ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР

(данные для решения задач 31—40 приведены в табл. 5)

 

Задача 31. (Рис. 4.1). От пункта А проложена водопроводная сеть: с последовательным и параллельным соединениями стальных, бывших в эксплуатации, трубопроводов, к двум водоемам на разных отметках и постоянной разницей уровней Н. Вода подается из одного водоема в другой посредством сифона с углами поворота α и β, выполненного из стального трубопровода диаметром d. От нижнего водоема отходит стальной трубопровод длиной L и диаметром d, заканчивающийся задвижкой. На последнем участке последовательного соединения трубопроводов имеется равномерно распределенный путевой объемный расход q и объемный расход в конце трубопровода Q₂.

Определить:

1. Объемный расход в сифоне.

2. Распределение объемного расхода воды Q₁ в параллельных ветвях водопровода.

3. Потери напора по длине трубопровода на участках последовательного соединения.

4. Повышение давления Δp в трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.

Задача 32. (Рис. 4.2). Из источника А вода подается в разветвленную сеть. Магистральный трубопровод имеет последовательные участки с объемным расходом Q₂, длиной L, диаметрами d, d/2, d/3 и параллельные ветви с объемным расходом Q₁, имеющие диаметры d/2. На одном из участков имеется путевой объемный расход воды q. По ответвлению вода подается в резервуар, который связан посредством сифонного трубопровода с другим резервуаром. Разница уровней в резервуарах H. Сифонный трубопровод выполнен с углами поворота α и β, имеет сетку с обратным клапаном. От нижнего резервуара отходит чугунный трубопровод с толщиной стенок е, в котором перед закрытием задвижки имеется давление р₀, а давление при мгновенном закрытии задвижки возрастает до р.

Определить:

1. Распределение расхода в ветвях трубопровода на параллельных участках.

2. Потери напора на последовательных участках трубопровода.

3. Начальную скорость V₀ движения воды в чугунном трубопроводе с задвижкой.

4. Диаметр сифона.

Задача 33. (Рис. 4.3). В тепличном комбинате стальные трубопроводы для подачи питательного раствора (кинематическая вязкость ν = 0,01 см²/с) разветвляются на три участка: последовательный с путевым объемным расходом воды q и объемным расходом Q₂, параллельный с объемным расходом Q₁ и участок длиной L, толщиной стенки е и объемным расходом Q, в конце которого установлена задвижка. Резервуары с питательным раствором сообщаются посредством сифона с углами поворота α и β. Движение в сифоне происходит с разностью напоров Н. Последовательные и параллельные участки трубопроводов имеют длину L, диаметры d, d/2, d/Ъ, d/A.

Определить:

1. Повышение давления Δр при внезапном закрытии задвижки.

2. Распределение расхода в параллельных ветвях участка.

3. Потери напора h₁, h₂, h₃ на последовательных участках трубопровода.

Задача 34.(Рис. 4.4). Из пункта А вода подается по чугунному трубопроводу в открытые емкости с разницей междуверхней и нижней отметками — Н. Емкости сообщаются посредством сифона с объемным расходом Q_сиф, выполненного изчугунных труб с углами поворота α и β. Трубопровод с объемным расходом Q₂ состоит из последовательных участков каждый длиной L и диаметрами d, d/2, d/4. Параллельный участок состоит из двух ветвей каждая длиной L и диаметром d/2.От нижней емкости отходит чугунный трубопровод с толщинойстенок е и диаметром d, заканчивающийся задвижкой. Начальное избыточное давление в трубопроводе — р₀, начальная скорость – V_o.

Определить:

1. Потери напора по длине трубопровода при последовательном соединении.

2. Распределение расхода Q₁ в трубопроводе на участках с параллельным соединением.

3. Напряжение σ при внезапном закрытии трубопровода.

4. Диаметр сифона.

Задача 35. (Рис. 4.5). Из нефтехранилища А нефть подается в накопительный резервуар, где поддерживается постоянный уровень. Из резервуара-накопителя нефть поступает в приемный резервуар под напором Н при помощи сифонного нефтепровода диаметром d под углами α и β. От хранилища А по чугунному трубопроводу нефть подводится к двум параллельным ветвям каждая длиной L и диаметром d/2 с объемным расходом Q₁. Система последовательно соединенных трубопроводов состоит из двух участков каждый длиной L, диаметрами d, d/2 с объемным расходом Q₂. Третий участок, кроме транзитного объемного расхода Q_l имеет равномерно распределенный путевой объемный расход q. От приемного резервуара отходит чугунный трубопровод диаметром d, с толщиной стенок е и объемным расходом Q, заканчивающийся задвижкой.

Определить:

1. Объемный расход в сифоне.

2. Повышение давления Δр в чугунном трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.

3. Потери напора по длине нефтепровода на участках последовательного соединения.

4. Распределение расхода нефти на параллельных участках нефтепровода.

Задача 36. (Рис. 4.6). Водопроводная сеть, выполненная из чугунных трубопроводов с толщиной стенок е, состоит из последовательных и параллельных участков, двух резервуаров, сообщающихся при помощи сифона, и отходящего от нижнего резервуара чугунного трубопровода с объемным расходом Q₂ с задвижкой. Один из последовательных участков имеет путевой объемный расход q. Горизонты уровней в резервуарах разнятся на величину H. Сифонный трубопровод с углами поворота аир имеет обратный клапан с сеткой и пропускает объемный расход Q_сиф. Перед закрытием задвижки давление ρ₀, после мгновенного закрытия задвижки давление перед задвижкой р.

Определить:

1 Распределение объемного расхода Q₁ в трубопроводах

при параллельном соединении.

2. Диаметр сифона.

3. Потери напора по длине последовательно соединенных

участков трубопровода.

4. Определить начальную скорость V₀ в чугунном трубопроводе.

 

Задача 37. (Рис. 4.7). Два бассейна сообщаются чугунным сифоном, имеющим обратный клапан с сеткой с углами поворотов а и р. Отметки уровней воды отличаются на величину Н. От нижнего бассейна отходит бетонная труба диаметром d, длиной L, с объемным расходом Q, с задвижкой. Магистральные асбестоцементные трубопроводы имеют последовательные и параллельные участки. Объемный расход в трубопроводе с параллельными участками — Q₁, с последовательным соединением участков — Q₂. На конечном участке последовательного соединения происходит равномерная путевая раздача q.

Определить:

1. Распределение расхода по параллельным ветвям.

2. Потери напора на последовательных участках.

3. Повышение давления Δρ в трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.

4. Объемный расход в сифоне Q_сиф.

Задача 38. (Рис. 4.8). Из водоисточника А вода подается в накопительный резервуар, где поддерживается постоянный уровень. Из резервуара-накопителя вода поступает в приемный резервуар при помощи стального сифонного водопровода, имеющего углы поворота α и β, пропускающего объемный расход Q_сиф. Стальной трубопровод диаметром d, длиной L, с толщиной стенок e, отходящий от нижнего резервуара, заканчивается задвижкой. Система последовательно соединенных трубопроводов с длиной L и диаметрами d, d/2, d/3, d/4 пропускает транзитом из источника А объемный расход Q₂ к потребителю. Система трубопроводов с параллельными ветвями заканчивается последовательным участком с равномерно распределенным путевым объемным расходом q.

Определить:

1. Повышение давления Δρ в трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.

2. Диаметр сифона.

3. Распределение расхода в трубопроводах с параллельным соединением.

4. Потери напора на участках трубопровода при последовательном соединении.

Задача 39. (Рис. 4.9). Два хранилища с керосином сообщаются со стальным сифоном, имеющим длину L и диаметр d. Отметки уровней керосина в хранилищах отличаются на величину Н. От нижнего хранилища отходит стальная труба диаметром d с задвижкой и толщиной стенок е. От пункта А отходят стальные трубопроводы с последовательным и парал

 

лельным соединениями, имеющие объемные расходы соответственно Q₂ и Q₁. На втором участке последовательного соединения производится равномерная путевая раздача воды q.

Определить:

1. Объемный расход в сифоне при заданном диаметре.

2. Потери напора на участках с последовательным соединением.

3. Начальную скорость V₀ движения керосина в стальном трубопроводе, при которой давление при мгновенном закрытии задвижки достигает величины р, если перед закрытием задвижки в трубопроводе давление ро-

4. Распределение расхода в параллельных ветвях трубопровода.

Задача 40. (Рис. 4.10). Из источника А вода подается по чугунному трубопроводу в водоем со скоростью V₀, где поддерживается уровень и который сообщен с другим водоемом посредством сифона. Чугунный сифон имеет диаметр d и углы поворота а и р. От второго водоема отходит чугунный трубопровод диаметром d с толщиной стенки е, в котором перед закрытием задвижки создается давление ро. Другой участок системы водоснабжения имеет трубопроводы с параллельным и последовательным соединениями. Путевой объемный расход в конце последовательного участка составляет q.

Определить:

1. Распределение расхода в параллельных ветвях трубопровода.

2. Потери напора в последовательно соединенных трубопроводах.

3. Объемный расход в сифоне Q.

4. Напряжение сг в стенках трубопровода при внезапном закрытии задвижки, если до закрытия вода в нем двигалась со скоростью V₀-

Раздел 5