Условие

Республиканская олимпиада 2006 9 класс № 3

Водопроводный смеситель холодной () и горячей () воды состоит из двух одинаковых труб и , переходящих в удлинитель (рис.1). Краны и регулируют расход (т.е. объем воды, проходящий через трубу в единицу времени) и температуру воды, выходящей из смесителя.

Опыт показывает, что расход воды через трубу (или ) пропорционален разности гидростатических давлений и на ее концах , где — некоторый безразмерный коэффициент «открытия крана», принимающий значение от нуля (кран закрыт) до единицы (кран полностью открыт), а — некоторый постоянный размерный коэффициент для данной трубы.

Расход воды через удлинитель также пропорционален разности давлений жидкости на его концах , где — нормальное атмосферное давление на выходе из трубы в точке (см. рис. 1).

Давления в магистралях холодной атм и горячей атм труб поддерживаются постоянными. Воду будем считать несжимаемой жидкостью, а потери теплоты при прохождении смесителя — пренебрежимо малыми.

Если полностью открыть () кран холодной воды при полностью закрытом кране горячей воды, то расход воды будет равен лс.

3.1 Вычислите значение коэффициента и укажите его размерность.

3.2 Найдите расход воды при полном открытии крана с горячей водой (при закрытом втором кране).

3.3 Вычислите расход воды и ее температуру в случае, когда два крана открыть полностью ().

3.4 Найдите расход воды и ее температуру в случае, когда один кран холодной воды открыт на , а кран горячей — на .

3.5 В «час пик» при большом количестве пользователей давление в магистрали горячей воды может значительно упасть. При каком давлении подача горячей воды в смеситель полностью прекратится, если кран холодной воды открыт на , а кран горячей — на ?

УТВЕРЖДЕНО
Заместитель председателя оргкомитета
заключительного этапа Республиканской олимпиады
К.С. Фарино
«___» марта 2006 г.

Республиканская физическая олимпиада 2006 год.
г. Гродно

Теоретический тур