Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Методические рекомендации к проведению расчетов. Для решения задач на истечение жидкости через отверстие или насадок при заданном коэффициенте расхода отверстия μ




Для решения задач на истечение жидкости через отверстие или насадок при заданном коэффициенте расхода отверстия μ, следует применить формулу (7.2), учитывая при этом, что расчетный напор Н складывается из разности геометрических и пьезометрических высот.

Для определения площади проходного сечения, скорости перемещения поршня, расхода жидкости удобно использовать формулу (7.3). При этом решение сводится к следующим этапам:

1) определить избыточное давление в рабочей полости;

2) найти разность давлений Δр на отверстии;

3) записать уравнение расхода жидкости, вытесняемой поршнем;

4) выразить неизвестную величину.

Если по условию задачи не задан коэффициент расхода, то для его определения необходимо использовать график (Приложение 9). С этой целью нужно

1) определить число Рейнольдса по теоретической скорости (см. пример 7.3);

2) по графику найти точку на графике зависимости μ = f(Re) и определить соответствующее ей значение коэффициента расхода μ.

 

Задачи

Задача 7.1. Определить напор в баке, если расход воды при истечении через цилиндрический насадок диаметром d = 0,05 м составляет Q = 0,05 м3/с. Истечение происходит при постоянном напоре.

Задача 7.2.Определить расход жидкости (ρ = 800 кг/м3), вытекающей из бака через отверстие площадью S0 = 1 см2. Показание ртутного прибора, измеряющего давление воздуха, h = 268 мм, высота H0 = 2 м, коэффициент расхода отверстия µ = 0,60.

Задача 7.3.Из отверстия диаметром d = 0,4 см в тонкой стенке резервуара вытекает вода, имеющая температуру t = 18 ℃;. Отверстие расположено на высоте h = 8 м над поверхностью земли. Постоянный напор воды в резервуаре H = 6 м. Определить расход и скорость истечения, а также расстояния x, на котором струя коснется поверхности земли.

Задача 7.4.Жидкость плотностью ρ = 850 кг/м3 вытекает через установленный на боковой поверхности закрытого резервуара цилиндрический насадок диаметром d = 6 см. Избыточное давление на свободной поверхности жидкости pизб = 6,1 кПа, расход жидкости Q =5 л/с, глубина погружения насадка h = 90 см. Определить коэффициент расхода насадка.

Задача 7.5.Определить направление истечения жидкости (ρ = ρвод) через отверстие d0 = 5 мм и расход, если разность уровней H = 2 м, показание вакуумметра рвак соответствует 147 мм.рт.ст., показание манометра рм = 0,25 МПа, коэффициент расхода μ = 0,62.

 

Задача 7.6.Определить расход и скорость воды при истечении из круглого отверстия диаметром d = 0,065 м в тонкой стенке и установить, как они изменяются, если к этому отверстию присоединить цилиндрический насадок длиной l = 4d. Напор в центре тяжести отверстия H = 2,8 м.

Задача 7.7. Определить объем воды V, налитой в цилиндрический бак диаметром D = 0,8 м, если вся вода вытекла из бака через отверстия в дне диаметром d = 100 мм за время t = 60 c. Какое время t1 потребуется для опорожнения такого же объема воды, если уменьшить диаметр бака в полтора раза?

Задача 7.8. Определить время полного опорожнения открытого резервуара с постоянной площадью сечения Ω объемом V = 50 л через отверстие в дне при начальном расходе Q = 1,8 м3/ч и напоре H = 0,5 м.

Задача 7.9.Время частичного опорожнения вертикально расположенного цилиндрического открытого бака через донное отверстие в тонкой стенке составило t = 40 с. За это время уровень жидкости изменился от h1 = 2 м до h2 = 1 м. Определить диаметр отверстия, если диаметр бака D = 0,5 м.

Задача 7.10.Определить первоначальный уровень в резервуаре h1, если время частичного опорожнения открытого резервуара через донное отверстия до уровня h2 = 0,7 м равно t = 70 с. Диаметр отверстия d = 0,05 м. Размеры поперечного сечения резервуара постоянные a х b = 0,8 х 0,7.

Задача 7.11. Открытый резервуар опоражнивается через коноидальный насадок диаметром d = 5 см. Определить площадь поперечного сечения резервуара, если напор воды за время t = 2 мин понизился на ΔH = 5 см и стал равным H = 35 см. Насадок присоединен к боковой поверхности резервуара.

Задача 7.12. Открытый резервуар с вертикальными стенками опоражнивается через внешний цилиндрический насадок диаметром d = 2,5 см. Через 35 с напор составил H = 1,5 см. Определить расход в начальный момент времени, если площадь поперечного сечения резервуара Ω = 1,75 м2. Насадок присоединен к отверстию на боковой стенке резервуара.

Задача 7.13. Определить время наполнения мерного бака объемом V = 0,02 м3, если истечение происходит при постоянном уровне воды, через внешний цилиндрический насадок диаметром d = 0,02 м при избыточном давлении на поверхности воды p0изб = 30 кПа. Глубина погружения насадка h = 2,4 м.

Задача 7.14. Определить расход воды через отверстие диаметром d = 0,08 м, коэффициент расхода которого μ = 0,65, если показание манометра pизб = 150 кПа, а высота установки манометра над осью отверстия h = 1,5 м.

Задача 7.15.Газ, заполняющий вертикальную трубу, вытекает в атмосферу через два насадки диаметром d = 10 мм, расположенные по высоте трубы на расстоянии a = 100 м друг от друга. Коэффициент расхода насадков (с учетом сопротивления подводящих горизонтальных трубок) μ = 0,95.

Определить массовый расход M газа через каждый насадок, если показание спиртового манометра, присоединенного к трубке у нижнего насадка, h = 200 мм (плотность спирта ρсп = 800 кг/м3).

Давление атмосферного воздуха на уровни нижнего насадка pат = 100 кПа, температура воздуха и газа t = 20 ℃. Значения удельной газовой постоянной воздуха Rв = 287 Дж/(кг·К) и газа Rг = 530 Дж/(кг·К).

Скоростным напором и потерями в трубе пренебречь, плотность воздуха и газа принимать постоянными по высоте a.

Задача 7.16. Два резервуара с избыточным давлением p0и1 = 105 Па и p0и2 = 0,6·105 Па соединены между собой короткой трубой диаметром d = 20 мм. Определить расход воды в трубе, если h1 = 0,5 м до h2 = 1,4 м.

Задача 7.17. Определить коэффициенты расхода, скорости, сжатия при истечении воды в атмосферу через отверстие диаметром d = 10 мм под напором H = 2 м, если расход Q = 0,294 л/с, дальность полета струи l = 3 м. Отверстие расположено на высоте h = 1,2 м от пола.

Задача 7.18. Из открытого бака вытекает вода через малое отверстие в атмосферу. Глубина воды в баке h = 3 м поддерживается постоянной. При какой высоте h1 отверстия от пола дальность падения струи l будет максимальной.

 

Задача 7.19. Для задачи 4.18 определить, при какой глубине бака дальность полета будет максимальной, если отверстие расположено на высоте h1 = 1,5 м от основания.

Задача 7.20. Мазут подается в топку котла с расходом Qм = 100 кг/ч. Для сжигания мазута (ρм = 850 кг/м3) требуется воздух (ρв = 850 кг/м3) в количестве V = 8,7 м3/кг. Определить необходимые диаметры каналов для подачи воздуха и мазута, если мазут подается под давлением pи = 2,5 кгс/см2, а воздух под давлением 200 мм рт.ст. Коэффициенты скорости и расхода принять φ = μ = 0,82.

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте классификацию отверстий и насадков.

2. Что такое сжатие струи? Какие существуют виды сжатия?

3. Дайте определение коэффициента сжатия, коэффициентов скорости и расхода.

4. Напишите и объясните формулу для определения скорости истечения жидкости из малого отверстия в атмосферу.

5. Чем отличается истечение жидкости из малого отверстия в атмосферу от истечения через затопленное отверстие?

6. В чем различие характера истечения жидкости из малого отверстия и из насадков?

7. Перечислите основные типы насадок и охарактеризуйте особенности истечения из них.

 







Дата добавления: 2014-12-06; просмотров: 1250. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия