Какой угол поворота пробкового крана ?, при котором будет достигнут расход Q, если закрытый пробковый кран приводит

Тема: Угол поворота пробкового крана и избыточное давление

Инструкция:
Для определения угла поворота пробкового крана, при котором будет достигнут заданный расход Q, при избыточном давлении pизбовод в трубопроводе, нужно учесть закон Бернулли, который описывает зависимость между скоростью потока и давлением в трубе.

Согласно закону Бернулли, расход можно определить с помощью следующей формулы:

Q = A * v = (π * D^2/4) * v,

где Q - расход потока, A - площадь сечения, D - диаметр трубы, v - скорость потока.

Давление в трубе можно определить, используя формулу:

p = pизб / g,

где p - избыточное давление, pизб - избыточное давление воды в метрах водяного столба, g - ускорение свободного падения.

Исходя из данных задачи, известно, что D = 15 мм и pизб = 16 м вод.ст.

Чтобы определить угол поворота пробкового крана, при котором будет достигнут заданный расход Q, нужно сначала определить скорость потока v, используя формулу:

v = Q / (π * D^2/4).

После определения скорости потока v, мы можем использовать закон Бернулли для определения угла поворота пробкового крана, используя следующую формулу:

θ = arcsin(√(2 * (p + pизб) / ρ * v^2)),

где θ - угол поворота пробкового крана, ρ - плотность жидкости.

Демонстрация:
Задана диаметр трубы D = 15 мм, избыточное давление pизб = 16 м вод.ст, расход Q = 0.5 л/с. Найдем угол поворота пробкового крана, при котором будет достигнут заданный расход.

Сначала определим скорость потока v:

D = 15 мм = 0.015 м
Q = 0.5 л/с = 0.0005 м^3/с

v = Q / (π * D^2/4)
v = 0.0005 / (π * 0.015^2/4) ≈ 2.826 м/с

Затем определим угол поворота пробкового крана θ:

ρ - плотность воды ≈ 1000 кг/м^3
g - ускорение свободного падения ≈ 9.8 м/с^2

θ = arcsin(√(2 * (p + pизб) / ρ * v^2))
θ = arcsin(√(2 * (0 + 16) / (1000 * 2.826^2))) ≈ 0.269 радиан ≈ 15.4 градусов.

Таким образом, угол поворота пробкового крана, при котором будет достигнут заданный расход Q, составляет около 15.4 градусов.

Совет: Чтобы лучше понять и освоить эту тему, вы можете пройти дополнительные упражнения с разными значениями диаметра трубы, избыточного давления и расхода. Попробуйте использовать различные единицы измерения и проверьте результаты с использованием онлайн-калькуляторов.

Упражнение:
Задана диаметр трубы D = 20 мм, избыточное давление pизб = 14 м вод.ст, расход Q = 0.8 л/с. Определите угол поворота пробкового крана, при котором будет достигнут заданный расход. Выразите результат в радианах и градусах.