Расчет плотности смеси двух углеводородных жидкостей. Измерение наименьшего перепада давления, страница 2

Решение

Отрывное усилие на болты крышек определяется по формуле

Р_кр = ρ∙g∙h∙ω, где ω – площадь крышки, м².

Т. е. разница усилий в основном  в размере площади крышки.

Площадь плоской крышки меньше площади сферической крышки, а площадь сферической крышки меньше площади конической крышки, поэтому р_в > р_б > р_а.

Ответ: р_в > р_б > р_а.

Вопрос. Канал перегорожен полуцилиндрической твердой поверхностью. По одну ее сторону вода налита до верха, по другую – до середины. Изобразите объем результирующего тела давления и укажите знак вертикальной силы (+ вверх, -  вверх).

Решение

Точка приложения результирующей силы давления называется центром давления.

Результирующая сила давления жидкости на криволинейную твердую стенку Р может быть определена по ее проекциям на оси координат Р_х, Р_у, Р_z,  

где  Р_г, Р_в – горизонтальные составляющие, - вертикальная составляющая силы давления Р, определяемые по формулам

Р_г = р_с∙S_в,

Р_в = ρ∙g∙V, где р_с – результирующее давление в центре тяжести проекции;

S_в – проекция криволинейной поверхности на вертикальную плоскость;

V – объем результирующего тела давления, образованного криволинейной поверхностью.

Отсюда знак вертикальной силы  –.

Ответ: .

Вопрос. В стакане с ртутью плавает стальной шарик (ρ_рт > ρ_ст). Что произойдет с шариком, если на ртуть налить воду?

Решение

Так как плотность ртути больше, чем плотность воды на шарик будет действовать выталкивающая сила, т. е. стальной шарик всплывет.

Ответ:  всплывет.

Таблица 5

Вопрос. Во сколько раз увеличится удельная кинетическая энергия, при ее переходе в трубу меньшего диаметра, если соотношение диаметров труб 3:1? Режим течения не изменяется.

Решение

Кинетическая энергия - энергия, которой обладает тело вследствие своего движения.

Удельная кинетическая энергия определяется по формуле

F = , т.е зависит от скорости движения.

По уравнению неразрывности движения можно воспользоваться следующим соотношением

, где ω – площадь сечения трубы, равная , отсюда можно написать зависимость

,

Откуда можно установить, что скорость движения увеличиться в 3² = 9 раз, а значит и кинетическая энергия увеличиться в 9 раз.

Ответ: в 9 раз.

Вопрос. Может ли в местном сужении (2 – 2) горизонтального трубопровода образоваться вакуум, если в широком сечении перед ним избыточное давление Р_и.

Решение

Избыточное давление  - это давление  без учета давления окружающей среды, т.е это давление на которое измеряемое давление больше бараметрического.

Для  сечений 1 – 1 и 2 – 2  c учетом выше сказанного можно записать уравнение (неравенство) Бернулли

, здесь давление z₁ = z₂ = 0;  скорость  = h_1-2, отсюда получаем следующий вид записи уравнения Бернулли

;

  .

Ответ: может если .

Вопрос. По вертикальной трубе жидкость течет сверху в низ. Показания манометров, установленных на трубе, возрастают по ходу течения. Оцените величину гидравлических уклонов по сравнению с единицей.

Решение

Величина гидравлического уклона в вертикальной трубе будет больше единицы, т.к. показания манометров увеличиваются, а значит,   отношения численных показаний их будет больше единицы.

Ответ: i > 1.

Вопрос. Расположите последовательно номера графиков характеризующих изменения полных напоров по длине цилиндрического участка трубопровода, если: а) течет идеальная жидкость; б) на участке имеется местное сопротивление; в) на участке установлен насос.

Решение

Движение идеальной жидкости увеличивает движение жидкости, при появлении местных напоров – движение жидкости уменьшиться, т.к появились сопротивления, установка насоса – увеличит движение жидкости.

Ответ: 2, 1 ,3.

Вопрос. Как изменяются показания вакуумметра и манометра, если их перенести к сечениям у насоса? Всасывающая линия расположена горизонтально, нагнетательная – вертикально.

Решение

Манометр измеряет давление выше атмосферного, если его установить ближе к насосу, давление увеличится.

Вакуумметр измеряет давление ниже атмосферного, если его установить его установить ближе к насосу, вакуум уменьшится.

Ответ: показания вакуумметра уменьшится, манометра возрастет.

Таблица 6

Вопрос. Жидкость течет по трубе с постоянным расходом при ламинарном режиме. Какова зависимость между потерями напора h_д и  диаметром трубы d?

Решение

Режим движения жидкости характеризуется числом  Рейнольдса,  которое определяется по формуле

Re = , при ламинарном движении  это число меньше 2300.

Потери напора определяются по формуле

h_д = λ.

Если диаметр трубы больше, то потери напора меньше, т.е h_д ~ 1/d.

Ответ: h_д ~ 1/d.