Методические указания к решению задачи №3

Решение задач заключается в определении горизонтальной F_г и вертикальной F_в составляющих силы гидростатического давления F на криволинейные поверхности F.

F=√F2г+F2в

Горизонтальная составляющая F_r определяется, как сила гидростатического давления на плоскую боковую стенку, которой является вертикальная проекция смоченной криволинейной поверхности ( во всех задачах вертикальная проекция полусферы — круг).

где Р_с — гидростатическое давление в центре тяжести вертикальной проекции полусферы, Па;

S — площадь проекции, м².

Вертикальная составляющая Рв определяется весом жидкости в объеме тела давления.

Тело давления определяется путем построения. Тело давления — это фигура, заключенная между рассматриваемой криволинейной поверхностью, ее проекцией на пьезометрическую поверхность и вертикальной поверхностью проектирования.

Для нахождения пьезометрической поверхности необходимо воспользоваться данными показания манометра Р_м или известной величиной давления на свободную поверхность Р

Тело давления может быть реальным и фиктивным, простым и сложным (см. стр. 42, 43(2]).

Построив тело давления, необходимо определить сначала его объем —V, а затем — вес жидкости в этом объеме, что и будет определять вертикальную составляющую.

g— ускорение свободного падения (≈10 м/с²)

Вариант 1-10

Насос подает нефтепродукт с кинематической вязкостьюν, плотностью ρ из открытой емкости в резервуар с избыточным давлением Р_м, кПа на высоту h. При этом расходQ. Данные трубопровода: длина ℓ, диаметр стенок труб d, эквивалентная шероховатость стенок труб ∆, сумма коэффициентов всех местных сопротивлений Σξ=30. Определить полезную мощность насоса.

Вариант 11-20

Определить предельную высоту установки насоса для всасывания масла h вязкостью ν при подаче Q, считая что абсолютное давление перед входом в насос Р. Размеры трубопровода ℓ,d. Сопротивлением фильтра пренебречь.

Вариант 21-30

Вода перетекает из бака А в резервуар Б по трубе диаметром d, длиной ℓ. Определить расход воды Q, если избыточное давление в баке А Р_м , высоты уровней h₁ и h₂ Коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу ξ₁= 0,5, в вентиле ξ₂= 4, в коленах трубопровода, ξ₃= 0,2. Коэффициент гидравлических сопротивлений на трение λ=0,025.