Расчет плотности смеси двух углеводородных жидкостей. Измерение наименьшего перепада давления, страница 3

Вопрос. Как влияет подогрев жидкости (при постоянном расходе) на потери напора в трубах?

Решение

Потери по длине трубопровода определяются по формуле

h = λ, где видно, что потери зависят от скорости движения жидкости и диаметра,  по которому эта жидкость движется.

Скорость движения жидкости зависит от вязкости жидкости, которая в свою очередь зависит от температуры жидкости – чем выше  температура, тем меньше вязкость жидкости, тем меньше скорость движения жидкости по трубопроводу. А значит и напор в трубах при подогреве жидкости всегда уменьшается.

Ответ: всегда уменьшает.

Вопрос. Горизонтальный и вертикальный участки трубопровода могут быть соединены коленом с резким (1) или плавным (2) изменения направления течения. Сравните потери напора в колене.

Решение

Значение коэффициента местного сопротивления при резком повороте больше, чем при плавном повороте, значит потери напора в колене (1) больше, чем в колене (2).

Ответ: в 1-ом больше.

Таблица 7

Вопрос. Жидкость из резервуара (рис.) вытекает по сифонному сливу. Сравните давления в сечениях на свободной поверхности (А – А) на том же уровне в трубе (В – В).

Решение

Давление на свободной поверхности резервуара равно атмосферному.

Давление в  трубе  сечения В – В равно

Р = Р_а + ρ∙g∙H.

Значит давление в трубе больше, чем давление на свободной поверхности резервуара.

Ответ: р_А <  р_В.

Вопрос. По сифонному сливу (рис) бензин переливается из верхней емкости. Трубы, бывшие в употреблении, разность уровней в емкости и на выходе из трубы соизмерима с длиной трубы. Каков вид записи уравнения Бернулли и предполагаемая формула для определения λ, если необходимо найти расход?

               Решение

Для  сечений А – А и D – D  можно записать уравнение Бернулли

, здесь давление P_A = P_D = P_атм;  скорость V_A = 0, отсюда получаем следующий вид записи уравнения Бернулли

, где  = h_A-D, получаем окончательный вид записи уравнения Бернулли

.

Поскольку в общем случае коэффициент трения  λ зависит от шероховатости труб Δ и числа Рейнольдса  Re, которое при неизвестной скорости также является неизвестным, то для квадратичной области гидравлических сопротивлений, то

λ = 0,11.

Ответ: , λ = 0,11.

Вопрос. Для подъема воды из колодца глубины h = 30м предложены два способа:

1. Установить насос у поверхности воды в колодце.

2. Установить насос у поверхности земли, спустив в колодец всасывающую трубу.

Какой из способов пригоден?

Решение

Если установить насос у поверхности воды в колодце, необходимо спустить в колодец всасывающую трубу, иначе вода из колодца не поднимется, не хватит напора.

Ответ: 2.

Таблица 8

Вопрос. К участку трубопровода присоединили лупинг той же длины и диаметра, после чего расход в трубопроводе увеличился в 2 раза. Что при этом произойдет с потерями напора на этом участке по сравнению с начальным?

Решение

Лупинг – это участок трубопровода, прокладываемый параллельно основному трубопроводу.

Если присоединили лупинг того же диаметра и той же длины, а расход увеличили вдвое, то потери напора остались прежними.

Ответ: остались прежними.

Вопрос. По участку трубопровода движется нефть при ламинарном режиме течения. Сравните потери напора на этом участке в двух случаях: 1) его диаметр увеличился в 2 раза; 2) к нему подключили лупинг тех же длины и диаметра.

Решение

Потери по длине трубопровода определяются по формуле

h = λ, отсюда видно,  если диаметр увеличить в 2 раза, потери напора уменьшатся в два раза.

Если подключил лупинг (лупинг – это участок трубопровода, прокладываемый параллельно основному трубопроводу) без изменения диаметра, расход делится пополам, значит,  потери напора тоже уменьшатся вдвое.

Ответ: одинаковы.

Вопрос. Что произойдет с потерями напора на трение по длине, если вместо трубы диаметром d и длины ℓ жидкость с прежним расходом подавать в составленную из двух участков длиной 1/2 каждую трубу с d₁ = 2d и d₂ = 1/2d?

Решение

Потери напора на трение определяются по формуле

h_д = λ.

Потери напора на трение в трубе, составленной  из двух участков труб, будут составлены из потерь напора в каждом участке

h₁ + h₂ = λ₁ + λ₂.

Коэффициенты гидравлического трения определятся

λ₁ = 0,11;  λ₂ = 0,11. 

Потери напора в 1-ом участке трубы  уменьшится, а значит, общие потери напора по длине уменьшатся по сравнению с трубой одного участка.

Ответ: уменьшатся.

Таблица 9

Вопрос. Вода вытекает через насадок из открытого бака, в котором уровень Н = 1м. Как изменится расход, если на поверхности жидкости в баке создать избыточное давление р_и = 30кПа?

Решение

Расход жидкости через насадок при истечении из открытого резервуара определяется по формуле