Контрольная работа по "Физике"

Решить задачу:

Определить максимальную дальность боя и реакцию струи, получаемой при помощи лафетного ствола. Угол наклона ствола 30⁰,  диаметр насадка d, напор воды на выходе из насадка Н.

Построить в масштабе график наклонной струи с обозначением кривых компактной и раздробленной части струи.

 

 

Исходные  данные к задаче

 

Предпоследняя цифра  номера зачетной книжки	Н, м	Последняя цифра номера зачетной книжки	d, мм
7	60	1	25

 

Решение

Дальность боя струи  определяется по формуле Н.П. Говырина:

где - дальность боя струи, м;

- угол наклона ствола, градусы;

- диаметр насадка, мм;

Н - напор на выходе из насадка, м.

= 68,2 м

 

Реакцией струи называется сила, возникающая при истечении жидкости из насадка. Эта сила обуславливается изменением количества движения жидкости в насадке при движении от большего сечения к меньшему и определяется по формуле:

где P – давление на выходе из насадка, Па;

- площадь насадка, м².

 

= -98 Н

 

Задание 10

1. Расчёт каких аппаратов пожарной техники основан на уравнении Бернулли? Привести пример методики расчёта одного из указанных аппаратов.

Ствол-водомер, струйные аппараты (гидроэлеватор), водомер Вентури, Трубка полного напора (трубка Пито)

Трубчатый водомер  Вентури.

 

Составляем уравнение  Бернулли для сечений 1-1 и 2-2, пренебрегая  потерями энергии и при произвольной   плоскости    сравнения о-о:

;

Имеем:

;  ;  ;  ;

.

;  ;

;  ;

;

Расход воды:

;

,

 

или                                    ,

где  K – постоянная прибора:

 

2. Сущность метода анализа размерностей. Вид формул для определения линейных и местных потерь напора. От каких величин зависят коэффициенты линейных (λ) и местных (ζ) потерь напора.

Суть метода анализа размерностей в простейшем случае заключается в том, что для поиска выражения одного из параметров исследуемой системы через другие из последних составляется формула (их произведение в каких-то степенях), имеющая нужную размерность; часто именно она и оказывается искомым соотношением (с точностью до безразмерного множителя).

Потери напора по длине  следует определить по формуле Дарси

где l - длина расчетного участка;

λ - коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси);

d - диаметр трубопровода;

V - средняя скорость движения потока на рассматриваемом участке.

Потери напора в местных  сопротивлениях вычисляют по формуле  Вейсбаха

где V - средняя скорость за данным сопротивлением;

ζ - безразмерный коэффициент местного сопротивления.

При вычислении потери напора на вход в трубу коэффициент местного сопротивления ζ _вх=0,5.

Решить задачу:

На рисунке 13 показана схема соединения рукавов различного диаметра через переходную головку (переход большего диаметра на меньший). Расход рукавной системы составляет 12 л/с. Определить, как и во сколько раз изменится скорость движения воды и избыточное давление в сечениях 1-1, 2-2 при движении воды по рукавам различного диаметра. Потерями напора пренебречь.

Рис. 13

 

 

Исходные данные к задаче

 

Предпоследняя цифра  номера зачетной книжки	Вид переходной головки	Температура воды, 0С	Последняя цифра номера зачетной книжки	Давление  в сечении 1-1, атм.
7	77 x 51	0	1	2

Значение плотности  воды в зависимости от температуры

t, 0С	0	4	10	20	30
ρ,	999,87	1000	999,73	998,23	995,67

 

Методические  указания

Скорость движения воды определяется при помощи уравнения  неразрывности и формулы определения расхода. Находится их соотношение .

Тогда = 0,77

Для определения давления во втором сечении необходимо составить  уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2.

Где Z₁= Z₂=0; ;

Находиv соотношение давлений в сечениях