Поршень диаметром D двигаясь равномерно под действием силы Р
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Поршень диаметром D, двигаясь равномерно под действием силы Р, подает жидкость в закрытый бак с избыточным давлением рм на поверхности жидкости. Разность уровней жидкости в цилиндре и баке равна z0.
Нагнетательная труба – длина l, диаметр d, стальная, новая, сварная. Температура жидкости tС. Определить высоту z0.
Дано: рм = 0,35 МПа; D = 70 мм; d = 24 мм; l = 12м; п = 20 см/с; t = 15С; жидкость – бензин; Р = 330 Н.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Определим давление жидкости в сечении 1-1 из условия равномерного движения поршня.
На рисунке изображены силы, действующие на поршень. При равномерном движении результирующая сила равна нулю:
Рж – Р – Рат = 0;
Рж – Рат = Р;
Р1м = Р = 330Н.
Избыточное давление в сечении 1-1:
Па.
Составим уравнение Бернулли для двух сечений 1-1 и 2-2. За плоскость сравнений примем ось поршня.
z1 = 0; z2 = -z0;
2 = 0;
h1-2 – потери напора в нагнетательной трубе.
После подстановки параметров и сокращений получим:
Плотность бензина при температуре t = 15С определяем по формуле [1, Приложение 1]:
где 0 = 745 кг/м3 – плотность бензина при температуре t = 20С;
= 0,0003(1/С) – коэффициент температурного расширения бензина;
кг/м3.
Потери напора в трубопроводе складываются из потерь напора на трение и в местных сопротивлениях:
где - коэффициент гидравлического трения;
- сумма коэффициентов местных сопротивлений;
- скорость жидкости в трубопроводе, определим из уравнения неразрывности:
Местные сопротивления в нагнетательной трубе:
внезапное сужение -
резкий поворот на 90 - п = 1,32 [1, Приложение 6];
выход из трубы - вых = 1 [1, Приложение 6].
Кинематическую вязкость бензина при температуре 15С определим по формуле [1, Приложение 1]:
где коэффициент определяем по двум известным значениям вязкости:
м2/с.
Коэффициент шероховатости для стальных новых сварных труб [1, Приложение 5]:
э = 0,1мм.
Число Рейнольдса:
- турбелентный режим.
Коэффициент гидравлического трения определим по универсальной формуле Альтшуля:
Потери напора:
Тогда искомая высота z0: