Exemplul 4.1. Determinați limitele modificării razei hidraulice R pentru conductele de gravitație a canalizării, dacă diametrul lor d variază de la 150 la 3500 mm. Se presupune umplerea estimată: a = h / d = 0,6 pentru țevi cu diametrul d = 150 mm; a = h / d = 0,8 pentru țevi cu diametrul d = 3500 mm.
Raza hidraulică este determinată de formula
în cazul în care zona de secțiune în direct
,
Unghiul α se găsește din relație
- pentru o țeavă cu un diametru d = 150 mm
Apoi raza hidraulică este
- pentru o țeavă cu un diametru d = 3500 mm
Apoi raza hidraulică este
Astfel, raza hidraulică variază de la 0,04 până la 1,07 m.
Exemplul 4.2. Determinați modul de deplasare a apei într-o conductă de apă cu un diametru d = 300 mm, în cazul în care curge prin ea este Q = 0.136 m 3 / s. Temperatura apei este de 10 ° C.
Numărul Reynolds se găsește din formula:
Viteza medie a apei în conductă
în cazul în care secțiunea transversală a fluxului
Coeficientul cinematic de vâscozitate a apei la o temperatură de 10 ° C se găsește în tabelul 4.5 (apendicele 4): v = 0,0131 · 10-4 m 2 / s.
Deoarece modul de mișcare este turbulent.
Recomandări metodice pentru calcule
Pentru a determina regimul de mișcare fluidă, este necesar să se calculeze numărul Reynolds Re cu formula (4.3) pentru tuburile cu secțiune transversală circulară și cu formula (4.4) pentru o conductă cu secțiune transversală arbitrară. În acest din urmă caz, raza hidraulică se calculează prin formula (4.1) (Exemplul 4.1). Apoi comparați valoarea obținută de Re c la Rekr critic = 2320 (Exemplul 4.2).
Valoarea vitezei critice este determinată de formula (4.5), iar debitul corespunzătoare este dat de formula (4.2).
Problema 4.1. Lichide se deplasează în tavă cu o viteză V = 0,1 m / s. tavă adâncime de umplere h = 30 cm, lățimea vârfului B = 50 cm, lățimea la fundul b = 20 cm. Se determină perimetrul udat, zona liberă, raza hidraulică a debitului, regim de curgere a fluidului, dacă dinamic coeficientul de vâscozitate a fluidului μ = 0, 0015 Pa · s și densitatea sa ρ = 1200 kg / m3.
Problema 4.2. Identificați diametrul minim d al conductei de presiune la care uleiul se va deplasa în condiții turbulente dacă vâscozitatea cinematică a uleiului este ν = 0,3 cm2 / s, iar debitul în conductă este Q = 8 l / s.
Problema 4.3. O conductă cu un diametru d = 0,1 m sub cap se deplasează cu apă. Determinați debitul la care regimul turbulent se modifică la laminar, dacă temperatura apei este t = 25 ° C.
Problema 4.4. Se determină viteza critică, la care trecerea de la laminar la curgerea turbulentă într-o conductă cu diametrul d = 30 mm pentru deplasarea apei (ν = 0,009 Cm) de aer (ν = 0,162 Cm) și glicerol (ν = 4,1 Cm).
Problema 4.5. Determinați dacă regimul de mișcare a apei în conducta de presiune d = 0,5 m se va schimba cu creșterea temperaturii de la 15 la 65 ° C dacă debitul în conductă este Q = 15 l / s.
Problema 4.6. Apa se deplasează sub presiune într-o conductă de secțiune transversală dreptunghiulară. Determinați la ce debit maxim va rămâne regimul laminar. Temperatura apei t = 30 ° C, a = 0,2 m, b = 0,3 m.
Problema 4.7. O conductă cu un diametru d = 0,1 m sub cap se deplasează cu apă. Determinați debitul la care regimul turbulent se modifică la laminar, dacă temperatura apei este t = 25 ° C.
Problema 4.8. Fluidul se deplasează într-o conductă fără presiune la un debit de Q = 22 m 3 / h. Conducta este pe jumătate plină. Diametrul conductei este d = 80 mm. Determinați la ce temperatură va avea loc o schimbare a regimurilor de curgere a fluidului. Diagrama dependenței coeficientului de vâscozitate cinematică este prezentată în figură.
Problema 4.9. Un fluid având un coeficient dinamic de vâscozitate μ = 1,005 Pa · s și o densitate ρ = 900 kg / m 3. se deplasează în tava trapezoidală. Determinați viteza critică la care se va schimba regimul fluxului de fluid. Adâncimea umplerii h = 0,2 m, lățimea tăvii de-a lungul fundului b = 25 cm, unghiul de înclinare al pereților laterali ai tăviței la orizontul α = 30 °.
Problema 4.10. Țevile utilizate în alimentarea cu apă și canalizare au un diametru minim d = 12 mm și un diametru maxim d = 3500 mm. Viteza calculată a apei este V = 0,5 ÷ 4 m / s. Determinați valorile minime și maxime ale numerelor Reynolds și regimul de curgere în aceste conducte.
Problema 4.11. Pentru clarificarea apei reziduale se folosește un decantor orizontal, care este un rezervor dreptunghiular alungit. Adâncimea sa este h = 2,6 m, lățimea b = 5,9 m. Temperatura apei este t = 20 ° C. Determinați regimul mediu de viteză și debit al apei uzate dacă debitul lui Q = 0,08 m 3 / s și coeficientul de vâscozitate cinematică ν = 1,2 · 10-6 m 2 / s. La ce viteză va fi respectat regimul fluxului laminar în colonia?
Problema 4.12. Condensatorul turbinei cu abur este echipat cu tuburi de 8186 cu diametrul d = 2,5 cm. Apa de răcire este trecută prin tuburi la t = 10 ° C. Va exista o mișcare turbulentă în tuburi cu un debit de apă de Q = 13.600 m 3 / s?
Problema 4.13. Se determină modul de apă caldă deplasare (t = 80 ° C) într-o supapă cu cep, secțiunea transversală de curgere care, în deschiderea parțială este prezentată în figură, dacă l = 20 mm, b = r = 3 mm, debitul Q = 0,1 l / s.
Problema 4.14. Determinarea modului de deplasare a apei la t = 20 ° C într-un mixer, a cărui secțiune deschisă este deschisă la jumătatea distanței, dacă d = 10 mm, debitul de apă Q = 0,1 l / s.
Problema 4.15. Lubrifiantul curge prin spațiul inelar. Determinați raza hidraulică, cu condiția ca D = 50 mm, d = 48 mm.
Problema 4.16. Determinați raza hidraulică pentru forma debitului prezentată în figură.
Problema 4.17. Determinați raza hidraulică dacă o supapă de închidere simplă pe o conductă circulară d este parțial închisă,
Problema 4.18. Construiți o diagramă de viteză tangențială și viteză în secțiunea unei țevi cu diametrul d = 50 mm, dacă debitul Q = 100 cm 3 / s și temperatura apei = 8 ° C.
Problema 4.19. Se determină viteza secțiunii construct epure debitului de ulei viteza medie maximă și în diametrul țevii d = 400 mm, în cazul în care debitul de Q = 15 l / s, vâscozitatea cinematică ν = 0,29 cm2 / s.
Sarcina 4.20. Constructul epure medie viteze în secțiunea țevii pe care curge fluxul de benzină la un debit Q = 60 l / s, în cazul în care diametrul țevii d = 350 mm, coeficientul de ν vascozitate cinematica = 0,0093 Cm. Coeficientul de frecare hidraulică λ = 0,03.
Trimiteți-le prietenilor: