на величину повышения давления при гидравлическом ударе?
  5. Что такое скорость распространения ударной волны, и от каких величин она зависит?
  6. Как можно уменьшить или предотвратить ударное повышение давления?
  7. Что называется отрицательным гидравлическим ударом и когда он может возникнуть?

 

  1. Контрольные задания

 

Задача № 1

          Определить скорость скольжения V прямоугольной пластины с размерами (a*b*c) по наклонной плоскости под углом β, если между пластиной и плоскостью находится слой масла “Ж”. Толщина слоя масла δ, температура масла t0, плотность материала пластины ρm(рис. 1).

 

Задача № 2

          Зазор между валом и втулкой заполнен жидкостью “Ж”. Длина втулки L. К валу диаметром d приложен вращающий момент М. При вращении вала жидкость постепенно нагревается, и скорость вращения увеличивается. Определить частоту вращения вала “n” при температуре масла t°(рис.2).                                           Толщина слоя жидкости – δ. 

 

 Задача № 3

          Начальное положение гидравлической системы дистанционного управления представлено на рис.3  (рабочая жидкость между поршнями не сжата). При перемещении ведущего поршня (его диаметр D) вправо жидкость постепенно сжимается, и давление в ней повышается. Когда манометрическое давление достигает величины pm, сила давления на ведомый поршень (его диаметр d) становится больше силы сопротивления F. С этого момента приходит в движение вправо и ведомый поршень. Диаметр соединительной части цилиндров δ, длина l. Определить диаметр ведущего поршня D, необходимый для того, чтобы ход L обоих поршней был один и тот же.

 

Задача № 4

          Давление жидкости «Ж» в заполненном толстостенном, плотно закрытом сосуде равно «р». Как изменится давление при повышении температуры от  t10  до t20 C. Деформацией стенок сосуда и изменением плотности жидкости с изменением температуры - пренебречь.

 

Задача № 5

          Определить давление жидкости «Ж» «р1», подводимой в поршневую полость гидроцилиндра, если избыточное давление в штоковой полости «р2», усилие на штоке гидроцилиндра R, сила трения поршня о цилиндр F, диаметр поршня D, диаметр штока d (рис. 4).

 

Задача № 6 

         Определить манометрическое давление «рm» в верхней части левого сосуда (сообщающегося с правым сосудом), возникающее под действием силы Р, приложенной к поршню правого сосуда, если правый поршень расположен выше среднего на h, а их диаметры d1,d2,d3. Оба сосуда наполнены водой. Манометр расположен выше левого меньшего поршня на расстоянии «z» (рис. 5).

 

Задача № 7

         Определить величину и направление силы F,приложенной к штоку поршня для удержания его на месте. Справа от поршня находится воздух, слева от поршня и в резервуаре, куда опущен конец трубы – жидкость «Ж» (рис. 6). Показание пружинного манометра – pmv. Расстояние от оси цилиндра до уровня жидкости в резервуаре – Н.

 

Задача № 8

         Определить силу прессования F, развиваемую гидравлическим прессом, у которого диаметр большого цилиндра D, диаметр меньшего плунжера d. Больший плунжер расположен выше меньшего на величину Н, рабочая жидкость «Ж», усилие, приложенное к рукоятке – R (рис. 7).

 

Задача № 9

         Определить силу давления жидкости «Ж», действующую на крышку бака, если показания манометра рm, а угол наклона крышки a0. В сечении бак имеет форму цилиндра диаметром d (рис.8).

 

Задача № 10

         Замкнутый резервуар разделен на две части плоской перегородкой, имеющей квадратное отверстие со стороной «а», закрытое крышкой (рис.9). В левой части резервуара жидкость «Ж». Давление над жидкостью определяется показанием манометра рm. В правой части резервуара – воздух, давление которого определяется показанием мановакуумметра «pmv». Определить величину и точку приложения результирующей силы давления на крышку. Глубина жидкости над верхней кромкой отверстия -h.

 

Задача № 11

         В перегородке, разделяющей резервуар на две части, имеется прямоугольное отверстие, которое закрывается поворотной крышкой высотой «h», и шириной «b». На каком расстоянии «х» должна быть расположена ось поворота щита, чтобы, находясь под давлением жидкости «Ж» слева высотой Н1 и справа высотой Н2, щит был бы закрыт? Определить результирующую силу Ррез и точку её  приложения (рис. 10).

 

Задача № 12

         В вертикальной перегородке закрытого резервуара имеется круглое отверстие диаметром «d», закрытое крышкой. Левый отсек резервуара заполнен жидкостью «Ж», правый – воздухом. Избыточное давление на поверхности жидкости «рm», показание ртутного мановакуумметра, подключенного к правому отсеку резервуара – «hрт.», верхняя кромка отверстия расположена на глубине «Н» (рис. 11). Определить точку приложения силы давления жидкости на крышку и её величину.

 

Задача № 13

         На замкнутую цилиндрическую поверхность (затвор) диаметром «d» с двух сторон действует жидкость «Ж». Глубина жидкости слева – «d», справа – «d/2», длина цилиндра по образующей равна «b» (рис. 12). Определить силу давления жидкости на затвор.

 

Задача № 14

         Полусферическая крышка закрывает круглое отверстие в стенке резервуара радиусом «R» и крепится к ней болтами. Определить силу «Рг», стремящуюся оторвать полусферическую крышку от стенки резервуара, и силу «Рв», срезающую болты «А». Определить величину и направление (угол наклона α) результирующей силы «Р». Высота жидкости «Ж» над верхней кромкой крышки «Н» (рис. 13).

 

Задача № 15

         Вертикальная металлическая цистерна (рис. 14) с полусферической крышкой до самого верха заполнена жидкостью «Ж». Диаметр цистерны «D», высота её цилиндрической части «Н». Манометр показывает давление «pm». Определить силу, растягивающую болты «А» и горизонтальную силу, растягивающую цистерну по сечению 1-1.

 

Задача № 16

         Смотровой люк, устроенный в боковой крышке резервуара, заполненного жидкостью «Ж», перекрывается полусферической крышкой радиусом «R». Определить отрывающее «Рх» и сдвигающее «Рz» усилия воспринимаемые болтами, если уровень жидкости над центром отверстия «Н», а манометрическое давление на свободной поверхности жидкости равно «ро» (рис. 15).

 

Задача № 17

         Из бака «А» при постоянном напоре «Н» по прямому горизонтальному трубопроводу длиной «l» и диаметром «d» вытекает жидкость «Ж» в атмосферу, а на расстоянии «l1» от начала трубопровода установлен вентиль (рис. 16). Определить расход воды в напорном трубопроводе при открытом вентиле и построить пьезометрическую и напорную линии. λ=0,03; ξвх=0,5; α=1,1.

 

Задача № 18

         По трубопроводу переменного сечения длиной «l1» и «l2» и соответственно диаметрами «d1» и «d2» вода с температурой t0C вытекает в атмосферу из закрытого резервуара «А». Выходное сечение трубопровода расположено выше уровня жидкости в резервуаре на высоту «Н». Труба стальная новая. Определить расход жидкости «Q» при избыточном давлении на свободной поверхности жидкости «р0». В конце трубопровода установлен вентиль (рис. 17).

 

Задача № 19

         Определить расход воды «Q», при температуре t0 и полное давление «р» в высшей точке нового стального сифонного трубопровода, если его диаметр «d», длина «l», разность уровней воды в резервуарах «Н»; превышение наивысшей точки сифона над уровнем воды в первом резервуаре «h», а расстояние от начала трубопровода до сечения 2-2 равно 3м. (рис.18).

 

Задача № 20

         Определить ударное повышение давления «Δр» в трубе перед задвижкой, если горизонтальная труба имеет диаметр «d», длину «l», толщину стенки «δ», материал трубы – сталь, задвижка закрывается за время «tзак». Труба служит для отвода жидкости «Ж» в количестве «Q» из большого открытого резервуара «А»

 

Задача № 21

         Всасывающий трубопровод насоса «Н» имеет длину «l» и диаметр «d», высота всасывания «hвс». Определить давление в конце всасывающего трубопровода (на входе в насос), если расход жидкости «Ж» - «Q» (рис. 20).

 

Задача № 22

         Определить толщину стенок «δ» чугунного трубопровода, чтобы напряжение в них от дополнительного давления при мгновенном закрытии затвора не превышало «р». Диаметр трубопровода «d». Скорость движения воды до закрытия затвора «V». Давление до удара «р0».

 

 Задача № 23

         Определить длину трубы «l», при которой расход воды, вытекающей из цилиндрического бака, будет в два раза меньше, чем через отверстие того же диаметра «d». Напор над отверстием «Н». Коэффициент гидравлического трения в трубе: λ=0,025. коэффициент расхода выпускного устройства для трубы определяется по формуле:

 

Задача № 24

         Через внешний цилиндрический насадок, расположенный в стенке напорного резервуара, расходуется жидкость «Ж» в количестве «Q». Диаметр насадка «d», длина «lн». Определить напор «Н» над центром насадка, скорость «V» и давление «рс» в насадке (в сжатом сечении) С-С. Избыточное давление на свободной поверхности жидкости в резервуаре «р0» (рис. 21).

 

                          4 . Исходные данные к задачам

 

 К задаче № 1.

Вариант

Рабочая жидкость

(масло)

а, мм

в, мм

с, мм

δ, мм

ρ, кг/м3

t°С

β0

а

индустриальное И-12

630

420

11

0,5

1880

23

6

б

турбинное  И-30

360

250

53

0,5

1960

35

11

в

индустриальное И-12

580

300

12

0,3

1910

20

13

г

трансформаторное

460

240

15

0,4

1800

25

9

д

АМГ-10

540

350

24

0,3

1850

22

8

е

Индустриальное И-20

650

480

13

0,8

1680

32

13

ж

касторовое

250

125

17

1,4

2000

40

8

з

веретенное ВУ

920

640

5

0,7

2200

22

7

и

индустриальное И-30

810

530

6

0,6

1900

25

16

к

турбинное И-30

700

420

8

0,5

900

35

5

 

К задаче № 2.

Вариант

Рабочая жидкость

(масло)

t°, С

М, нм

δ, мм

d, мм

L, мм

а

АМГ-10

46

5,1

2

300

900

б

индустриальное И-25

35

27

3

400

950

в

веретенное АУ

32

1,6

1,5

200

600

г

индустриальное И-12

37

2,1

1

250

750

д

турбинное И-30

42

1,5

1,3

150

500

е

индустриальное И-30

27

18,0

2,4

350

800

ж

касторное

76

0,14

0,8

100

400

з

индустриальное И-50

20

64

3,3

400

950

и

трансформаторное

57

1,8

1,2

250

650

к

касторное

63

4,6

2,6

150

300

 

К задаче № 3.

Вариант

 Рабочая жидкость

d, мм

L, мм

δ, мм

l, м

Pm, МПа

а

вода

20

30

10

2,4

21

б

бензин

18

34

8

2,2

15

в

масло И-20

24

32

12

2,0

12

г

масло И-50

28

36

14

2,3

17

д

нефть

20

38

11

1,9

14

е

керосин

25

41

12

1,9

16

ж

спирт

28

38

14

1,5

19

з

масло турбинное

26

36

8

1,6

14

и

спирт

22

34

10

2,1

20

к

масло АМГ-10

25

22

9

1,8

18

 

Вариант

жидкость

ρ, МПа

t10, С

t20, С

а

бензин

0,25

10

40

б

масло И-20

0,30

12

41

в

масло И-50

0,35

14

42

г

нефть

0,45

16

45

д

керосин

0,45

18

48

е

спирт

0,50

20

50

ж

масло турбинное

0,55

22

55

з

масло АМГ-10

0,60

24

60

и

глицерин

0,65

26

65

к

вода

0,20

28

70

К задаче № 4.

 

К задаче №5.

Вариант

жидкость

p2, кПа

R, кН

F, кН

D, мм

d, мм

а

керосин Т-2

50

20

0,3

100

55

б

бензин авиационный

55

19

0,4

105

60

в

керосин Т-2

60

18

0,5

110

65

г

дизельное топливо

65

17

0,6

115

70

д

глицерин

70

16

0,7

120

75

е

масло трансформаторное

75

15

0,8

125

80

ж

масло АМГ-10

80

14

0,9

130

85

з

масло И-12

85

13

1,0

135

90

и

масло И-20

90

12

1,1

140

95

к

масло турбинное

95

11

1,2

145

100

 

К задаче № 6.

Вариант

P, Н

h, см

d1, см

d2, см

d3, см

z, см

а

1500

30

15

30

5

10

б

1550

35

16

32

6

11

в

1600

40

17

33

7

12

г

1650

45

18

34

8

13

д

1700

50

19

35

9

14

е

1750

55

20

36

10

15

ж

1800

60

21

37

11

16

з

1850

65

22

38

12

17

и

1900

70

23

39

13

18

к

1950

75

24

40

14

19

 

К задаче № 7.

Вариант

жидкость

D, мм

d, мм

Н, м

Pmv, МПа

а

вода

100

50

3

0,02(вак.)

б

керосин

120

60

4

0,08(вак.)

в

бензин

140

70

5

0,07(абс.)

г

масло трансформаторное

160

80

6

0,08(абс.)

д

нефть

180

90

7

0,05(вак.)

е

масло турбинное

200

100

8

0,10(абс.)

ж

глицерин

220

110

3

0,02(вак.)

з

спирт

240

120

4

0,02(ман.)

и

керосин

260

130

5

0,10(абс.)

к

бензин

280

140

6

0,05(ман.)

 

К задаче № 8

Вариант

жидкость

R,кН

Н,м

D,мм

d,мм

а,мм

в,мм

а

вода

5,0

1,0

700

200

400

100

б

глицерин

7,5

1,5

650

180

500

90

в

масло трансформаторное

10,0

2,0

600

150

600

80

г

масло турбинное

12,5

2,5

550

140

700

60

д

керосин

15,0

3,0

500

120

800

50

е

бензин

17,5

3,5

450

100

900

40

ж

нефть

20,0

3,0

400

90

1000

50

з

глицерин

22,5

2,5

350

80

900

60

и

масло трансформаторное

22,0

2,0

300

70

800

70

к

масло турбинное

27,5

1,5

250

50

700

80

 

К задаче № 9

Вариант

жидкость

Pm, МПа

d, мм

α0

а

вода

1,5

220

15

б

бензин

1,6

215

20

в

керосин

1,7

210

25

г

глицерин

1,8

205

30

д

нефть

1,9

200

35

е

ртуть

2,0

195

40

ж

масло турбинное

2,1

190

45

з

дизельное топливо

2,2

185

50

и

масло АМГ-10

2,3

180

60

к

масло касторовое

2,4

175

90

 

К задаче № 10

Вариант

жидкость

pm, МПа

Pmv, МПа

а, мм

h, мм

а

масло турбинное

0,1

0,01

100

500

б

масло И-50

0,09

0,02

200

600

в

ртуть

0,08

0,03

300

700

г

масло АМГ-10

0,07

0,01

400

800

д

вода

0,075

0,02

500

900

е

нефть

0,065

0,01

100

1100

ж

бензин

0,06

0,01

200

1200

з

керосин

0,055

0,01

300

1300

и

глицерин

0,05

0,01

400

1400

к

дизельное топливо

0,095

0,03

500

1500

 

К задаче № 11

Вариант

жидкость

b, м

h, м

Н1, м

Н2, м

а

вода

0,5

2,0

3,6

3,0

б

нефть

0,6

2,1

3,8

3,1

в

бензин

0,7

2,2

4,0

3,2

г

керосин

0,8

2,3

4,2

3,3

д

дизельное топливо

0,9

2,4

4,4

3,4

е

глицерин

1,0

2,5

4,6

3,5

ж

ртуть

1,1

2,6

4,8

3,6

з

масло касторовое

1,2

2,7

5,0

3,7

и

масло трансформаторное

1,3

2,8

5,2

3,8

к

масло АМГ-10

1,4

2,9

5,4

3,9

 

К задаче № 12

Вариант

жидкость

d, мм

pm, кПа

Н, м

hрт, мм

а

масло АМГ-10

300

10

1,1

65

б

масло веретенное

310

12

1,2

70

в

масло И-12

320

14

1,3

75

г

масло И-20

330

16

1,4

80

д

масло И-30

340

18

1,5

85

е

масло И-50

350

20

1,6

90

ж

масло турбинное

360

22

1,7

95

з

масло трансформаторное

370

24

1,8

100

и

масло касторное

380

26

1,9

105

к

глицерин

390

28

2,0

110

 

К задаче № 13

Вариант

жидкость

d, м

b, м

а

дизельное топливо

1,5

1,0

б

керосин Т-2

1,6

1,1

в

керосин Т-1

1,7

1,2

г

бензин

1,8

1,3

д

нефть Баку, лёгкая

1,9

1,4

е

нефть Баку, тяжёлая

2,0

1,5

ж

вода

2,1

1,6

з

масло турбинное

2,2

1,7

и

масло АМГ-10

2,3

1,8

к

масло веретенное АУ

2,4

1,9

 

К задаче № 14

Вариант

жидкость

R, м

H, м

а

нефть

0,5

2,2

б

бензин

0,6

2,3

в

керосин

0,7

2,4

г

дизельное топливо

0,8

2,5

д

глицерин

0,9

2,6

е

ртуть

1,0

2,7

ж

вода

1,1

2,8

з

масло АМГ-10

1,2

2,9

и

масло веретенное

1,3

3,0

к

масло турбинное

1,4

3,1

 

К задаче № 15

Вариант

жидкость

D, м

Н, м

pm, МПа

а

керосин

1,0

2,8

30,0

б

бензин

1,2

3,0

28,0

в

глицерин

1,4

3,2

26,0

г

дизельное топливо

1,5

3,4

25,0

д

масло АМГ-10

1,6

3,6

24,0

е

масло касторовое

1,8

3,8

23,0

ж

масло турбинное

2,0

4,0

22,0

з

нефть

2,2

4,2

21,0

и

масло турбинное

2,4

4,4

20,0

к

вода

2,5

4,6

29,0

 

К задаче № 16

Вариант

жидкость

R, м

Н, м

р0, кПа

а

дизельное топливо

0,6

2,0

4,1

б

вода

0,7

3,0

3,4

в

бензин

0,8

4,0

5,2

г

нефть

0,9

5,0

4,9

д

спирт

0,5

2,5

3,2

е

мало АМГ-10

0,4

1,8

2,8

ж

керосин

0,3

1,6

1,9

з

глицерин

1,2

5,5

3,0

и

масло веретенное АУ

1,0

5,4

4,7

к

масло касторовое

0,2

1,2

1,6

 

К задаче № 17

Вариант

жидкость

Н,м

d, м

1, м

l1, м

а

дизельное топливо

7,5

0,15

200

160

б

вода

7,0

0,14

180

140

в

бензин

6,5

0,13

160

120

г

нефть

6,0

0,12

140

100

д

спирт

5,5

0,11

120

90

е

масло АМГ-10

5,0

0,1

ПО

85

ж

керосин

4,5

0,09

100

80

з

глицерин

4,0

0,08

90

70

и

масло веретенное АУ

3,5

0,07

80

60

к

масло касторовое

3,0

0,06

70

50

 

К задаче № 18

Вариант

l1, м

12, м

d1, мм

d2, мм

р0, МПа

Н, м

t°C

а

150

65

100

75

0,11

5,0

20

б

155

70

95

70

0,12

5,5

25

в

160

75

90

65

0,13

6,5

30

г

165

80

85

60

0,14

6,5

35

д

170

85

80

55

0,15

7,0

40

е

175

90

75

50

0,16

7,5

45

ж

180

95

70

45

0,17

8,0

50

з

185

100

65

40

0,18

8,5

45

и

190

105

60

35

0,19

9,0

40

к

195

110

55

30

0,20

9,5

35

 

К задаче № 19

Вариант

1, м

d, мм

h, м

Н, м

t°C

а

12

60

1,5

1,5

20

б

И

55

1,3

1,4

18

в

10

50

1,2

1,3

16

г

12

40

1,2

1,4

15

д

10

32

1,0

1,2

14

е

9

50

0,9

1,1

13

ж

8

40

1,0

1,3

17

з

10

50

1,5

15

и

И

32

1,2

1,4

12

к

12

25

1,3

1,6

19

 

К задаче № 20

Вариант

жидкость

d, мм

1, м

δ, мм

tзак, с

Q, л/с

а

бензин

20

20

2

0,5

30

б

вода

30

90

3

2

10

в

нефть

35

30

2

0,7

25

г

керосин

40

80

3

2

15

д

спирт

45

25

2

0,6

35

е

глицерин

50

70

3

2,5

11

ж

масло турбинное

55

40

2

0,8

20

з

масло И-20

15

35

2

0,6

40

и

масло АМГ-10

25

60

3

1,8

13

к

масло И-50

18

25

1

0,7

5

 

К задаче № 21


Вариант

жидкость

d, мм

1, м

hвс, м

Q, л/мин

а

масло турбинное

30

4,5

1,2

50

б

масло И-50

32

4,7

1,4

55

в

масло АМГ-10

34

4,9

1,6

60

г

масло касторовое

36

5,0

1,8

65

д

глицерин

38

5,2

2,0

70

е

керосин Т-2

40

5,4

2,2

72

ж

керосин Т-1

42

5,6

2,4

74

з

бензин авиационный

45

5,8

2,5

75

и

нефть Баку, легкая

48

6,0

2,6

76

к

вода

50

6,2

2,8

80

 

К задаче № 22

Вариант

d, мм

V, м/c

σ, МПа

р0, МПа

а

200

1,10

100

0,20

б

250

1,42

112

0,21

в

250

1,46

125

0,22

г

300

1,48

134

0,23

д

300

1,5

147

0,24

е

300

1,53

150

0,25

ж

350

1,54

152

0,26

з

350

1,56

154

0,27

и

350

1,58

155

0,28

к

350

1,6

156

0,29

 

К задаче № 23

Вариант

d, мм

Н, м

а

70

6

б

80

7

в

50

8

г

60

4

д

80

5

е

70

6

ж

60

5

з

40

4

и

50

5

к

80

6

 

К задаче № 24

Вариант

жидкость

d, мм

lн, m

Q, л/с

р0, кПа

а

нефть

20

60

7,5

11,О

б

бензин

25

78

7,0

11,5

в

керосин

30

100

6,5

12,0

г

глицерин

35

120

6,0

12,5

д

вода

40

138

5,5

13,0

е

нефть

45

140

5,0

13,5

ж

бензин

50

10

4,5

14,0

з

глицерин

55

192

4,0

14,5

и

керосин

60

230

3,5

15,0

к

вода

65

250

3,0

15,5

 

Приложения

Приложение 1

Средние значения плотности р и коэффициента кинематической вязкости v некоторых жидкостей

Жидкость

Плотность ρ кг/м3 при t°C

Кинематический коэффициент вязкости ν, CT, при t°C

20

50

20

40

60

80

Вода пресная

998

-

0,01

0,0065

0,0047

0,0036

Нефть Баку, легкая

884

-

0,25

-

0,0047

0,0036

Нефть Баку, тяжелая

924

-

1,4

-

-

-

Бензин авиационный

745

-

0,073

0,0059

-

-

Керосин Т-1 (очищенный)

808

-

0,025

0,018

0,0049

-

Керосин Т-2 (тракторный)

819

-

0,01

-

0,012

0,01

Дизельное топливо

846

-

0,28

0,12

-

-

Глицерин

1245

-

9,7

3,3

0,88

0,38

Ртуть

13550

-

0,0016

0,0014

0,001

-

Масла:

 

 

 

 

 

 

касторовое

960

-

15

3,5

0,88

0,35

трансформаторное

884

880

0,28

0,13

0,076

0,084

АМГ-10

-

850

0,17

0,11

0,85

0,065

веретенное АУ

-

892

0,48

0,19

0,098

0,059

индустриальное 12

-

883

0,48

0,19

0,098

0,059

индустриальное 20

-

891

0,85

0,33

0,14

0,08

индустриальное 30

-

901

1,8

0,56

0,21

0,11

индустриальное 50

-

910

5,3

1,1

0,38

0,16

турбинное

-

900

0,97

0,38

0,16

0,088

 

Примечание: плотность жидкости при другой температуре можно определить по формуле:

 где:

 - плотность жидкости при температуре , кг/

 - разность температур ;

 - коэффициент температурного расширения жидкости (в среднем для минеральных масел можно принять  град.-1);

 - плотность жидкости при температуре , кг/м3.

 

Приложение 2

Зависимость плотности воды от температуры

Температура t°C

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Плотность ρ, кг/м3

1000

1000

998

996

992

988

983

978

972

965

958

 

Приложение 3

Средние значения модуля упругости жидкостей

Жидкость

Модуль упругости Е, МПа

Бензин

1350

Вода

2060

Нефть

1280

Керосин

1370

Спирт

980

Масло турбинное

1620

Глицерин

4464

Масло АМГ-10

1305

Масло И-20

1362

Масло И-50

1437

                                                                                                                                   

Приложение 4

Значения модуля упругости материала трубопровода

Твердые тела

Модуль упругости Е, МПа

Сталь углеродистая

206 000

Сталь легированная

216 000

Чугун белый

134 000

Чугун черный

152000

Латунь, бронза

118000

Дюралюминий

70 000

Алюминий

68000

 

Приложение 5

Давление насыщенного пара

Температура t°C

0

5

10

20

30

40

50

60

70

Давление ρ, кПа

0,588

0,882

1,18

2,35

4,19

11,29

12,1

19,6

46

 

Приложение 6

Абсолютная шероховатость некоторых поверхностей труб

№ п/п

Трубы и их состояние

                , мм

 

1

Тянутые из стекла и цветных металлов

0,001...0,002

2

Бесшовные стальные новые

0,01...0,02

3

Стальные сварные новые

0,03...0,01

4

Стальные умеренно заржавевшие

0,3...0,7

5

Оцинкованные железные новые

0,1...0,2

6

Чугунные новые

0,2...0,5

7

Чугунные, бывшие в употреблении

6,5...1,5

 





ИЛИ