Гидравлика Р.183

Помощь он-лайн только по предварительной записи

Р.183

Есть готовые решения этих задач, контакты

Задача 1

Трубопровод длиной l = 80 м и внутренним диаметром d = 0,2 м перед гидравлическим испытанием заполнен водой, находящейся под атмосферным давлением. Температура воды t = 5 °C. Определить, сколько нужно добавить в трубопровод воды, чтобы избыточное давление в нем повысить до величины Δp = 16 · 103 Н/м2. Деформацией трубопровода пренебречь.

Задача 2

В отопительный котел поступает Q1 = 80 м3 при температуре t1 = 70 °С. Сколько кубометров воды будет выходить из котла, если нагрев производится до температуры t2 = 92 °С (рис. 1)?

1

 Задача 3

На сколько изменится величина кинематической вязкости воды при повышении ее температуры от t1 = 20 °С до t2 = 90 °С?

Задача 4

Определенная при помощи вискозиметра Энглера вязкость нефти составляет 8,5 °Е. Определить динамическую вязкость нефти, если ее относительный удельный вес δ = 0,85.

Задача 5

При какой высоте ртутного столбика барометра h (рис. 2) атмосферное давление будет равно одной технической атмосфере?

2

Задача 6

Определить избыточное давление p в сосуде А (рис. 3) по показанию жидкостного манометра, если в левом открытом колене над ртутью налито масло, а в правом – вода. Дано: h1 = 2 м; h2 = 0,5 м; h3 = 0,2 м.

3

Задача 7

Из сосуда А в резервуар Б, наполненный водой, опущена стеклянная трубка (рис. 4). На свободную поверхность жидкости в сосуде Б действует атмосферное давление pатм. Уровень жидкости в стеклянной трубке по отношению к свободной поверхности жидкости в резервуаре Б поднялся на высоту h = 3 м. Определить абсолютное давление в сосуде А.

4

Задача 8

Определить величину абсолютного давления p на поверхности воды в сосуде (рис. 5), если в трубке ртутного манометра вода поднялась на высоту h = 0,28 м, а поверхность воды в сосуде находится на расстоянии H = 1,6 м от нижнего уровня ртути в колене манометра.

5

Задача 9

Определить силу давления воды на круглую крышку люка диаметром d, закрывающую отверстие на наклонной плоской стенке (рис. 6). Угол наклона стенки равен α. Длина наклонной стенки от уровня воды до верха люка равна a. Найти точку приложения равнодействующей. Построить эпюру гидростатического давления. Дано: d = 1,1 м; α = 60°; a = 1,2 м.

6

Задача 10

Определить величину суммарного давления воды на сегментный затвор радиусом R при заданных значениях ширины затвора b и угла α (рис. 7). Построить эпюру гидростатического давления и найти точку приложения суммарного давления. Дано: α = 30°; R = 4,3 м; b = 5,5 м.

7

Задача 11

Определить необходимую толщину стенки стального водовода, предназначенного для работы под давлением p = 14 × 105 кгс/м2. Диаметр трубопровода D = 0,6 м.

Задача 12

Трубопровод насосной станции находится под давлением p = 10 · 105 Н/м2. Диаметр трубопровода d = 1,0 м. Определить равнодействующую давлений воды на колено при повороте трубопровода на угол α = 60°.

Задача 13

Две вертикальные трубы центрального отопления соединены горизонтальным участком, на котором установлена задвижка диаметром d = 0,2 м. Температура воды в правой вертикальной трубе tп = 80 °С, а в левой tл = 20 °С. Найти разность давлений на задвижку справа и слева. Высота воды в вертикальных трубах h = 20 м над уровнем горизонтальной трубы (рис. 8).

8

Задача 14

Песок на строительство доставляется на деревянной шаланде, которая имеет вертикальные борта и площадь F в плане. Собственный вес шаланды G. Определить, сможет ли пройти шаланда: а) в порожнем состоянии; б) с грузом песка в количестве W, если наименьшая глубина по фарватеру равна hmin. Дано: F = 50 м2; G = 300 кг; W = 20 м3; hmin = 1,3 м.

Задача 15

Насосный агрегат временного водозаборного сооружения установлен на плоту, изготовленном из сосновых бревен длиной l = 3 м и диаметром d = 0,26 м. Вес насосного агрегата и подводящих труб составляет G = 5,6 кг. Определить потребное число бревен в плоту, чтобы выше уровня поверхности воды выступал один ряд из 10 бревен.

Задача 16

По горизонтальной трубе, где сечение диаметром D плавно переходит в сечение диаметром d, протекает вода (рис. 9). Разность пьезометрических высот в сечениях I и II равна h. Определить υ1 – скорость течения через сечение I и расход Q, протекающей в трубе.

 9

Задача 17

Определить расход воды Q в трубопроводе диаметром D при помощи водомера Вентури, если диаметр горловины d и разность показаний пьезометров h (рис. 9). Дано: D = 0,2 м; d = 0,10 м; h = 0,8 м.

 9

Задача 18

Истечение воды из бака происходит по системе труб переменного сечения. Пренебрегая сопротивлениями, определить скорость истечения, расход и построить пьезометрическую линию, если напор H, а площади сечений трубы: ω1; ω2; ω3; ω4; (рис. 10). Дано: H = 15 м; ω1 = 0,005 м2; ω2 = 0,05 м2; ω3 = 0,015 м2; ω4 = 0,003 м2.

 10

Задача 19

Определить критическую скорость, отвечающую переходу от ламинарного движения к турбулентному, для трубы диаметром d = 0,02 м, при движении в ней воды при температуре t = 15 °С и глицерина при t = 20 °С. Кинематическая вязкость глицерина νгл = 4,1 · 10-4 м2/с.

Задача 20

Определить расход воды в водопроводной трубе бывшей в эксплуатации, диаметром d = 0,30 м, если скорость на оси трубы, замеренная трубкой Пито-Прандтля, равна 4,5 м/с, а температура воды t = 15 °С.

 Задача 21

В двух точках живого сечения трубопровода диаметром d = 0,5 м, транспортирующего воду, измерены скорости: на расстоянии от стенки y = 0,11 м u = 2,30 м/с и на оси трубы umax = 2,6 м/с. Найти величину потери напора на трение на 1 пог. м длины трубопровода.

 Задача 22

Найти потерю напора при движении воды в стальной новой сварной трубе длиной l, внутренним диаметром d при расходе Q и температуре t = 20 °C. Дано: d = 0,05 м; Q = 0,002 м3/с; l = 1000 м.

 Задача 23

Вода при t = 10 °С в количестве Q протекает в горизонтальной трубе кольцевого сечения, состоящей из двух концентрических оцинкованных стальных труб. Внутренняя труба имеет наружный диаметр d, а наружная – внутренний диаметр D. Найти потери напора на трение на длине трубы l. Дано: Q = 0,07 м3/с; d = 0,075 м; D = 0,10 м; l = 300 м.

 Задача 24

Найти потерю напора на трение при движении воды с температурой t = 20 °C в цельносварной стальной трубе, бывшей в употреблении, внутренним диаметром d = 0,5 м. Расход воды Q = 0,6 м3/с; длина трубы  l = 500 м.

 Задача 25

Вода при помощи сифонного трубопровода спускается из водоема А в водоем В. На трубопроводе имеется колено и решетка. Требуется определить диаметр сифона и построить пьезометрическую линию для пропуска количества воды Q (рис. 11). Дано: Q = 0,06 м3/с = 60 л/с; H = 2 м; h = 2,5 м; L1 = 5 м, L2 = 100 м.

 11

Задача 26

Для ограничения расхода воды в водопроводной линии устанавливается диафрагма. Избыточные давления в трубе до и после диафрагмы постоянны и равны соответственно равны p1 = 6,5 × 104 Н/м2 и p2 = 2,1 × 104 Н/м2. Диаметр трубы D = 0,076 м. Определить необходимый диаметр отверстия диафрагмы d с таким расчетом, чтобы расход в линии был равен Q = 0,06 м3/с.

 Задача 27

Вода в количестве Q = 0,02 м3/с протекает по горизонтальной трубе, внезапно суживающемуся от d1 = 0,2 м до d2 = 0,1 м. Определить, какую разность уровней ртути покажет дифференциальный манометр, включенный в месте изменения сечения.

Задача 28

Недалеко от конца трубопровода, транспортирующего вязкую жидкость (γ = 9 кг/м3, ν = 10 · 10-6 м2/с), диаметром d = 0,15 м, имеется задвижка Лудло. Определить пьезометрическое давление перед задвижкой при расходе Q = 0,04 м3/с, когда задвижка вдвинута на ¼.

Задача 29

Вычислить эквивалентную длину местного сопротивления на новом стальном трубопроводе, если коэффициент местного сопротивления в формуле Вейсбаха ζ = 1,80, диаметр трубопровода d = 0,025, скорость течения воды в нем υ = 1,5 м/с; температура t = 20 °С.

Задача 30

Определить высоту положения центра насоса над уровнем воды в колодце (рис. 12), чтобы вакуум в насосе не превышал 7 м вод. ст. (hвак = 7 м). Расход воды, подаваемый насосом, Q = 0,06 м3/с, длина  всасывающей трубы l = 10 м; диаметр трубы d = 0,2 м; труба стальная, температура воды t = 20 °С.

 12

Есть готовые решения этих задач, контакты

 


Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , , | Добавить комментарий

Теплофизика ТТ.133.2

ТОГУ

ТТ.133.2

Есть готовые решения этих задач, контакты

Задача 1

Смесь, состоящая из М1 киломолей азота и М2 киломолей кислорода с начальными параметрами р1 = 1 МПа и Т1 = 1000 К, расширяется до давления р2. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n. Определить газовую постоянную смеси, ее массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения, теплоту, участвующую в процессе, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. Показать процессы в рυ- и Ts-диаграммах. Данные, необходимые для решения задан, выбрать из табл. 26.

Указание. Показатель адиабаты, а следовательно, и теплоемкости ср сυ следует принять постоянными, не зависящими от температуры.

Ответить на вопрос: как зависит работа расширения от показателя политропы n и почему?

Задача 2

1 кг водяного пара с начальным давлением р1 и степенью сухости х1 изотермически расширяется; при этом к нему подводится теплота q. Определить, пользуясь is-диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в рυ-, Ts- и is-диаграммах. Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 27.

Ответить на вопросы: в каком процессе (t = const или р = const) при заданных х1, р1 и q работа будет больше и за счет чего? Упростятся ли расчеты процессов t = const и р = const, если конечная точка попадает в область влажного пара?

Задача 3

Расход газа в поршневом одноступенчатом компрессоре составляет V1 при давлении р1 = 0,1 МПа и температуре t1. При сжатии температуры газа повышается на 200°С. Сжатие происходит по политропе с показателем n. Определить конечное давление, работу сжатия и работу привода компрессора, количество отведенной теплоты (в киловаттах), а также теоретическую мощность привода компрессора. Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 28.

Указание. При расчете принять: k = ср/сυ = const ≠ f (t).

Ответить на вопросы: как влияет показатель политропы на конечное давление при выбранном давлении р1 и фиксированным t1 и t2 (ответ иллюстрируйте в Ts-диаграмме)? Чем ограничивается р2 в реальном компрессоре (кроме ограничения по максимально допустимой конечной температуре)?

Задача 4 

Определить потребную поверхность регуперативного теплообменника, в котором вода нагревается горячими газами. Расчет произвести для прямоточной и противоточной схемы. Привести графики изменения температур для обеих схем движения. Значения температур газа t1 и t»1, воды t2 и t»2, расхода воды М и коэффициента теплопередачи К выбрать из табл. 29.

Ответить на вопросы: какая из схем теплообменников (прямоточная или противоточная) имеет меньшую поверхность и почему? С какой стороны стенки необходимо ставить ребра, чтобы заметно увеличить теплопередачу?

Задача 5

Определить индикаторную мощность Ni двухтактного двигателя внутреннего сгорания по его конструктивным параметрам и среднему индикаторному давлению. Значения диаметра цилиндра двигателя D, ход поршня s, угловую скорость коленчатого вала ω, число цилиндров z и среднее индикаторное давление рi выбрать из табл. 30.

Есть готовые решения этих задач, контакты

Рубрика: Теплофизика | Метки: , , , , , , , | Добавить комментарий

Теплофизика ТТ.133.1

ТОГУ

ТТ.133.1

Есть готовые решения этих задач, контакты

 Задача 1

Смесь, состоящая из М1 киломолей азота и М2 киломолей кислорода с начальными параметрами р1 = 1 МПа и Т1 = 1000 К, расширяется до давления р2. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n. Определить газовую постоянную смеси, ее массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения, теплоту, участвующую в процессе, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. Показать процессы в рυ- и Ts-диаграммах. Данные, необходимые для решения задан, выбрать из табл. 26.

Указание. Показатель адиабаты, а следовательно, и теплоемкости ср сυ следует принять постоянными, не зависящими от температуры.

Ответить на вопрос: как зависит работа расширения от показателя политропы n и почему?

Задача 2

1 кг водяного пара с начальным давлением р1 и степенью сухости х1 изотермически расширяется; при этом к нему подводится теплота q. Определить, пользуясь is-диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в рυ-, Ts- и is-диаграммах. Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 27.

Ответить на вопросы: в каком процессе (t = const или р = const) при заданных х1, р1 и q работа будет больше и за счет чего? Упростятся ли расчеты процессов t = const и р = const, если конечная точка попадает в область влажного пара?

Задача 3

Расход газа в поршневом одноступенчатом компрессоре составляет V1 при давлении р1 = 0,1 МПа и температуре t1. При сжатии температуры газа повышается на 200°С. Сжатие происходит по политропе с показателем n. Определить конечное давление, работу сжатия и работу привода компрессора, количество отведенной теплоты (в киловаттах), а также теоретическую мощность привода компрессора. Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 28.

Указание. При расчете принять: k = ср/сυ = const ≠ f (t).

Ответить на вопросы: как влияет показатель политропы на конечное давление при выбранном давлении р1 и фиксированным t1 и t2 (ответ иллюстрируйте в Ts-диаграмме)? Чем ограничивается р2 в реальном компрессоре (кроме ограничения по максимально допустимой конечной температуре)?

Задача 4

Определить потребную поверхность регуперативного теплообменника, в котором вода нагревается горячими газами. Расчет произвести для прямоточной и противоточной схемы. Привести графики изменения температур для обеих схем движения. Значения температур газа t1 и t»1, воды t2 и t»2, расхода воды М и коэффициента теплопередачи К выбрать из табл. 29.

Ответить на вопросы: какая из схем теплообменников (прямоточная или противоточная) имеет меньшую поверхность и почему? С какой стороны стенки необходимо ставить ребра, чтобы заметно увеличить теплопередачу?

Задача 5

По заданному топливу и паропроизводительности D котельного агрегата выбрать тип топки и коэффициент избытка воздуха αт. Рассчитать теоретически необходимое количество воздуха для горения 1 кг (1 м3) топлива, составить тепловой баланс котельного агрегата и определить его КПД (брутто). Рассчитать часовой расход натурального и условного топлива (непрерывной продувкой пренебречь). Вид топлива, давление рп.п и температуру tп.п перегретого пара, температуру питательной воды tп.в и величину потерь теплоты с уходящими газами q2 принять по табл. 30.

Указание. Состав топлива, рекомендации по выбору топки, размеры отдельных членов теплового баланса взять из учебника.

Ответить на вопрос: какие факторы оказывают существенно влияние на потери теплоты с уходящими газами q2?

Задача 6

Определить индикаторную мощность Ni двухтактного двигателя внутреннего сгорания по его конструктивным параметрам и среднему индикаторному давлению. Значения диаметра цилиндра двигателя D, ход поршня s, угловую скорость коленчатого вала ω, число цилиндров z и среднее индикаторное давление рi выбрать из табл. 31.

Есть готовые решения этих задач, контакты

Рубрика: Теплофизика | Метки: , , , , , , , , , | Добавить комментарий

Гидравлика Р.182

Р.182

Есть готовые решения этих задач, контакты

Вариант 1

 Задача 1

При гидравлическом испытании трубопровода длиной L = 1000 м и диаметром d = 100 мм давление поднималось от p1 = 1 МПа до p2 = 1,5 МПа. Определить объем жидкости ΔV, который был дополнительно закачан в водопровод. Коэффициент объемного сжатия воды βp = 4,75 · 10-10 1/Па.

Задача 2

Определить давление в резервуаре p0 и высоту подъема уровня воды h1 в трубке 1, если показания ртутного манометра h2 = 0,15 м и h3 = 0,8 м.

Вариант1

Задача 3

Определить силу гидростатического давления и центр давления воды на прямоугольный затвор шириной b = 1,2 м, закрывающий вход в прямоугольную трубу, высота которой h = 0,8 м. Глубина жидкости в резервуаре H = 3,5 м, а = 0,5 м.

1-1

Задача 4

Определить режим движения воды в водопроводной трубе диаметром d = 300 мм, если протекающий по ней расход Q = 0,136 м3/с. Температура воды t = 10 °C.

Задача 5

Из резервуара, находящегося под избыточным давлением р0 = 20 кПа, перетекает вода в открытый резервуар. Определить расход воды, если Н1 = 10 м, Н2 = 2 м, диаметр трубы d = 100 мм, диаметр отстойника D = 200 мм. Коэффициент сопротивления вентиля ζ = 4, а радиус закругления поворотов R = 100 мм. Ввиду незначительной длины трубопровода сопротивлением трения пренебречь.

1-5

Вариант 2

Задача 1

При гидравлическом испытании трубопровода диаметром d = 0,4 м длиной L = 20 м давление воды сначала было p1 = 5,5 МПа. Через час давления до p2 = 5,0 МПа. Определить, пренебрегая деформацией трубопровода, сколько воды вытекло при этом через неплотности. Коэффициент объемного сжатия βр = 4,75 · 10-10 1/Па.

Задача 2

Определить силу преобразования F, развиваемую гидравлическим прессом, у которого диаметр большего плунжера D = 500 мм, меньшего d = 50 мм, высота H = 1 м. Рабочая жидкость с плотностью ρ = 850 кг/м3. К рычагу приложено усилие R = 250 Н. Отношение плеч рычага равно a/b = 12.

Вариант 2

Задача 3

Определить радиус секторного затвора и величину горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления на затвор, если величина вертикальной составляющей Pв = 50 кН. Определить также величину и направление равнодействующей. Ширина затвора B = 10 м, угол α = 60°. Давление на поверхности воды атмосферное.

1-3

Задача 4

Жидкость движется в лотке со скоростью υ = 0,1 м/с. Глубина наполнения лотка h = 30 см, ширина по верху В = 50 см, ширина по низу b = 20 см. Определить смоченный периметр, площадь живого сечения, гидравлический радиус, расход, режим движения жидкости, если динамический коэффициент вязкости μ = 0,0015 Па·с, а ее плотность ρ = 1200 кг/м3.

2-4

Задача 5

Какое давление p0 необходимо поддерживать в резервуаре (H1 = 1,5 м), чтобы через кран, расположенный на 5-ом этаже здания (H2 = 20 м) и имеющий коэффициент сопротивления ζк = 3,5, проходило 3,5 м3/ч воды (ν = 0,0131 см2/с). На длине l1 = 15 м труба имеет диаметр d1 = 40 мм, на длине l2 = 10 м – d2 = 20 мм. Оба поворота имеют d/2R. Абсолютная шероховатость стенок труб Δ = 0,2 мм.

2-5

Вариант 3

Задача 1

Как изменится объем воды в системе отопления, имеющей вместимость V = 100 м3, после подогрева воды от начальной температуры t1 = 15 °С до t2 = 95 °С. Коэффициент температурного расширения βt = 0,00072 1/°С.

Задача 2

Определить величину абсолютного и вакуумметрического давления на поверхности воды в закрытом резервуаре при Н = 1,2 м, если высота подъема ртути в трубке h = 20 см, плотность ртути rрт = 13600 кг/м3. Давление на поверхности ртути в чашке атмосферное (ратм = 100 кПа, плотность воды rв = 1000 кг/м3).

3-2

Задача 3

Определить силу и центр давления воды на стенку шириной b = 15 м, глубина воды h = 3 м.

3-3

Задача 4

Вода движется под напором в трубопроводе прямоугольного сечения. Определить при каком максимальном расходе сохранится ламинарный режим. Температура воды t = 30 °С, а = 0,2 м, b = 0,3 м.

3-4

Задача 5

Вода вытекает из верхнего бака в нижний по трубе диаметром d = 50 мм и общей длиной 30 м. Определить вакуум в верхнем сечении хх, если разность уровней воды в баках Н = 4,5 м, высота сифона Ζ = 7,0 м, коэффициент сопротивления трения λ = 0,028, радиус закруглений поворотов R = 80 мм, а расстояние от начала трубы до сечения хх равно 10 м. Атмосферное давление принять равным ратм = 100 кПа.

3-5

Вариант 4

Задача 1

Трубопровод диаметром d = 500 мм и длиной L = 1000 м наполнен водой при давлении p1 = 400 кПа, и температуре воды t1 = 5 °C. Определить, пренебрегая деформациями и расширением стенок труб, давление в трубопроводе при нагревании воды в нем до t2 = 15 °C, если коэффициент объемного сжатия βp = 5,18 · 10-10 1/Па, а коэффициент температурного расширения βt = 150 · 10-6 1/°C.

Задача 2

Определить высоту столба воды над ртутью Н, если абсолютное давление на поверхности в закрытом резервуаре р0 = 70 кПа, а высота подъема ртути в трубке h = 15 см. Плотность ртути rрт = 13600 кг/м3. Давление на поверхности ртути в чашке – атмосферное (ратм = 100 кПа. Плотность воды rвод = 1000 кг/м3).

Вариант4

Задача 3

Определить равнодействующую силу и центр давления воды на наклонную прямоугольную стенку шириной b = 10 м, если глубина воды H1 = 6 м, H2 = 2 м, а угол наклона стенки α = 60°.

4-3

Задача 4

Жидкость, имеющая динамический коэффициент вязкости μ = 1,005 Па·с и плотность ρ = 900 кг/м3, движется в трапецеидальном лотке. Определить критическую скорость, при которой будет происходить смена режимов движения жидкости. Глубина наполнения h = 0,2 м, ширина лотка по дну b = 25 см, угол наклона боковых стенок лотка к горизонту α = 30°.

4-4

Задача 5

Вода сливается из бака А в бак В по трубопроводу, диаметр которого d = 80 мм и полная длина х = 10 м. Из бака В вода вытекает в атмосферу через цилиндрический насадок такого же диаметра (коэффициент расхода μ = 0,82). Коэффициент сопротивления колена и вентиля в трубе ζк = 0,3 и ζв = 4, коэффициент сопротивления трения  λ = 0,03. Определить, какой напор Н нужно поддерживать в баке А, чтобы уровень в баке В находился на высоте h = 1,5 м.

4-5

Вариант 5

Задача 1

Определить повышение давления, при котором начальный объем воды уменьшится на 3%. Коэффициент объемного сжатия воды βp = 4,75 · 10-10 1/Па.

Задача 2

Определить величину избыточного гидростатического давления под поршнем pА в точке А и рВ в точке В на глубине воды Z = 2 м от поршня, если на поршень диаметром d = 200 мм действует сила Р = 314 кгс. Плотность воды rв = 1000кг/м3.

Вариант5

Задача 3

Прямоугольное отверстие высотой h = 0,4 м и шириной b = 1 м в вертикальной стенке открытого резервуара с водой закрыто щитом. Определить силу и центр давления воды на щит, если H = 1,3 м.

5-3

Задача 4

Конденсатор паровой турбины оборудован 8186 трубками диаметром d = 2,5 см. Через трубки пропускается охлаждающая вода при t = 10 °С. Будет ли при расходе воды 13600 м3/час обеспечен турбулентный режим движения в трубках?

Задача 5

Два резервуара соединены трубой диаметром d = 100 мм общей длиной l = 80 м и абсолютной шероховатостью стенок Δ = 0,2 мм. Определить, при каком напоре Н расход в трубе будет равен Q = 30 м3/ч, если кинематический коэффициент вязкости ν = 0,0131 см2/с, радиусы поворота трубы R = 200 мм, коэффициент сопротивления вентиля ζв = 3.

5-5

Вариант 6

Задача 1

При гидравлических испытаниях (проверке герметичности) подземного трубопровода длиной L = 500 м, диаметром d = 0,1 м давление в нем повысилось от p1 = 0 до p2 = 1,0 МПа. Пренебрегая деформацией стенок трубопровода, определить объем воды, которую необходимо дополнительно закачать в трубопровод. Объемный модуль упругости воды принять равным E = 2000 МПа.

Задача 2

Определить величину абсолютного давления на дне закрытого резервуара, если заданы: H = 1,2 м, H0 = 1,0 м и высота подъема ртути в трубке h = 25 см, плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3. Давление на поверхности ртути в чашке атмосферное (pатм = 100 кПа).

Вариант6

Задача 3

Определить равнодействующую силу и центр давления воды на прямоугольную стенку шириной b = 10 м, если глубины воды Н1 = 5 м, Н2 = 3 м.

6-3

Задача 4

Определить режим движения воды при t = 20 °C в смесителе, проходное сечение которого открыто наполовину, если d = 10 мм, расход воды Q = 0,1 л/с.

6-4

Задача 5

Во избежание переполнения напорный бак снабжается переливной трубой диаметром d = 100 мм общей длиной l = 18 м, имеющей три колена с радиусом закругления R = 200 мм. Определить максимальную пропускную способность Q переливной трубы, если Н1 = 0,2 м, Н2 = 5 м, а коэффициент гидравлического трения λ = 0,03.

6-5

Вариант 7

Задача 1

В трубопровод вместимостью 50 м3 во время испытаний было дополнительно закачано 0,05 м3 воды. Определить приращение давления в трубопроводе, если объемный модуль упругости E = 2 · 109 Па.

Задача 2

Два резервуара с горизонтальными днищами заполнены водой и соединены внизу трубой. В левом закрытом резервуаре глубина воды h составляет 5 м. Избыточное давление над поверхностью воды в этом резервуаре составляет р0 = 150 кПа. Определить глубину воды Н в правом открытом резервуаре (плотность воды rв = 1000 кг/м3).

Вариант7

Задача 3

В вертикальной стенке имеется отверстие, перекрываемое щитом в виде равностороннего треугольника, сторона которого b = 1,5 м. Определить силу гидростатического давления и положение центра давления, если H = 2,3 м.

7-3

Задача 4

Определить гидравлический радиус для формы потока, изображенной на рисунке.

7-4

Задача 5

Из резервуара по трубе диаметром d = 75 мм общей длиной l = 140 м (l1 = 1 м, l2 = 6 м, l3 = 60 м, l4 = 3 м, l5 = 70 м) в атмосферу вытекает вода. Определить расход воды, если выходное отверстие вентиля, имеющего коэффициент сопротивления ζв = 4, находится на Н = 10 м ниже уровня воды в резервуаре. Повороты на 30° имеют радиус закругления R = 150 мм, а на 90° – R = 225 мм. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,028.

7-5

Вариант 8

Задача 1

Резервуар заполнен жидкостью, объем которой V = 8 м3. Определить коэффициент температурного расширения жидкости βt, если при увеличении температуры от t1 = 10 °C до t2 = 20 °C объем жидкости увеличился на 6 л.

Задача 2

Глубина воды в правом открытом резервуаре Н = 20 м, избыточное давление над поверхностью воды в левом закрытом резервуаре р0 = 150 кПа. Определить глубину воды h в закрытом резервуаре. Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

Вариант8

Задача 3

В вертикальной стенке имеется отверстие, перекрываемое щитом в форме эллипса с размерами а = 1,5 м, b = 2,5 м. Определить силу гидростатического давления и положение центра давления, если Н = 0,3 м.

8-3

Задача 4

Определить максимальную и среднюю в сечении скорости, построить эпюру скоростей потока нефти в трубе диаметром d = 400 мм, если расход потока Q = 15 л/с; кинематический коэффициент вязкости ν = 0,29 см2/с.

Задача 5

Два резервуара соединены трубой диаметром d = 100 мм общей длиной l = 80 м и абсолютной шероховатостью стенок Δ = 0,2 мм. Определить, при каком напоре Н расход в трубе будет равен Q = 30 м3/ч, если кинематический коэффициент вязкости ν = 0,0131 см2/с, радиусы поворота трубы R = 200 мм, коэффициент сопротивления вентиля ζв = 3.

8-5

Вариант 9

Задача 1

В отопительный котел поступает объем воды V = 80 м3 при температуре t1 = 60 °С. Какой объем воды V1 будет выходить из котла при нагреве воды до температуры t2 = 90 °С.

Задача 2

Горизонтально расположенные круглые резервуары 1 и 2, оси которых находятся в одной горизонтальной плоскости, заполнены водой. Диаметр D каждого из резервуаров равен 2 м. Разность уровней ртути h в дифференциальном манометре, присоединенном к резервуарам, составляет 50 см. Гидростатическое давление в точках, расположенных на оси левого резервуара, равно р1 = 200 Н/м2. Определить гидростатическое давление на оси резервуара 2, а также в нижней точке этого резервуара. Плотность воды ρв = 1000 кг/м3, плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3.

Вариант9

Задача 3

Построить тело давления и определить силу, открывающую полусферическую крышку диаметром d = 1 м, Н = 2,0 м.

9-3

Задача 4

Смазка протекает через кольцевую щель. Определить гидравлический радиус при условии, что D = 50 мм, d = 48 мм.

9-4

Задача 5

Из резервуара по трубе диаметром d = 75 мм общей длиной l = 140 м (l1 = 1 м, l2 = 6 м, l3 = 60 м, l4 = 3 м, l5 = 70 м) в атмосферу вытекает вода. Определить расход воды, если выходное отверстие вентиля, имеющего коэффициент сопротивления ζв = 4, находится на Н = 10 м ниже уровня воды в резервуаре. Повороты на 30° имеют радиус закругления R = 150 мм, а на 90° – R = 225 мм. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,028.

9-5

Вариант 10

Задача 1

Определить среднюю толщину отложений в герметичном водоводе внутренним диаметром d = 0,5 м и длиной l = 3 км. При выпуске воды объемом ΔV = 0,08 м3 давление в водоводе падает на Δp = 1 МПа. Отложения по диаметру и длине водовода распределены равномерно. Коэффициент объемного сжатия воды βp = 5 · 10-10 1/Па.

Задача 2

Гидростатическое давление воды на оси резервуара 2 составляет р2 = 117 кПа. Определить давление на оси резервуара 1, также в нижней точке этого резервуара. Перепад ртути в дифференциальном манометре равно h = 50 см; диаметр резервуаров D = 2 м. Плотность воды ρв = 1000 кг/м3, плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3.

Вариант10

Задача 3

Определить величину и направление силы давления воды на боковую поверхность цилиндрического затвора диаметром d = 1,6 м и длиной l = 4 м. Глубина воды H = 3 м.

10-3

Задача 4

Определить, изменится ли режим движения воды в напорном трубопроводе диаметром d = 0,5 м при возрастании температуры воды от 15 до 65 °С, если расход в трубопроводе Q = 15 л/с.

Задача 5

Из сливного колодца электростанции вода сбрасывается по сифонному трубопроводу в реку, уровень воды которой на Н = 3 м ниже уровня воды в колодце. Определить пропускную способность Q трубы диаметром d = 200 мм длиной l = 100 м, имеющей один поворот 90° и один поворот 45° с радиусом закругления R = 400 мм, если коэффициент гидравлического трения λ = 0,028. Найти давление в верхней точке сифона, если Z = 2 м, а длина отрезка трубы от уровня в сливном колодце до верхнего сечения х–х равна l1 = 6 м. Проверить, насколько это давление выше давления парообразования, равного рt = 16 кПа.

10-5

Есть готовые решения этих задач, контакты

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , , , , , , , , , | Добавить комментарий

Гидравлика Р.181

Р.181

Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций

Часть задач есть решенные, контакты

Вариант 1

Задача №1

Определить величину абсолютного и вакуумметрического давления на поверхности воды в закрытом резервуаре при Н = 1,2 м, если высота подъема ртути в трубке h = 20 см., плотность ртути rрт = 13600 кг/см3. Давление на поверхности ртути в чашке атмосферное (ратм = 100кПа. Плотность воды rв = 1000 кг/м3).

 

Задача № 2

Определить глубины Н1 и Н2, если силы избыточного гидростатического давления, действующие на 1 пог. м стенки, Р1 = 140 кн и Р2 = 100 кн. Угол наклона стенки α = 450. Плотности жидкостей, разделяемых стенкой, соответственно равны r1 = 950 кг/м3, r2 = 850 кг/м3. Построить результирующую эпюру избыточного давления на стенку.

Задача № 3

Определить радиус секторного затвора и величину горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления на затвор, если величина вертикальной составляющей Рв = 50 кн. Определить также величину и направление равнодействующей. Ширина затвора В = 10 м, угол α = 600. Давление на поверхности воды атмосферное.

Задача № 4

Ареометр состоит из полой стеклянной трубки и шарика с дробью. Диаметр трубки d = 1,5 см, вес ареометра G = 1100 н. Определить диаметр шарика ареометра D, если он погружается в спирте на глубине h = 65 см. Плотность спирта rсn = 800 кг/м3.

Задача № 5

По нефтепроводу диаметром d = 100 мм и длиной 20 км, проложенному в горизонтальной местности, перекачивается нефть плотностью r = 940 кг/м3 в количестве Q1 = 1200 т/сут. при подогреве и Q2 = 700 т/сут без подогрева. Коэффициент кинематической вязкости нефти при подогреве ν1 = 0,20 см2/с, без подогрева ν2 = 0,60 см2/с. Определить напор насоса, необходимый для перекачки нефти в обоих случаях, установив предварительно режимы движения жидкости и коэффициенты трения λ.

Задача № 6

Из резервуара, находящегося под избыточным давлением р0 = 20 кПа, перетекает вода в открытый резервуар. Определить расход воды, если Н1 = 10 м, Н2 = 2 м, диаметр трубы d = 100 мм, диаметр отстойника D = 200 мм. Коэффициент сопротивления вентиля ζ = 4, а радиус закругления поворотов R = 100 мм. Ввиду незначительной длины трубопровода сопротивлением трения пренебречь.

Задача № 7

Через отверстие в тонкой стенке вытекает вода в бак, имеющий объем W = 1,90 м3. Площадь отверстия ω = 20 см2. Напор над центром отверстия Н = 0,90 м. Определить время наполнения бака. При каком напоре Н2 бак наполнится в 2 раза быстрее? Коэффициент расхода отверстия принять равным 0,61.

Вариант 2

Задача № 1

Определить высоту столба воды над ртутью Н, если абсолютное давление на поверхности в закрытом резервуаре ро = 70 кПа, а высота подъема ртути в трубке h = 15 см. Плотность ртути rpm = 13600 кг/см3. Давление на поверхности ртути в чашке — атмосферное (ратм = 100 кПа. Плотность воды rвод = 1000 кг/м3).

Задача № 2

Построить эпюры избыточного гидростатического давления, действующего на наклонную стенку, разделяющую жидкости разной плотности r1 = 1000 кг/м3 и r2 = 800кг/м3, и найти величину равнодействующей, если заданы: угол наклона стенки α = 600, глубины Н1 = 6 м и Н2 = 4 м (расчет производить на 1 пог. м стенки).

Задача № 3

Определить величину и направление силы избыточного гидростатического давления, действующей на секторный затвор, если Н = 4 м, ширина затвора В = 15 м и угол α =300. Давление на поверхности воды атмосферное.

Задача № 4

Подводный железобетонный тоннель круглого сечения с внутренним диаметром D = 3 м и толщиной стенки δ = 0,25 м удерживается от всплытия тросами, расположенными через 6 м длинны тоннеля. Определить натяжение тросов Т, полагая, что вес 1 пог. м дополнительной нагрузки тоннеля G = 10 кн/м, плотность бетона rδ = 2500 кг/ м3. Угол α = 600.

Задача № 5

Из диффузора, находящегося под постоянным напором, вода вытекает в атмосферу с пренебрежимо малой скоростью. Определить наибольшую допускаемую среднюю скорость в сжатом сечении при входе, считая, что абсолютное давление не может снижаться ниже давления парообразования. Расчет произвести для горизонтальной оси диффузора и вертикальной, когда разность отметок между сечениями 1-1 и 2-2 составляет 9,5 м. Абсолютное давление парообразования принять равным рt = 3 кПа, потерями энергии пренебречь. Атмосферное давление принять равным ратм =100 кПа.

Вариант 2 _5

Задача № 6

Какое давление р0 необходимо поддерживать в резервуаре (Н1 = 1,5 м), чтобы через кран, расположенный на 5-ом этаже здания (Н2 = 20 м) и имеющий коэффициент сопротивления ζк = 3,5, проходило 3,5 м3/ч воды (ν = 0,0131 см2/с). На длине l1 = 15 м, труба имеет диаметр d1 = 40 мм, на длине l2 = 10 м – диаметр d2 = 20 мм. Оба поворота имеют d/2R = 0,2. Абсолютная шероховатость стенок труб Δ = 0,2 мм.

К задаче 2_6

Задача № 7

Через цилиндрический насадок расходуется вода в количестве Q = 5,6 л/с. Диаметр насадка d = 3,8 см. Определить напор Н над центром насадка, скорость и давление в насадке в сжатом сечении. Коэффициент сжатия ε = 0,64, коэффициент расхода μ = 0,82, коэффициент сопротивления ζ = 0,49.

К задаче 7

Вариант 3

Задача № 1

Определить высоту подъема ртути в трубке h, если абсолютное давление на поверхности воды в закрытом резервуаре равно 70 кПа, а высота столба воды над ртутью Н = 1,2 м. Плотность воды rв = 1000 кг/м3, плотность ртути rpm = 13600 кг/м3. Давление на поверхности ртути в чашке атмосферное – ратм = 100 кПа.

Задача № 2

Построить эпюру и определить величины сил избыточного гидростатического давления воды на вертикальную и наклонную грани стенки, если глубины Н1 = 10 м и Н2 = 2,0 м, а угол α = 600. Расчет произвести на 1 пог. м стенки.

Вариант 3_2

Задача № 3

Определить величину и направление силы избыточного гидростатического давления, действующей на секторный затвор, очерченный по дуге круга радиусом r = Н, если глубина Н = 3 м и ширина затвора В = 10 м. Угол α = 900. Давление на поверхности воды атмосферное (ратм = 100 кПа).

К задаче 3_3

Задача № 4

В дне резервуара с бензином имеется клапан диаметром d = 20 мм, который прикреплен тягой к цилиндрическому поплавку диаметром D = 50 мм. При каком превышении осадки поплавка h0 откроется клапан, если известны: вес поплавка и клапана G = 0,80 н, длина тяги Ζ = 20 см и плотность бензина rб = 750 кг/м3.

К задаче 3_4

Задача № 5

Из вертикально расположенного диффузора, находившегося под постоянным напором, вода вытекает в резервуар с пренебрежимо малой скоростью. Определить наибольшую допускаемую среднюю скорость в сжатом сечении при входе, считая, что абсолютное давление не может снижаться ниже давления парообразования. Сжатое сечение расположено на h1 = 5 м выше выходного сечения. Выходное сечение погружено в резервуар на глубину h2 = 1 м. Как изменилась бы допускаемая скорость в сжатом сечении, если бы скоростью при выходе из диффузора нельзя было пренебречь? Абсолютное давление парообразования принять равным рt = 3 кПа. Атмосферное давление принять равным ратм = 100 кПа. Потерями энергии пренебречь.

К задаче 3_5

Задача № 6

Вода вытекает из верхнего бака в нижний по трубе диаметром d = 50 мм и общей длиной 30 м. Определить вакуум в верхнем сечениих – х, если разность уровней воды в баках Н = 4,5м, высота сифона Ζ = 2,5м, коэффициент сопротивления трения λ = 0,028, радиус закруглений поворотов R = 80мм, а расстояние от начала трубы до сечениях – х равно 10 м. Атмосферное давление принять равным ратм = 100 кПа.

Задача № 7

Определить диаметр d отверстия в дне открытого бака, чтобы при глубине воды в баке h1 = 87 см расход через отверстие был бы равен Q = 5 л/с. Определить также, при какой глубине hиз бака будет такой же расход воды, если к отверстию в дне присоединить снаружи вертикальный цилиндрический насадок. Коэффициент расхода отверстия m = 0,61; насадка m = 0,82.

Вариант 4

Задача № 1

Определить величину абсолютного давления на дне закрытого резервуара, если заданы: Н = 1,2 м, Н0 = 1,0 м и высота подъема ртути в трубке h = 25 см, плотность ртути rpm = 13600 кг/м3. Давление на поверхности ртути в чашке атмосферное (ратм =100 кПа).

Задача № 2

Определить глубину Н1, если известны: величина горизонтальной составляющей сил избыточного гидростатического давления на 1 пог. м стенки Р = 200 кн, глубина Н2 = 1,5 м и угол α = 450. Следует также построить эпюру избыточного давления воды на стенку.

Задача № 3

Определить радиус секторного затвора и величину горизонтальной составляющей сил избыточного гидростатического давления на затвор, если величина вертикальной составляющей давления Рв = 450 кн. Определить также величину и направление равнодействующей давления. Ширина затвора В = 20 м. Давление на поверхности воды атмосферное (ратм = 100 кПа).

Задача № 4

Определить вес поплавка и клапана G, если известны: осадка поплавка h0 = 7 см, при которой открывается клапан, длина тяги Ζ = 20 см, диаметр поплавка D = 85 мм и диаметр клапана d = 28 мм. Плотность бензина rб = 780 кг/м3.

К задаче 4_4

Задача № 5

Определить скорость движения воды на оси трубы мах, если разность показаний h между трубками составляет 20 мм ртутного столба. Какое показание h будет в точке В, если соотношение скоростей между точками А и В равно 1, 15. Потерями напора пренебречь.

К задаче 4_5

Задача № 6

Вода сливается из бака А в бак В по трубопроводу, диаметр которого d = 80 мм и полная длина х = 10 м. Из бака В вода вытекает в атмосферу через цилиндрический насадок такого же диаметра (коэффициент расхода μ = 0,82). Коэффициент сопротивления колена и вентиля в трубе ζк = 0,3 и ζв = 4, коэффициент сопротивления трения λ = 0,03. Определить, какой напор Н нужно поддерживать в баке А, чтобы уровень в баке В находился на высоте h = 1,5 м.

К задаче 4_6

Задача № 7

Определить расход из большого резервуара через два цилиндрических насадка. Один насадок расположен горизонтально на расстоянии а = 20 см от дна, другой вертикально в дне резервуара. Диаметры насадок одинаковы: d = 8 см. Глубина воды в резервуаре (Н + а) = 100 см.

К задаче 4_7

Вариант 5

Задача № 1

Определить высоту подъема ртути в трубке h, если заданы: абсолютное давление на дне закрытого резервуара, равное 70 кПа, глубина воды в резервуаре Н0 = 1,0 м и высота столба воды над ртутью Н = 1,3 м. Плотность ртути rpm = 13600 кг/м3. Давление на поверхности ртути в чашке атмосферное (ратм = 100 кПа).

К задаче 5_1

Задача № 2

Построить эпюры и определить силы избыточного гидростатического давления воды на дно и наклонную стенку резервуара, представленного на рисунке. Размеры сосуда: h = 3,0 м, В = 3,5 м. Угол наклона стенок α = 450. Расчет произвести на 1 пог. м сосуда.

К задаче 5_2

Задача № 3

Определить величину и направление силы избыточного гидростатического давления, действующей на секторный затвор, если глубина Н = 3 м, ширина затвора В = 15 м, угол α = 900. Давление на поверхности воды атмосферное (ратм = 100 кПа).

5_3

Задача № 4

Определить длину тяги Ζ, если заданы: вес поплавка и клапана G = 0,78 н, осадка поплавка, при которой открывается клапан h0 = 10 см, диаметр поплавка D = 55 мм и диаметр клапана d = 18 мм. Плотность бензина rб = 720 кг/м3.

5_4

Задача № 5

По горизонтальной трубе переменного сечения протекает идеальная жидкость плотностью r = 1000 кг/м3 и расходом Q = 10 л/с. Определить пьезометрические высоты в сечениях 1, 2, 3, если d1 = d3 = 100 мм, d2 = 25 мм, р1 = 300 кПа. Определить давление в сечении 1, при котором в сечении 2 вакууметрическое давление составит 40 кПа.

5_5

Задача № 6

Два резервуара соединены трубой диаметром d = 100 мм общей длиной = 80м и абсолютной шероховатостью стенок Δ = 0,2 мм. Определить, при каком напоре Н расход в трубе будет равен Q = 30 м3/ч, если кинематический коэффициент вязкости ν = 0,0131 см2/с, радиусы поворота трубы R = 200 мм, коэффициент сопротивления вентиля ζв = 3.

5_6

Задача № 7

В теле железобетонной плотины проектируется водоспуск в виде трубы. Напор над водоспуском при свободном истечении равен Н1 = 6,5 м. Разность отметок уровней воды в верхнем и нижнем бьефах плотины Н2 = 15 м. Определить диаметр d водоспуска, если расход Q = 12,0 м3/с. Какой будет расход Q1, если уровень нижнего бьефа поднимается на 10 м. Считать, что водоспуск работает как насадок (коэффициент расхода).

5_7

Вариант 6

Задача № 1

Два резервуара с горизонтальными днищами заполнены водой и соединены внизу трубой. В левом закрытом резервуаре глубина воды h составляет 5 м. Избыточное давление над поверхностью воды в этом резервуаре составляет р0 = 150 кПа. Определить глубину воды Н в правом открытом резервуаре (плотность воды rв = 1000 кг/м3).

6_1

Задача № 2

Построить эпюры и определить силы избыточного гидростатического давления на крышку и дно цилиндрического сосуда диаметром D = 2 м, высотой Н = 3 м, если известны диаметр трубки d = 20 см, вставленной в крышку сосуда, и высота подъема воды в ней h = 5 м. Определить также реакцию пола на дно сосуда без учета его веса.

6_2

Задача № 3

Определить радиус секторного затвора и величину горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления, если величина вертикальной составляющей Рв = 80 кн. Определить также величину и направление равнодействующей давления. Ширина затвора В = 8 м. Давление на поверхности воды атмосферное (ратм = 100 кПа).

6_3

Задача № 4

Определить диаметр поплавка D, если известны: осадка поплавка h0 = 8 см, при которой открывается клапан. Диаметр клапана d = 33 мм, вес поплавка и клапана G = 2,4 н, длина тяги Z = 20 см. Плотность бензина rб = 760 кг/м3.

Задача № 5

Вычислить давление в метр. вод. ст. в сечении 1 – 1 трубопровода, по которому течет идеальная жидкость плотностью r = 880 кг/м3. Известно, что скорость жидкости в сечении 1 – 1 равна 1,1 м/с, давление в сечении 2 – 2 равно р = 190 кПа. Площадь сечения 2 – 2 в 2,5 раза меньше площади сечения 1 – 1. Разность высот центров сечений 1 – 1 и 2 – 2 составляет Δh = 8,7 м.

6_5

Задача № 6

Во избежание переполнения напорный бак снабжается переливной трубой диаметром d = 100мм общей длиной l = 18 м, имеющей три колена с радиусом закругления R = 200 мм. Определить максимальную пропускную способность Q переливной трубы, если Н1 = 0,2 м, Н2 = 5 м, а коэффициент гидравлического трения λ = 0,03.

6_6

Задача № 7

Определить время t опорожнения резервуара, имеющего размеры: Ω1 = 2,0 м2, Ω2 = 5,0 м2h1 = 3,2 м, h2 = 2,0 м. Площадь выходного отверстия ω = 50 см2. Коэффициент расхода отверстия принять .

6_7

Вариант 7

Задача № 1

Глубина воды в правом открытом резервуаре Н = 20 м, избыточное давление над поверхностью воды в левом закрытом резервуаре р0 = 150 кПа. Определить глубину воды h в закрытом резервуаре. Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

Задача № 2

Определить высоту сосуда Н и высоту подъема воды в трубке h, если известны: силы избыточного гидростатического давления, действующие на крышку и дно сосуда, Ркр = 100 кн и Рдн = 200 кн, диаметр трубки d = 0,45 м, диаметр сосуда D = 3 м. Следует также построить эпюры гидростатического давления на крышку, дно и стенки сосуда.

Задача № 3

Определить величину и направление силы избыточного гидростатического давления, действующей на секторный затвор, если глубина Н = 4,5 м, а ширина затвора В = 10 м. Давление на поверхности воды атмосферное (ратм = 100 кПа).

7,3

Задача № 4

Определить диаметр клапана d, если известны: осадка поплавка, при которой открывается клапан h0 = 8 см, диаметр поплавка D = 75 мм, вес поплавка и клапана G = 1,6н и длина тяги Z = 20 см. Плотность бензина rб = 700 кг/м3.

Задача № 5

По трубопроводам А и В одинакового диаметра dА = dВ = 100 мм подается под давлением вода. К трубопроводам подключен дифференциальный манометр. Определить скорость движения воды в трубопроводах и расход QА в трубопроводе А, если удельные энергии потоков в трубопроводах А и В равны. Показание ртутного дифманометра h = 1 см. Расход воды в трубопроводе В равен QВ = 11,8 л/с. Плотность ртути rрт = 13600 кг/м3.

7,5

Задача № 6

Из резервуара по трубе диаметром d = 75 мм общей длиной l = 140 м (l1= 1 м, l2 = 6 м, l3 = 60 м, l4 = 3м, l5 = 70 м) в атмосферу вытекает вода. Определить расход воды, если выходное отверстие вентиля, имеющего коэффициент сопротивления ζв = 4, находится на Н = 10 м ниже уровня воды в резервуаре. Повороты на 300 имеют радиус закругления R = 150 мм, а на 900 –R = 225 мм. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,028.

7,6

Задача № 7

Из резервуара с площадью поперечного сечения Ω1 = 5,0 м2 через отверстие в стенке вода поступает в смежный резервуар, имеющий площадь Ω2 = 3,5 м2. Отверстие между резервуарами площадью ω = 80 см2 расположено на высоте l = 1,2 м от дна. Определить глубину h после выравнивания горизонтов и необходимое для этого время t, если в момент открытия глубина в левом резервуаре h = 3,8 м, а второй резервуар пуст.

7,7

Вариант 8

Задача № 1

Глубина воды в правом открытом резервуаре Н = 20 м. Глубина воды в левом закрытом резервуаре h = 5 м. Определить давлениер0на свободной поверхности в закрытом резервуаре.

8,1

 Задача № 2

Построить эпюры и определить силы избыточного давления на крышку, дно и стенку сосуда квадратного сечения, если известны: высота сосуда Н = 3 м, диаметр трубки, вставленный в крышку сосуда d = 0,4 м, высота подъема воды в ней h = 4 м и сторона квадрата α = 1,5 м. Следует также определить реакцию пола на дно сосуда без учета его веса.

8,2

 Задача № 3

Определить радиус секторного затвора и величину горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления, если величина вертикальной составляющей Рб = 60 кн. Определить также величину и направление равнодействующей давления. Ширина затвора В = 10 м. Давление на поверхности воды атмосферное (ратм = 100 кПа).

Задача № 4

Стальной трубопровод внешнего диаметра D с толщиной стенки δ = 10 мм опущен в воду при прокладке через реку. При каком значении D подъемная сила будет равна весу трубы? Задачу решить для одного погонного метра трубы. Плотность стали rст = 7800 кг/м3.

 Задача № 5

По нефтепроводу диаметром d = 150 мм и длиной l = 30 км, проложенному в уклонном в сторону движения i = 0,00011, перекачивается нефть плотностью rн = 920 кг/м3 в количестве Q1 = 1600 т/сут при подогреве и Q2 = 800 т/сут без подогрева. Коэффициент кинематической вязкости нефти при подогреве ν1 = 0,15 см2/с, без подогрева – ν2 = 0,50 см2/с. Определить давление насоса, необходимое для перекачки нефти в обоих случаях, установив предварительно режимы движения и коэффициенты трения λ.

 Задача № 6

Из сливного колодца электростанции вода сбрасывается по сифонному трубопроводу в реку, уровень воды которой на Н = 3 м ниже уровня воды в колодце. Определить пропускную способность Q трубы диаметром d = 200 мм длиной l = 100 м, имеющей один поворот 900 и один поворот 450 с радиусом закругления R = 400 мм, если коэффициент гидравлического трения λ = 0,028. Найти давление в верхней точке сифона, если Z = 2 м, а длина отрезка трубы от уровня в сливном колодце до верхнего сечениях – х равна l1 = 6 м. Проверить, насколько это давление выше давления парообразования, равного рt = 16 кПа.

8,6

 Задача № 7

В резервуар, имеющий в боковой стенке отверстие диаметром d = 25 мм, поступает расход воды Q = 4 м3/ч. Определить, до какой высоты Н будет подниматься вода в резервуаре. Коэффициент расхода отверстия принять равным

8,7

Вариант 9

Задача № 1

Горизонтально расположенные круглые резервуары 1 и 2, оси которых находятся в одной горизонтальной плоскости, заполнены водой. Диаметр D каждого из резервуаров равен 2 м. Разность уровней ртути h в дифференциальном манометре, присоединенном к резервуарам, составляет 50 см. Гидростатическое давление в точках, расположенных на оси левого резервуара, равно р1 = 200 н/м2. Определить гидростатическое давление на оси резервуара 2, а также в нижней точке этого резервуара. Плотность воды rв = 1000 кг/м3, плотность ртути rрт = 13600 кг/м3.

 9,1

Задача № 2

Определить высоту сосуда Н и высоту подъема воды в трубке h, если известны силы избыточного гидростатического давления на крышку и дно сосуда Ркр = 100 кн и Рдн = 210 кн. Ширина основания сосуда α = 3 м и диаметр трубки d = 0,4 м. Следует также построить эпюры давления на крышку, дно и стенки сосуда.

 Задача № 3

Определить силы, растягивающие цистерну, заполненную водой, по сечениям АА и ВВ. Диаметр цистерны D = 5 м, длина Z = 10 м.

9,3

Задача № 4

В воде плавает опрокинутый вверх дном стальной резервуар весом G = 46 кн с квадратным основанием 4х4 м и высотой Н = 5 м. Резервуар наполнен нефтепродуктом плотностью rн = 880 кг/м3. Определить давление нефтепродукта на дно резервуара, а также глубину погружения резервуара h.

 9,4

Задача № 5

Определить расход Q и избыточное давление в сечении n – n, считая жидкость идеальной, если известны следующие данные: h0 = 2,0 м и h1 = 1 м, ω1 = 1 дм2, ω2 = 2 дм2. Истечение происходит при постоянном напоре.

 9,5

Задача № 6

На горизонтальном трубопроводе длиной l = 50 м установлен дифференциальный ртутный манометр. Разность показаний по манометру h = 52 мм. рт. ст. Определить коэффициент сопротивления трения λ и гидравлический уклон i, если диаметр трубопровода d = 100 мм, расход Q = 8 л/с.

 9,6

Задача № 7

Шлюзовая камера с размерами l = 50 м, B = 6 м находится под напором Н = 4,0 м. Определить, сколько круглых отверстий диаметром d = 400 мм необходимо сделать в щите D, чтобы уровень воды в шлюзе понизился до уровня нижнего бьефа в течение 10 мин после открытия отверстий. Периодом времени открытия пренебречь. Коэффициент расхода отверстий принять равным.

9,7

Вариант 10

Задача № 1

Гидростатическое давление воды на оси резервуара 2 составляет р2 = 117 кПа. Определить давление на оси резервуара 1, а также в нижней точке этого резервуара. Перепад ртути в дифференциальном манометре равно h = 50 см; диаметр резервуаров D = 2 м. Плотность воды rв = 1000 кг/м3, плотность ртути rрт = 13600 кг/м3.

 Задача № 2

Построить эпюры и определить силы избыточного гидростатического давления на крышку, дно и наклонную стенку сосуда, приведенного на рисунке, если известны: высота сосуда Н = 4 м, диаметр трубки, вставленной в крышку сосуда, d = 0,3 м, высота подъема воды в трубке h = 4 м и размеры крышки и дна. Следует также определить реакцию пола на дно сосуда без учета его веса. Угол наклона стенки α = 600, а = 1,0 м.

 10,2

 Задача № 3

Определить силу Р, действующую на болты шара, заполненного водой. Диаметр шара D = 2,0 м.

 10,3

 Задача № 4

Ареометр, представляющий собой стеклянную трубку, оканчивается внизу стеклянным шариком (плотность стекла rст = 2000 кг/м3), наполненным свинцовыми дробинками (плотность свинца rсв = 11300 кг/м3). Размеры трубки: L= 25 см, внешний диаметр трубки d = 20 мм, толщина стенок δ = 2 мм, внешний диаметр шарика dш =25 мм, толщина его стенок δш = 2 мм. Определить, какой минимальный удельный вес можно замерить при помощи этого ареометра, считая, что дробинки заполняют 77% объема стеклянного шарика.

 10,4

Задача № 5

По нефтепроводу диаметром d = 200 мм и длиной l = 25 км, проложенному в местности, имеющей обратный уклон i = — 0,00012, перекачивается нефть плотностью rн = 950 кг/м3 в количестве Q1 = 1900 т/сут при подогреве и Q2 = 900 т/сут без подогрева. Коэффициент кинематической вязкости при подогреве ν1 = 0,15 см2/с, без подогрева ν2 = 0,50 мс2/с. Определить давление насоса, необходимое для перекачки нефти в обоих случаях, установив предварительно режимы движения и коэффициент трения λ.

 Задача № 6

На берегу реки проектируется насосная станция, обеспечивающая расход Q = 0,020 м3/с. Высота оси насоса над уровнем воды в реке hн = 4 м. Длина всасывающей трубы l = 20 м, трубы чугунные новые (шероховатость Δ = 0,5 мм.). Определить величину вакуума в сечении n – n перед входом в насос, если диаметр трубы d = 150 мм, Rпов = 300 мм, коэффициент сопротивления сетки ζсетк = 5, кинематический коэффициент вязкости ν = 0,016 см2/с.

 10,6

Задача № 7

Определить высоту подъема струи и расход воды через круглое отверстие в тонкой стенке и через насадки различной формы, если давление, под которым вода подается к насадкам, равно р0 = 100 кПа. Диаметр выходного сечения во всех случаях равен d = 100 мм. При определении высоты подъема струи считать, что сопротивление воздуха уменьшает ее на 20%. Коэффициенты расходов: отверстия , цилиндрического насадка, конически сходящегося насадка, конически расходящегося.

10,7

Вариант 11

Задача № 1

Определить перепад ртути h в дифференциальном манометре, если гидростатическое давление на оси резервуара 1 равно р1 = 200 кПа, а на оси резервуара 2р2 = 117 кПа. Резервуары заполнены водой. Плотность воды rв = 1000 кг/м3, плотность ртути rрт = 13600 кг/м3.

 11,1

Задача № 2

Определить усилие Т, необходимое для подъема щита шириной в = 1 м, пренебрегая его весом и трением в шарнире. Глубина воды Н = 5 м, возвышение оси шарнира над горизонтом воды h = 1,5 м, угол α = 450.

 11,2

 Задача № 3

Сосуд, имеющий форму цилиндра и оканчивающийся полусферой, заполнен водой. Определить вертикальную силу, растягивающую резервуар по образующей, если h = 4 м и D = 2 м.

 11,3

 Задача № 4

Давление рв водопроводной трубе диаметра d стремится открыть клапан k. Последний при горизонтальном положении рычага а  — b закрывает выходное отверстие трубы. Полагая стержни а, b, си полый шар диаметром D невесомыми, определить соотношение между плечами рычага а и b, обеспечивающее полное закрытие клапана.

 11,4

Задача № 5

В поток жидкости, имеющий в поперечном сечении площадь ω1 и расход Q1, вливается другой поток той же жидкости, характеризуемый расходом Q2. Определить живое сечение бокового притока ω2 и сечение потока после слияния ω0, считая скорости во всех сечениях одинаковыми.

 11,5

 Задача № 6

Происходит перетекание воды из одного бака в другой с постоянными уровнями в них. Определить напор Н, необходимый для пропуска расхода Q = 0,012 м3/с через систему труб d1 = 75 мм, d2 = 50 мм, d3 = 100 мм. Длина участков труб l1 = 10 м, l2 = 5 м, l3 = 8 м. Трубы чугунные, бывшие в эксплуатации (шероховатость Δ = 1,35 мм). Температура воды t = 100ºС (коэффициент кинематической вязкости ν = 0,013 см2/с). Манометрическое давление на поверхности воды в закрытом резервуаре р = 30 кПа. Второй резервуар открытый.

 11,6

Задача № 7

Жидкость вытекает из открытого бака при постоянном напоре Н = 1,5 м через малое отверстие диаметром d = 12 мм. Сосуд емкостью W = 20 л, подставленный под струю, наполнился за 53 сек. Определить коэффициенты расхода, скорости и сжатия струи, если диаметр струи в сжатом сечении dсж = 9,6 мм. Найти время наполнения того же бака при Н = 1,0 м и d = 10 мм.

11,7

Вариант 12

Задача № 1

Определить величину избыточного гидростатического давления под поршнем рА в точке А и рВ в точке В на глубине воды Z = 2 м от поршня, если на поршень диаметром d = 200 мм действует сила Р = 314 кгс. Плотность воды rв = 1000 кг/м3

 12,1

Задача № 2

Для подъема щита требуется усилие 100 кн. Определить глубину воды Н, если ширина щита в = 1 м и h = 1,0 м. Угол α = 450. Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

 122

Задача № 3

Определить силу R1, действующую на коническое днище, и силу R2, разрывающую листы днища по образующей резервуара. Диаметр резервуара D = 5 м, высота цилиндрической части Н = 7 м и высота конуса h = 1,5 м. Резервуар заполнен водой.

 12,3

Задача № 4

Цилиндрический понтон диаметром D = 2 м и весом G = 15,1 кн плавает в воде. Центр тяжести его с1 расположен над дном на высоте Z1 = 0,511 м. Определить Z2 – допустимую наибольшую высоту расположения центра тяжести с2 добавочного груза G2 = 3,8 кн, при которой еще сохраняется устойчивость, если этот груз положен на верхний торец цилиндра симметрично оси плавания.

 12,4

Задача № 5

Отвод воды из колодца А в колодец В производится с помощью сифонной трубы. Определить необходимый диаметр трубы и вакуум в верхней точке сифона при Н = 3 м и Z = 6 м, если в час необходимо отводить 100 м3 воды. Потерями напора на трение пренебречь. Суммарный коэффициент местных сопротивлений до верхней точки сифона равен 2,0, а всего сифона – 4,0.

 12,5

Задача № 6

Определить манометрическое давление, которое должен создавать насос, чтобы подать воду в количестве Q = 15 л/с в водонапорный бак на высоту h = 12 м по трубопроводу длиной l = 60 м. Диаметр трубы d = 150 мм. Труба имеет два плавных поворота (d/2R = 0,5) на 900. При расчете высоту выступов шероховатости принять Δ = 0,30 мм как для стальных труб после ряда лет эксплуатации. Температуру воды принять t = 150ºC.

 Задача № 7

Истечение воды из закрытого сосуда в атмосферу происходит при постоянном напоре Н = 3,5 м через внешний цилиндрический насадок диаметром d = 85 мм. Определить, какое давление р0 необходимо создать на свободной поверхности воды в сосуде для того, чтобы расход при истечении был равным Q = 46 л/с. Коэффициент расхода насадка.

 12,7

 Вариант 13

Задача № 1

Определить силу Р, действующую на поршень диаметром d = 200 мм, если избыточное давление в точке В, расположенной на глубине Z = 2 м, рв = 102 кПа. Вес поршня не учитывать. Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

 Задача № 2

Определить силу избыточного гидростатического давления воды на круглый щит диаметром d = 0,8 м, закрывающий отверстие в плоской наклонной стенке, а также точку приложения равнодействующей этой силы. Расстояние а = 1,5 м, угол α = 600.

 13,2

Задача № 3

Цилиндрический сосуд с коническим верхом имеет размеры: D = 2 м, d = 0,4 м, h3 = 2 м, h2 = 1 м. Сосуд заполнен жидкостью плотностью r = 800 кг/м3 так, что столб этой жидкости выступает на h1 = 3 м выше конуса. Определить силы, разрывающие сосуд по сечениям 1 – 1 и 2 – 2.

 13,3

Задача № 4

Буй в форме прямого цилиндра с диаметром D = 2 м и высотой Н = 3,0 м имеет вес G = 20 кн. Выяснить остойчивость буя.

 13,4

Задача № 5

Отвод воды из колодца А в колодец В производится с помощью трубы. Определить диаметр трубы и высоту расположения верхней точки сифона Z, если Н = 3,5 м, а расход Q = 95 м3/ч. Абсолютное давление в верхней точке сифона принять равным 300 мм ртутного столба. Потерями напора на трение пренебречь. Суммарный коэффициент местных сопротивлений до верхней точки сифона равен 2,0, а всего сифона – 4,0. Плотность ртути rрт = 13600 кг/м3.

Задача № 6

Определить расход воды, вытекающей из трубы, и манометрическое давление в точке В. Уровень в открытом резервуаре постоянный, глубина h = 5 м. Длины участков верхней трубы диаметром d1 = 150 мм равны l1 = 4 м и l2 = 10 м. Длина нижней трубы диаметром d2 = 100 мм равна l3 = 3 м. Коэффициенты трения принять равными: для трубы диаметром d1, λ1 = 0,023, для трубы диаметром d2, λ2 = 0,025.

 13,6

Задача № 7

Определить коэффициенты скорости, расхода и сжатия потока воды при истечении ее в атмосферу через внешний цилиндрический насадок диаметром d = 120 мм под напором Н = 850 мм, если расход воды Q = 33 дм3/с. Коэффициент расхода насадка

13,7

Вариант 14

Задача № 1

Определить глубину погружения точки В, если задано давления в точке А, рА = 100 кПа и в точке В, рВ = 102 кПа. Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

Задача № 2

Определить глубину погружения центра тяжести круглого щита диаметром d = 0,8 м, если действующая на него сила избыточного гидростатического давления воды Р = 5 кн. Угол a = 600.

 14,2

 Задача № 3

Цилиндрический затвор имеет диаметр D и длину L. Определить величину и направление равнодействующей сил гидростатического давления воды на затвор (D = 2 м, L = 6 м).

 14,3

Задача № 4

Выяснить остойчивость полого цилиндрического понтона, плавающего в воде, если задана высота понтона h = 1 м и его диаметр D = 2 м. Понтон выполнен из листовой стали толщиной δ = 0,014 м и плотностью r = 8000 кг/м3.

 14,4

Задача № 5

Определить скорость движения на оси трубы Uтах, если разность показаний между динамической и статической трубками составляет 15 мм ртутного столба. Какое соотношение скоростей будет между точками А и В, если в точке В разность показаний равна h = 13 мм ртутного столба. Потерями напора пренебречь. Плотность ртути rрт = 13600 кг/м3.

Задача № 6

Определить напор Н, обеспечивающий пропуск расхода воды Q = 6,5 л/с. Длина первой трубы l1 = 10 м, диаметр d1 = 75 мм. Длина второй трубы диаметром d2 = 150 мм, l2 = 40 м. Уровни в открытых резервуарах постоянные. Трубы стальные, новые (абсолютная шероховатость стенок Δ = 0,10 мм). Кинематический коэффициент вязкости ν = 0,011 см2/с.

 14,6

Задача № 7

Из вертикального сосуда, диаметр которого 2,20 м, а высота 8,20 м сливают нефтепродукт плотностью= 898 кг/м3. Диаметр сливного отверстия в дне равен 100 мм. Определить время слива нефтепродукта. Как изменится время слива, если на поверхности поддерживать давление на 0,6 кгс/см2 выше атмосферного? Коэффициент расхода μ принять равным 0,62.

Вариант 15

Задача № 1

Определить глубину воды в резервуаре h, если задано: сила, действующая на поршень, G = 3 кн, сила, действующая на дно сосуда Р = 30 кн, D = 1,0 м и d = 0,5 м. Вес поршня не учитывать. Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

15,1

Задача № 2

Построить эпюру избыточного гидростатического давления воды на стенку, изображенную на рисунке, и определить горизонтальную составляющую равнодействующей сил избыточного гидростатического давления. Исходные данные: h1 = 1,0 м, h2 = 2,5 м, h3 = 4,0 м, угол α = 450. Расчет произвести на 1 пог. м стенки.

 15,2

Задача № 3

На горизонтальной плите установлен стальной сосуд без дна в форме усеченного конуса с размерами D = 2 м, d = 1 м, Н = 4 м и δ = 3 мм. Найти при какой глубине воды h сосуд оторвется от плиты. Плотность стали rст = 8000 кг/м3.

 15,3

 Задача № 4

Определить метацентрическую высоту полного цилиндрического понтона, плавающего в воде, если заданы высота понтона h = 1,2 м, его диаметр D = 2,2 м и вес G = 12 кн. Следует также определить предельную грузоподъемность понтона при высоте его бортов над уровнем воды, равной 15 см. Центр тяжести понтона расположен посередине его высоты.

 15,4

Задача № 5

Вода вытекает в атмосферу под постоянным напором Н = 1,6 м по трубе переменного сечения. Определить скорость в широкой части трубы υ2, если d1 = 75 мм, d2 = 100 мм, d3 = 50 мм. Ввиду незначительной длины трубы потерями на трение пренебречь.

15,5

Задача № 6

Насос производительностью 50 м3/ч забирает воду из колодца и подает ее в водопроводную сеть. Определить, насколько уровень воды в колодце ниже уровня воды в реке, если колодец соединен с рекой трубой диаметром d = 200 мм, длиной l = 60 м и абсолютной шероховатостью стенки Δ = 0,5 мм. На одном конце трубы имеется предохранительная сетка, коэффициент сопротивления которой ζс = 5. Кинематический коэффициент вязкости ν = 0,010 см2/с.

 15,6

 Задача № 7

На поршень диаметром 100 мм действует сила Р. В поршне имеется отверстие диаметром d = 2,5 мм. Определить силу Р, при которой поршень будет перемещаться со скоростью 1 мм/с. Противодавлением воды, прошедшей через отверстие в поршне, и трением поршня в цилиндре пренебречь. Учитывая толщину поршня, принять коэффициент расхода отверстия равным коэффициенту расхода внешне-цилиндрического насадка (= 0,82).

 15,7

Вариант 16

Задача № 1

Определить высоту налива нефти Н в резервуаре, сообщающемся с атмосферой, если манометр, установленный на h = 1,0 м выше днища, показывает давление р = 50 кПа; объемный вес нефти rн = 900 тс/м3.

16,1

 Задача № 2

Вертикальная стенка из каменной кладки плотности rк = 2500 и высотой Н0 разделяет два бассейна с глубинами Н1 и Н2. Определить ширину стенки В из условия устойчивости ее против опрокидывания. Расчет вести на единицу длины стенки (Н0 = 10 м; Н1 = 8м, Н2 = 4 м, плотность воды rв = 1000 кг/м3).

 16,2

Задача № 3

Определить глубину заполнения резервуара нефтью, если известно, что D = 20м, плотность нефти rн = 850 кг/м3, избыточное давление ро = 15 кПа, и расчетная толщина стальных листов (без учета на ржавчину, клепку и пр.) равна δ = 0,45 см. Допускаемое сопротивление стали на разрыв σ = 120 МПа.

 16,3

 Задача № 4

Определить предельную высоту цилиндрического понтона, плавающего в воде, при которой будет сохраняться его остойчивость, если диаметр понтона d = 2,0 м и его вес G = 12 кн. Центр тяжести понтона расположен посередине его высоты.

Задача № 5

Из открытого резервуара по трубе переменного сечения вытекает вода в количестве 14 л/с. Определить необходимый напор Н, пренебрегая линейными потерями, если d1 = 120 мм, d2 = 80 мм, d3 = 20 мм.

16,5

Задача № 6

Определить вакуум рв в сечении перед входом в корпус центробежного насоса, если заданы: высота расположения центра колеса центробежного насоса над уровнем воды в водоеме hн = 2,1 м, длина всасывающей трубы l = 16 м, ее диаметр d = 120 мм, радиус закругления R = 150 мм и расход воды Q = 30 л/с. Конец всасывающей трубы снабжен сеткой с обратным клапаном. Труба стальная новая (абсолютная шероховатость стенок Δ = 0,10 мм). Коэффициент кинематической вязкости ν = 0,011 см2/с.

16,6

Задача № 7

Два одинаковых круглых отверстия d = 6 см расположены в вертикальной стенке большого резервуара. Центр нижнего отверстия находится на расстоянии а2 = 20 см от дна резервуара. Расстояние между центрами отверстий а1 = 50 см. Определить, при какой глубине Н воды в резервуаре суммарный расход из обоих отверстий будет Q = 23 л/с. Коэффициент расхода отверстия равным 0,61.

16,7

Вариант 17

Задача № 1

В сосуд, заполненный жидкостью, выставлены два плунжера (поршня), расположенные в одной горизонтальной плоскости: площади плунжеров ω1 = 15 см2 и ω2 = 5 см2. На первый из них действует сила Р1 = 300 н. Определить показание манометрами силу Р2, удерживающую в равновесии второй плунжер.

17,1

Задача № 2

Определить силу избыточного гидростатического давления воды на торцевую плоскую стенку горизонтальной цистерны эллиптической формы с размерами α = 3 м, в = 7 м, Н = 5 м и найти центр давления. Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

17,2

Задача № 3

Прямоугольный канал шириной в = 4 м и высотой h = 3 м перекрыт секторным затвором с центральным углом 900. Вертикальная составляющая силы избыточного гидростатического давления на затвор Рв = 1500 кн. Определить глубину воды над осью затвора Н.

 17,3

Задача № 4

Выяснить поперечную остойчивость полого прямоугольного понтона. Высота понтона h = 1,5 м и его плановые размеры а = 4,5 м и b = 8,5 м. Понтон выполнен из листовой стали толщиной δ = 0,012 м. Плотность стали rст = 7800 кг/м3.

 17,4

Задача № 5

Отвод воды из колодца А в колодец В производится с помощью сифона. Определить расход через сифон и вакуум в верхней точке, если диаметр трубы d = 80 мм, Н = 3 м, Z = 5 м. Потерями напора на трение пренебречь. Суммарный коэффициент местных сопротивлений до верхней точки сифона равен 2,0, а всего сифона – 4,0.

Задача № 6

Определить наибольшую возможную высоту расположения центра колеса центробежного насоса над уровнем воды в водоеме, если заданы: вакуум во всасывающей трубе (в сечении перед входом в корпус насоса) рв = 50 кПа, длина всасывающей трубы l = 12 м, ее диаметр d = 150 мм, радиус закругления R = 150 мм, а также расход насоса Q = 20 л/с. Конец всасывающей трубы снабжен сеткой без обратного клапана. Труба стальная, бывшая в эксплуатации (абсолютная шероховатость стенок Δ = 0,2 мм). Коэффициент кинематической вязкости ν = 0,012 см2/с.

 Задача № 7

В вертикальной стенке, разделяющей резервуар на две части, расположено круглое отверстие d1 = 5 см. Глубина воды в левой части резервуара h = 2,50 м. Расход через отверстие Q = 3,10 л/с. Определить глубину h2 в правой части, диаметр d2 отверстия в наружной стенке и скорость  в сжатом сечении струи, вытекающей из резервуара. Центры обоих отверстий расположены на расстоянии α = 1,0 м от дна. Уровни воды в обоих баках постоянны. Коэффициент расхода отверстия 0,61; коэффициент сжатия струи = 0,64.

17,7

Вариант 18

Задача № 1

Для измерения падения давления в вентиляционной трубе применяется чашечный микроманометр, наполненный спиртом плотностью rсп = 800 кг/м3. Наклон трубки α = 300. Определить необходимую длину l манометрической шкалы для измерения падения давления Δр = 100 Па.

18,1

Задача № 2

Определить силу Р полного давления на торцевую плоскую стенку горизонтальной цилиндрической цистерны диаметром D = 2,2 м, если уровень бензина в цистерне расположен выше ее дна на Н = 2,4 м. Плотность бензина rб = 720 кг/м3. Цистерна герметически закрыта и избыточное давление паров бензина на свободную поверхность составляет ро = 367 мм. рт. ст. Плотность ртути rрт = 13600 кг/м3.

18,2

Задача № 3

В вертикальной стенке резервуара шириной В = 10м имеется фасонная часть в виде половины поверхности цилиндра. Определить силу избыточного гидростатического давления на эту часть, если Н = 5 м и d = 2 м. В резервуар налита нефть. Плотность нефти rн = 900 тс/м3.

 18,3

 Задача № 4

Определить, какой вес имеет прямоугольный понтон, плавающий в воде, если его метацентрическая высота равна 5 м. Центр тяжести понтона расположен посередине его высоты. Размеры понтона: h = 2,0 м, α = 4,0 м, b = 8,0 м. Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

 18,4

Задача № 5

По нефтепроводу длиной l = 25 км, проложенному в горизонтальной местности, перекачивается нефть плотностью rн = 880 кг/м3 в количестве Q1 = 3000 т/сут при подогреве и Q2 = 2000 т/сут без подогрева. Коэффициент кинематической вязкости при подогреве ν1 = 1,0 см2/с, без подогрева ν2 = 0,3 см2/с. Определить необходимый диаметр трубопровода в обоих случаях, если необходимое давление насоса р = 600 кПа. Режим движения принять ламинарным с последующей проверкой.

Задача № 6

Определить расход центробежного насоса Q, если известны: высота расположения центра его колеса над уровнем воды hн = 3,2 м, вакуум в сечении перед входом в корпус насоса рв = 55 кПа, а также длина трубы l = 10 м, ее диаметр d = 180 мм и радиус закругления R = 150 мм. Труба чугунная, бывшая в эксплуатации (шероховатость Δ = 0,4 мм). Конец всасывающей трубы снабжен сеткой с клапаном. Коэффициент кинематической вязкости ν = 0,013 см2/с.

Задача № 7

Из цилиндрического бака с площадью поперечного сечения Ω = 0,95 м2 вытекает вода через отверстие ω = 3 см2 в дне. Через 30 мин после открытия отверстия глубина h в баке оказалась равной 25 см. Сколько литров воды вытекло за первые 10 мин?

Вариант 19

Задача № 1

Какой максимальный перепад давления воздуха можно измерять с помощью спиртового манометра, если длина его шкалы l = 25 мм, а угол ее наклона к горизонту α = 30º. Плотность спирта rсп = 800 кг/м3.

 Задача № 2

Для выпуска воды из резервуара у дна его установлен плоский затвор высотой α = 0,4 м, шириной b = 1,0 м. Глубина воды в резервуаре Н = 4 м. Требуется определить силу избыточного гидростатического давления, действующую на затвор, и глубину погружения центра давления. Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

19,2

Задача № 3

Определить необходимую толщину стальных листов нижнего пояса нефтяного резервуара диаметром D = 15 м при глубине нефти Н = 10 м. Избыточное давление на поверхности нефти в резервуаре ро = 20 кПа. Допускаемое сопротивление стали на разрыв σ = 120 МПа. Плотность нефти rн = 870 кг/м3.

Задача № 4

Определить предельную высоту прямоугольного понтона, плавающего в воде, при которой будет сохраняться его остойчивость, если a = 4,05 м, b = 8,20 м. Вес понтона G = 85 кн.

 Задача № 5

На трубопроводе установлен водомер Вентури. Расход протекающей воды Q = 5,0 л/с. Диаметр трубопровода d1 = 100 мм, показание дифференциального манометра h = 200 мм. рт. ст. Определить диаметр d2. Потерями напора пренебречь. Плотность воды rв = 1000 кг/м3, плотность ртути rрт = 13600 кг/м3.

19,5

Задача № 6

Определить длину всасывающей трубы центробежного насоса l, если заданы: высота расположения центра его колеса над уровнем воды hн = 3,0 м, вакуум в сечении перед входом в корпус насоса рв = 70 кПа, расход воды Q = 45 л/с, а также диаметр трубы d = 150 мм и радиус закругления R = 150 мм. Труба чугунная, бывшая в эксплуатации, (шероховатость стенок Δ = 0,40 мм), снабженная на конце приемной сеткой без клапана. Коэффициент кинематической вязкости ν = 0,011 см2/с.

 Задача № 7

Определить время опорожнения t цилиндрического бака, площадь сечения которого Ω = 4,0 м2. Начальная отметка центра уровня воды – 21,0 м. Отметка дна бака 17,5 м. Отметка центра выходного сечения отводящей трубы – 14,5 м. Диаметр трубы d = 200 мм. Коэффициент расхода системы принять μ = 0,68.

19,7

Вариант 20

Задача № 1

Определить вес груза G, уложенного на плунжер (поршень) гидравлического аккумулятора, если вес плунжера G1 = 10 т, его диаметр D = 500 мм, высота кожаной манжеты h = 100 мм, коэффициент трения кожи о поверхность плунжера f = 0,5, давление, которое необходимо создать в аккумуляторе, р = 2,4 МПа. Давление на поверхности манжеты, примыкающей к плунжеру, условно принять равным давлению в аккумуляторе, т.е. р = 2,4 МПа.

20,1

Задача № 2

Определить силу Р, необходимую для открытия хлопушки АВ, закрывающей отверстие в квадратной трубе со стороной h = 400 мм, находящейся внутри резервуара. Хлопушка вращается вокруг шарнира А. Резервуар заполнен бензином плотностью rб = 780 кг/м3 на высоту Н = 10 м. Угол α = 30º.

20,2

Задача № 3

Определить глубину заполнения резервуара нефтью, если известно, что D = 15 м, плотность нефти rн = 850 кг/м3, избыточное давление ро = 20 кПа, и расчетная толщина стальных листов (без учета на ржавчину, клепку и пр.) равна δ = 0,5 см. Допускаемое сопротивление стали на разрыв σ = 120 МПа.

Задача № 4

Плавучий кран имеет размеры в плане L = 50 м, В = 8 м и осадку hо = 1,3 м. При пустом, вынесенном на l = 10 м грейфере, кран не имеет крена и ось его плавания вертикальна. Определить угол крена при захвате грейфером груза, вес которого G = 25 кн. Расстояние между центром тяжести и центром давления принять α = 3,0 м. Плотность воды rв =1000 кг/м3.

20,4

Задача № 5

Сопло фонтана представляет собой усеченный конус длинной l = 0,5 м. Входной диаметр сопла d1 = 75 мм. Определить избыточное давление воды при входе в сопло (т.е. в сечении 1-1) и диаметр выходного сечения d2, необходимые для пропуска расхода струи Q = 10 л/с, бьющий вертикально на высоту Н = 15 м. Сопротивлением воздуха и потерями в сопле пренебречь.

 20,5

Задача № 6

Определить суммарные потери во всасывающей трубе центробежного насоса, если заданы: высота расположения центра его колеса над уровнем воды hн = 3,15 м, вакуум в сечении перед входом в корпус насоса рв = 70 кПа, длина трубы l = 12 м, ее диаметр d = 135 мм и радиус закругления R = 150 мм. Установить также соотношение между местными и линейными потерями. Труба стальная, бывшая в эксплуатации (шероховатость стенок Δ = 0,20 мм), имеющая на конце приемную сетку с клапаном. Коэффициент кинематической вязкости ν = 0,012 см2/с.

 Задача № 7

Два цилиндрических бака соединены горизонтальной трубой d = 150 мм, расположенной на высоте h2 = 1,3 м от дна. Диаметры баков D1 = 1,85 м, D2 = 1,20 м. Определить начальную глубину h1 в первом баке, если через 1 мин после открытия задвижки в обоих баках устанавливается одинаковый уровень. Коэффициент расхода системы принять μ = 0,56. Начальный уровень во втором баке показан на рисунке.

20,7

Вариант 21

Задача № 1

Вертикальный вал, опирающийся на гидравлический подпятник, передает полезный момент М = 25 кн. Осевая сила G = 100 кн, диаметр пяты d = 30 см. Определить полный момент на валу, если высота гидравлической манжеты h = 0,2 d и коэффициент трения кожи о вал f = 0,2. Давление на внутренней поверхности манжеты условно принять равным давлению в жидкости.

21,1

Задача № 2

Для открытия хлопушки АВ, закрывающей отверстие в квадратной трубе со стороной h = 40 см, требуется приложить силу 10 кн. Определить высоту Н, если в резервуаре находится бензин плотностью rб = 800 кг/м3. Угол α = 30º.

 Задача № 3

Рассчитать толщину стенок поршневого насоса, развивающего давление р = 4 МПа. Внутренний диаметр цилиндра D = 0,3 м. Допускаемое сопротивление материала стенок на разрыв σ = 140 МПа.

21,3

Задача № 4

Плавучий кран имеет размеры в плане L = 50 м, В = 8 м и осадку hо = 1,3 м. При пустом, вынесенном на 10 м грейфере кран не имеет крена и ось его плавания вертикальна. Определить вес груза, захваченного грейфером, при котором угол крена составит 2о. Расстояние между центром тяжести и центром давления принять равным 5,0 м. Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

21,4

Задача № 5

По нефтепроводу диаметром d = 300 мм, проложенному в горизонтальной местности, перекачивается нефть объемного веса r = 900 кг/м3 в количестве Q1 = 2600 т/сут при подогреве и Q2 = 1600 т/сут без подогрева. Коэффициент кинематической вязкости при подогреве ν1 = 1,0 см2/с, без подогрева ν2 = 0,40 см2/с. Определить длину трубопровода в обоих случаях, если необходимое для перекачки нефти давление насоса р = 460 кПа. Предварительно следует определить режимы движения и коэффициенты трения λ.

 Задача № 6

Из открытого бака больших размеров (Ω » ω) под напором Н = 2,5 м течет вода по горизонтальному трубопроводу переменного диаметра d1 = 100 мм и d2 = 80 мм длиной l1 = 20 м и l2 = 10 м. Трубопровод заканчивается конически сходящимся патрубком диаметром d3 = 60 мм. Определить расход вытекающей воды Q при условии, что трубопровод состоит из новых чугунных труб (шероховатость стенок Δ = 0,30 мм), коэффициент кинематической вязкости ν = 0,010 см2/с.

21,6

Задача № 7

Определить диаметр d горизонтального цилиндрического насадка, располагаемого в стенке бака на расстоянии b = 1,0 м от дна, чтобы за время t = 10 мин через насадок пропустить половину начального объема воды в баке. Диаметр бака D = 1,6 м. Глубина воды в баке до открытия насадка h = 3,18 м. Коэффициент расхода насадка равно 0,82.

Вариант 22

Задача № 1

Покоящийся на неподвижном поршне и открытый сверху и снизу сосуд весом G = 160 н состоит из двух цилиндрических частей, внутренние диаметры которых равны D = 0,6 и d = 0,3 м. Определить, какой минимальный объем воды W должен быть налит в верхнюю часть сосуда, чтобы он всплыл над поршнем. Трением сосуда о поршень пренебречь. Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

22,1

Задача № 2

Бетонная стена, плотность материала которой rст = 2500 кг/м3, испытывает двухсторонние давление воды. Глубина Н1 = 8 м, Н2 = 4 м, Но = 10 м. Определить ширину стенки В из условия, что момент сил, удерживающих стенку от опрокидывания вокруг правого нижнего ребра, в два раза больше момента сил опрокидывающих. Расчет выполнить на 1 пог. метр стенки.

22,2

Задача № 3

Какое максимальное давление может развивать поршневой насос по условиям прочности стенок цилиндра, если его внутренний диаметр D = 0,3 м, толщина стенок δ = 0,5 см, допускаемое сопротивление металла на разрыв σ = 120 МПа.

 22,3

 Задача № 4

Выяснить вопрос об устойчивости цилиндра, плавающего в воде, если его диаметр D = 1,6 м, вес G = 24 кн. Центр тяжести цилиндра расположен на высоте h = 1,5 м от его днища. В цилиндр уложен слой бетона толщиной Z = 0,1 м, плотность бетона rб = 2400 кг/м3.

22,4

Задача № 5

Из бака больших размеров вытекает нефть (плотность rн = 850 кг/м3). На трубопроводе имеется водомер Вентури, к которому присоединен ртутный дифференциальный манометр. Определить расход нефти и напор в баке без учета потери напора, если заданы диаметры трубопровода d1 и d2, а также перепад уровней ртути h в дифференциальном манометре. Диаметр d1 = 45 м, d2 = 30 мм, h = 75 мм. рт. ст. Плотность ртути rрт = 13600 кг/м3.

Задача № 6

Определить напор в баке Н, при котором по горизонтальному трубопроводу переменного диаметраd1 = 100 мм иd2 = 80 мм длиной l1 = 20 м и l2 = 10 м протекает вода с расходом Q = 20 л/с. Трубопровод заканчивается коническим сходящимся патрубком диаметра d3 = 70 мм. Трубопровод состоит из чугунных труб, бывших в эксплуатации (шероховатость стенок Δ = 0,40 мм). Коэффициент кинематической вязкости ν = 0,012 см2/с.

 Задача № 7

На поршень диаметром 100 мм действует сила Р = 1000 н. Определить скорость движения поршня, если диаметр отверстия в поршне d = 2 мм. Противодавлением воды, прошедшей через отверстие в поршне, и трением поршня в цилиндре пренебречь. Учитывая толщину поршня, принять коэффициент расхода отверстия равным коэффициенту расхода внешне цилиндрического насадка (= 0,82).

 22,7

 Вариант 23

Задача № 1

Покоящийся на неподвижном поршне и открытый сверху и снизу сосуд весом G = 160 н состоит из двух цилиндрических частей. Внутренний диаметр одной из них d = 0,3 м. В верхнюю часть сосуда наливается вода объемом W = 9 л. При каком минимальном диаметре сосуда D он всплывает над поршнем? Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

Задача № 2

Два резервуара соединены трубой и заполнены водой, причем левый резервуар закрыт и глубина в нем равна h = 4 м. Уровень воды в правом открытом резервуаре находится на высоте Н = 16 м. Дно левого резервуара – квадратное, со стороной В = 5 м. Угол α = 30º. Три другие боковые стенки его вертикальные. Найти силу гидростатического давления на наклонную грань левого резервуара и точку ее приложения.

23,2

Задача № 3

Прямоугольный канал шириной В = 4 м и высотой h = 3 м перекрыт секторным затвором с центральным углом α = 90º. Уровень воды слева от затвора расположен над осью затвора на высоте Н = 7 м. Справа от затвора воды нет. Определить величину и направление равнодействующей сил избыточного гидростатического давления на затвор.

 Задача № 4

Определить предельную высоту Н цилиндрического буя, диаметром D = 2,0 м и весом G = 20 кн, при которой буй будет остойчив.

Задача № 5

Определить перепад ртути в дифференциальном манометре и напор в баке Н без учета потерь напора, если заданы диаметр d1 = 50 мм, d2 = 25 мм и расход воды Q = 5 л/с. Сечение резервуара Ω во много раз больше сечения трубопровода ω. Плотность ртути rрт = 13600 кг/м3.

Задача № 6

Из открытого бака больших размеров под напором Н = 6,0 м по горизонтальному трубопроводу переменного диаметра d1 = 105 мм и d2 = 85 мм, длиной l1 и l2 = 8 м протекает вода, расход которой равен Q = 20 л/с. Трубопровод заканчивается конически сходящимся насадком d3 = 70 мм и состоит из новых стальных труб (шероховатость стенок Δ = 0,10 мм). Определить длину первого участка трубопроводаl1. Коэффициент кинематической вязкости ν = 0,011 см2/с.

 Задача № 7

Вода вытекает из открытого сосуда через малое отверстие в тонкой стенке диаметром d = 15 мм при постоянном напоре Н = 1 м в атмосферу. Расход вытекающей воды Q = 486 см3/с, диаметр струи в сжатом сечении dсж = 12 мм. Определить коэффициент потерь (сопротивления) отверстия и потерю напора при истечении из отверстия. Коэффициент расхода отверстия = 0,61.

Вариант 24

Задача № 1

Покоящийся на неподвижном поршне и открытый сверху и снизу сосуд весом Q = 16 н состоит из двух цилиндрических частей. Внутренний диаметр одной из них D = 0,5 м. В верхнюю часть сосуда наливается вода объемом W = 9 л. При каком максимальном диаметре сосуда d он всплывает над поршнем. Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

 Задача № 2

Бетонная стенка трапециидального профиля, плотность материала которой rδ = 2600 кг/м3, подвергается двухстороннему действию воды, Н1 = 6 м, Н2 = 4 м, = 60º, Н0 = 8 м, В = 2 м. Длина стенки в направлении, перпендикулярном чертежу, l = 20 м. Найти отношение моментов сил, удерживающих стенку от опрокидывания вокруг правого нижнего ребра, к моменту опрокидывающих сил.

24,2

Задача № 3

Определить радиус секторного затвора и величину горизонтальной составляющей силы избыточного гидростатического давления по заданной величине вертикальной составляющей Рв = 900 кн. Определить также величину и направление равнодействующей давления, если глубина Н = 7 м, а ширина затвора В = 10 м.

24,3

Задача № 4

Выяснить остойчивость буя, если радиус полусферы r = 1,0 м, высота конуса Н = 2,0 м. Плоскость плавания проходит через центр шара 0.

 24,4

Задача № 5

Определить диаметр трубопровода d1 и напор в баке Н без учета потерь напора, если диаметр d2 = 30 мм, расход нефти Q = 5 л/с (плотность нефти rн = 820 кг/м3), а перепад ртути в дифференциальном манометре h = 125 мм. рт. ст. Сечение резервуара Ω во много раз больше сечения трубопровода. Плотность ртути rрт = 13600 кг/м3.

Задача № 6

Из открытого бака больших размеров под напором Н = 5,5 м по горизонтальному трубопроводу переменного диаметра d1 = 100 мм и d2 = 90 мм длиной l1 = 10 м и l2 протекает вода, расход которой равен Q = 15 л/с. Трубопровод заканчивается коническим сходящимся насадком d3 = 70 мм и состоит из стальных, бывших в эксплуатации труб (абсолютная шероховатость стенок Δ = 0,20 мм). Определить длину второго участка трубопровода l2, если все остальные данные известны. Коэффициент кинематической вязкости ν = 0,013 см2/с.

Задача № 7

Из вертикального цилиндрического резервуара, открытого сверху, выпускают воду через донное отверстие. В момент открытия отверстия высота налива была равна Н = 4,5 м. Через 2 мин после открытия отверстия высота налива оказалась равной 4 м. За сколько времени резервуар будет полностью опорожнен?

Вариант 25

Задача № 1

Покоящийся на неподвижном поршне и открытый сверху и снизу сосуд состоит из двух цилиндрических частей, внутренние диаметры которых равны D = 0,5 м и d = 0,3 м. В верхнюю часть сосуда наливается вода объемом W = 9 л. При каком весе сосуда он всплывает над поршнем? Плотность воды rв = 1000 кг/м3.

Задача № 2

Наклонный щит прямоугольного сечения вращается вокруг оси. Слева от щита, установленного в прямоугольном лотке шириной В = 4 м, находится вода глубиной Н1 = 6 м, справа жидкость плотностью r = 2000 кг/м3. Угол α = 45º. Найти глубину воды Н2, при которой щит будет находится в равновесии, если l = 3,0 м.

25,2

Задача № 3

В открытом призматическом резервуаре квадратного сечения со стороной В = 4 м находится вода с глубиной Н = 6 м. Одна из стенок резервуара имеет фигурное очертание в виде четверти цилиндра и радиусом r = 2 м. Найти величину и направление равнодействующей сил избыточного гидростатического давления на фигурную часть стенки аб.

 25,3

Задача № 4

Определить из условия остойчивости предельную высоту деревянного бруса h, плавающего в воде, при следующих данных: В = 20 см, длина бруса l = 700 см, rд = 700 кг/м3.

25,4

Задача № 5

Из бака больших размеров вытекает по трубопроводу вода под напором Н. Определить без учета потерь напора расход вытекающей воды, если диаметр трубопровода d = 50 мм, а напор Н = 1,0 м. Определить также, как изменится напор, если по этому трубопроводу пропустить расход воды вдвое больший, чем получится по расчету.

25,5

Задача № 6

Определить коэффициент расхода трубопровода, приведенный к выходному сечению, если заданы: расход воды Q = 45 л/с, диаметры d1 = 250 мм, d2 = 200 мм, длины l1 = 25 м и l2 = 16 м и радиус закругления R = 140 мм. Трубопровод выполнен из новых чугунных труб (абсолютная шероховатость стенок Δ = 0,10 мм). На втором участке трубопровода установлена наполовину закрытая задвижка. Следует также установить соотношение между местными и линейными потерями напора. Коэффициент кинематической вязкости ν = 0,010 см2/с.

25,6

Задача № 7

Определить объем и вес воды, вытекающей из вертикального бака за 1 мин, через отверстие в дне диаметром d = 100 мм, если уровень воды в баке поддерживался постоянным, равным 1,3 м. Коэффициент расхода отверстия = 0,61.

 Часть задач есть решенные, контакты

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , , , , , , | Добавить комментарий

Гидромеханика Р.180

Р.180

Есть готовые решения этих задач, контакты

Задача 1

Нефть, имеющая удельный вес 9 кН/м3 при t = 20 °С, обладает динамической вязкостью 0,00058 кГ·с/м2 при t = 50 °С. Определить ее кинематическую вязкость при t = 90 °С.

Задача 2

Определить величину изменения давления ΔР в ртутном цилиндрическом манометре, если уровень масла (ρм = 970 кг/м3) в левой трубке поднялся на h = 10 мм, а соотношение площадей сечений трубок составляет: 0,5ω3 = ω2; 0,02ω2 = ω1.

Задача 3

Построить эпюру гидростатического давления на стенку ABC резервуара, заполненного водой. Определить силы полных давлений и точки их приложения на участки стенки АВ и шириной 1 м, если h1 = 3,5 м, h2 = 1,5 м, угол наклона АВ к горизонту α = 30°.

Задача 4

Определить силу давления воды на затвор (на поверхность ABC). Ширина поверхности (в направлении нормали к чертежу) – b, r = 1,0 м; b = 7 м; H = 1,8 м.

Есть готовые решения этих задач, контакты

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , | Добавить комментарий

Подземная гидромеханика Р.179

Р.179

Есть готовые решения этих задач, контакты

Задача 3

Построить кривую механического состава грунта и определить эффективный диаметр грунта по способу Газена, используя следующие данные.

Диаметр частиц 0 – 0,05    0,05 – 0,1    0,1 – 0,2            0,2 – 0,3   0,3 – 0,5 0,5– 1,0 мм

Δgt, вес.%           1,5          5,3                        7,2                      40,1                   35,7           10,2

Задача 9

Определить коэффициент фильтрации, если известно, что площадь поперечного сечения образца песчаника ω = 30 см2, длина образца l = 15 см, разность давлений на входе жидкости в образец и на выходе Δр = 19,6 кПа (0,2 кгс/см2), плотность жидкости ρ = 1000 кг/м3 и расход равен 5 л/ч.

Задача 10

Определить скорость фильтрации и среднюю скорость движения нефти у стенки гидродинамически совершенной скважины и на расстоянии r = 75 м, если известно, что мощность пласта h = 10 м, коэффициент пористости m = 12%, радиус скважины rс = 0,1 м, массовый дебит скважины Qm = 50 т/сут и плотность нефти ρ = 850 кг/м3.

Задача 17

Определить радиус призабойной зоны rкр, в которой нарушен закон Дарси, при установившейся плоскорадиальной фильтрации идеального газа, если известно, что приведенный к атмосферному давлению дебит скважины Qат = 2 · 106 м3/сут, мощность пласта h = 10 м, коэффициент проницаемости k = 0,6 Д, коэффициент пористости пласта m = 19%, динамический коэффициент вязкости газа в пластовых условиях μ = 1,4 · 10-5 кг/м · с, плотность газа при атмосферном давлении и пластовой температуре ρат = 0,7 кг/м3.

Указание. В решении использовать число Рейнольдса по формуле М.Д.Миллионщикова и за Reкр взять нижнее значение Reкр = 0,022.

Есть готовые решения этих задач, контакты

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , | Добавить комментарий

Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика Р.178

Р.178

Часть задач есть решенные, контакты

ЗАДАЧА 1

Определить температурный коэффициент объемного расширения воды βt, если при увеличении температуры с 5 до 15°С объем воды, равный 8000 л, увеличился на 6 л.

ЗАДАЧА 2

При протекании минерального масла по трубе касательное напряжение на внутренней поверхности трубы τ = 2 Па. Найти значение кинематической вязкости масла, если скорость в трубе изменяется по закону u = 35y – 380 y2, плотность масла ρ = 883 кг/м3.

ЗАДАЧА 3

Определить модуль упругости жидкости воды Е, если при изменении давления в 10 МПа первоначальный объем 100 л изменяется на 0,5 л.

ЗАДАЧА 4

Определить удельный вес воды γ, если плотность ее ρ = 1000 кг/м3.

ЗАДАЧА 5

Определить абсолютное и избыточное гидростатическое давление в баке на глубине h = 3 м, если р0 = 2 · 105 Па = 0,2 МПа. Плотность жидкости ρ = 900 кг/м3 (рис. 5).

ЗАДАЧА 6

Металлическая цистерна диаметром d = 2 м и длиной L = 10 м, полностью заполнена минеральным маслом (плотность 0,9 · 103 кг/м3). Давление на поверхности масла равно атмосферному (рис.6).

ЗАДАЧА 7

Плавучий железобетонный туннель наружным диаметром D = 10 м и толщиной стенок δ = 0,4 м удерживается от всплывания тросами, расположенными попарно через каждые 25 м длины туннеля.

Определить натяжение тросов, если на 1 м длины туннеля дополнительная нагрузка q = 10 кН/м; плотность бетона ρ = 2400 кг/м3; угол α = 600 (рис. 7).

ЗАДАЧА 8

Определить расход воды в канале, если средняя скорость течения V = 2 м/с, а площадь живого сечения ω = 5 м2.

ЗАДАЧА 9

Определить расход воды Q с помощью водомера Вентури при D = 50 мм, d = 30 мм, если разность показаний U – образного ртутного манометра hрт = 600 мм (рис. 12).

ЗАДАЧА 10

Наполнение бассейна из магистрали с давлением рм = 2,5 · 105 Па производится по горизонтальной трубе диаметром d = 80 мм, длиной L = 45м. Определить время наполнения бассейна t, если его объем W = 36 м3 (рис. 13). Коэффициент гидравлического трения λ = 0,025, коэффициент местного сопротивления ζвх = 0,5; ζвен = 0,3; ζпов = 4; ζвых = 1.

ЗАДАЧА 11

Определить скорость выдвижения штока гидроцилиндра размерами D = 100 мм, dшт = 50 мм, если на него работает аксиально-поршневой насос 210.12, рабочий объем которого q = 11,6 см3/об, а частота вращения n = 3600 мин-1. Жидкость подается в бесштоковую полость.

ЗАДАЧА 12

Определить расход воды и скорость истечения из круглого незатопленного отверстия диаметром d = 0,2 м, если Н = 4 м; μ = 0,62; φ = 0,97.

ЗАДАЧА 13

Определить расход жидкости, изливающейся через круглое отверстие d = 0,2 м из резервуара 1 в резервуар 2 (Н1 = 7 м; р1 = 2 · 105 Па; Н2 = 6 м; р2 = 1,7 · 105 Па) μ = 0,62 (рис.17).

 

ЗАДАЧА 14

Струя, вытекающая из малого незатопленного отверстия диаметром d = 50 мм, в тонкой стенке при постоянном напоре Н0 = Н достигает горизонтального пола на расстоянии L = 1,2 м. Высота расположения отверстия над полом h = 1,0 м; φ = 0,97. Определить расход струи.

ЗАДАЧА 15

В вертикальной стенке резервуара на высоте у1 и у2 имеются два отверстия. При каком отношении h1 к у1 и h2 к у2 будет обеспечено равенство h1/у1 = h2/у2 (рис. 18).

ЗАДАЧА 16

При постоянном напоре из бака вытекает вода через внешний цилиндрический насадок d = 4 см. Вакуум в насадке hвак = 1,5 м. Определить расход Q.

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

ЗАДАЧА 1

Определить на какую высоту Δh поднимается уровень нефтепродукта в резервуаре диаметром D, глубиной наполнения Н при увеличении температуры на Δt, если температурный коэффициент объемного расширения нефтепродукта βt = 0,00122 oC-1 (для вариантов от 1до 10) и βt = 0,00092°C-1 (для вариантов от 11 до 20).

Дано: D = м; Н = м; Δt = °C; βt = °C-1.

Найти: Δh

ЗАДАЧА 2

Определить длину трубы l, при которой расход жидкости из бака будет в два раза меньше, чем через отверстие того же диаметра d. Напор над отверстием равен H.

Коэффициент гидравлического трения в трубе принять равным λ = 0,04 (для вариантов от 1 до 10) и λ = 0,025 (для вариантов от 11 до 20).

Дано: H = м; d = мм; Q1 = 0,25 Q2; λ.

Найти: l.

ЗАДАЧА 3

Центробежный насос, подающий воду из бака А в бак B на высоту Hг, снабжён обводной трубой, по которой часть его подачи возрастает на сторону всасывания. Диаметр всасывающей и нагнетательной труб d, их общая расчётная длина L = l1 + l2, коэффициент гидравлического трения λ = 0,025. Диаметр обводной трубы d0, её суммарный коэффициент сопротивления ζ = 25.

С учётом заданной характеристики насоса определить подачу в верхний бак, напор насоса и потребляемую им мощность. Какова будет потребляемая насосом мощность, если такую же подачу в верхний бак осуществлять при выключенной обводной трубе путём перекрытия задвижки на линии нагнетания?

Дано: Hг; d мм; L м; d0 = 30 мм; l1 = 20м.

Найти: Q, H, N.

ЗАДАЧА 4

В баке А жидкость Ж подогревается до температуры t °C и самотёком по трубопроводу длинной l1 попадает в производственный цех. Напор в баке А равен H. Каким должен быть диаметр трубопровода, чтобы обеспечивалась подача жидкости в количестве Q при манометрическом давлении в конце трубопровода не ниже pм?

При расчёте принять, что местные потери напора составляют 20% от потерь по длине.

Построить пьезометрическую и напорную линии.

Дано: материал трубопровода – чугун старый; Ж – керосин Т-1; Q л/c; t = 80°C; H м; l1 м; pм = 24 кПа; hм = 0,2 hl.

Найти: d.

ЗАДАЧА 5

Скважина радиусом rc расположена в центре кругового пласта радиусом Rk.

Коэффициент проницаемости пласта k = 0,8 Д, мощность h, динамический коэффициент вязкости нефти μ = 5 СП. Определить дебит скважины, считая, что залежь по контуру радиуса Rk частично непроницаема. Контур питания определяется дугой с центральным углом ά.

Давление на контуре питания рк = 30 МПа, на забое скважины рс = 8 МПа.

Часть задач есть решенные, контакты

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , , , | Добавить комментарий

Гидравлика Р.177

Р.177

Есть готовые решения этих задач, контакты

Задача 1

Определить плотность неизвестной жидкости (см. рис 1.) при следующих данных: h1 = 5 м, h2 = 2 м, p1 = 0,12 МПа. Плотность воды принять 1000 кг/м3.

Задача 2

В емкости V = 9 м3 находится жидкость 8 тонн. Определить ее динамическую вязкость, если кинематическая вязкость равна ν = 0,614 · 10-3 м2/с.

Задача 3

Определить гидростатическое давление P, оказываемое на наклонный щит с размерами a × b = 2 × 1 м. Угол наклона щита 45°. Построить эпюру давлений. Плотность воды принять 1000 кг/м3.

Есть готовые решения этих задач, контакты

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , | Добавить комментарий

Теплотехника ТТ.58

АИСИ

ТТ.58

Часть задач есть решенные, контакты

Задача № 1

Для тушения пожара в сушильной печи предусмотрена установка парового пожаротушения с ручным пуском. В распределительный (перфорированный) трубопровод установки при пожаре подается водяной пар из технологического трубопровода с абсолютным давлением р1, МПа, и степенью сухости х.

Определить скорость истечения пара w, м/с, и необходимое количество отверстий диаметром d, м, в паропроводе для подачи в помещение пара в количестве G, кг/с. Коэффициент скорости отверстия φ = 0,9; коэффициент расхода отверстия  μ = 0,75. Барометрическое давление р = 0,1 МПа.

Решить задачу аналитически (принимая пар за идеальный газ) и графоаналитически (используя is-диаграмму водяного пара).

Задача № 2

Поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по циклу Тринклера, со смешанным подводом теплоты (см. рис.1), имеет следующие характеристики цикла:

- степень сжатия ε = ν12;

- степень повышения давления λ = р3/р2;

- степень предварительного расширения ρ = ν43.

Принимая в качестве рабочего тела 1 кг газовой смеси заданного массового состава с начальными параметрами р1 = 0,1 МПа и Т1 = 293 К, определить:

- параметры состояния (р, ν, Т) в характерных точках цикла;

- для каждого процесса, входящего в цикл:

- количество подводимой и отводимой теплоты q;

- изменение внутренней энергии ∆u;

- изменение энтальпии  ∆i;

- изменение энтропии ∆s;

- совершаемую или затрачиваемую работу l;

- работу цикла lц и термический КПД η.

Результаты расчётов свести в таблицы 2 и 3.

Примечание: при выполнении расчётов принять значение показателя адиабаты равным: для двухатомных газов 1,4; для трёхатомных 1,3.

Задача № 3

Стальной трубопровод диаметром d1/d2 мм, по которому течет масло, покрыт слоем изоляции толщиной δ2 = 50мм. Коэффициент теплопроводности материала трубопровода λ1 и коэффициент теплопроводности изо­ляции λ2 находятся из справочных таблиц [2]. Средняя температура масла на рассматриваемом участке трубопровода tж1. Температура окружающего воздуха tж2. Коэффициент теплоотдачи от масла к стенке α1 = 100 Вт/(м2 К) и от поверхности трубопровода к воздуху α2 = 8 Вт/(м2 К).

Определить потери тепла с погонной длины 1 м оголенного трубопровода и трубопровода, покрытого изоляцией.

Задача № 4

Длинный металлический вал диаметром d, который имел температуру   t0 = 20°С, был помещен в печь с температурой  tm = 820°С.

Определить температуру t на расстоянии r = br0 от оси вала че­рез τ минут после начала нагревания. Коэффициент теплоотдачи на поверх­ности вала α = 140 Вт/(м2 К). Диаметр вала, материал и коэффициент b приведены в таблице  6.

Задача №5

Рукавная линия с внутренним диаметром d поперечно обдувается ветром со скоростью w2. Температура воздуха t2. По рукавной линии с расходом G1 движется вода, температура которой на входе в рукавную линию t1’. Рассчитать максимальную длину рукавной линии из условия, что температура воды на выходе из рукавной линии была бы t1’ ≥ °С. Толщина стенки рукавной линии δ = 2 мм. Эквивалентный коэффициент теплопроводности материала рукава λ = 0,6 Вт(м · К).

Задача № 6

Для подогрева воды выхлопными газами в цистерне пожарного автомобиля смонтирован горизонтальный трубопровод, наружный диаметр ко­торого d. Определить длину трубопровода, необходимую для компенсации тепловых потерь от воды через стенку цистерны в окружающую среду, ес­ли принять, что диаметр цистерны D, ее длина L, температура окружающе­го воздуха tв, температура воды в цистерне tж, температура стенки трубо­провода tc. Термическим сопротивлением стенки цистерны пренебречь, а температуру стенки принять равной температуре воды в цистерне.

Задача № 7

Определить минимальное расстояние, обеспечивающее безопасность соседнего с горящим объекта, при следующих исходных данных: проекция факела пламени горящего объекта имеет прямоугольную форму размером dхl; температура факела равна Тφ; а степень черноты – εφ.  Для не горящего объекта: допустимое значение температуры на поверхности равно Тдоп; допустимое значение плотности теплового потока (критическая плотность) — qкр; степень черноты поверхности — ε. Кроме того, оценить безопасное расстояние от факела до личного состава, работающего на пожаре без средств защиты от теплового воздействия, при условии кратковременного пребывания и длительной работы.

При  кратковременном тепловом воздействии для человека при­нять  qкр = 1120 Вт/м2; при длительном – qкр = 560 Вт/м2. При решении зада­чи учитывать только теплообмен излучением. Коэффициент безопасности, принять равным β.

Задача № 8

Для подогрева воды решено установить трубчатый водоподогреватель, в котором вода подогревалась бы от  до . Расход воды G2. Подог­рев производится продуктами горения с температурой на входе в подогре­ватель   , а на выходе . Вода движется по латунным трубкам (λ = 100 Вт/(м · К) диаметром dвн/dн = 12/14 мм со скоростью w2. Продукты горения движутся в межтрубном пространстве. Расположение трубок в пучке коридорное с шагами s1 = s2 = 2,5 dн. Схема движения теплоносителей — про­тивоток.

Рассчитайте необходимое число трубок и их длину, а также габариты теплообменника.

Задача № 9

В кожухотрубном теплообменнике жидкость нагревается дымовыми газами, имеющими в своем составе 11% водяного пара и 13% углекислого газа (СО2) по объему. Давление дымовых газов 0,101 МПа. Жидкость движется внутри трубок, адымовые газы — в межтрубном пространстве. Схема движения теплоносителей — противоток. Внутренний d1 и внешний d2 диа­метры трубок равны соответственно 10 и 12 мм, длина теплообменника L = 3 м. Количество трубок в теплообменнике n. Трубки выполнены из материала с коэффициентом теплопроводности λ = 200 Вт/(м · К). Внутренний диаметр кожуха D. Скорость движения жидкости w2, ее температура на входе в теплообменник . Скорость движения дымовых газов w1, а их тем­пература на входе . Расстояние между трубками по фронту и глубине пучка s1 = s2 = 2d2.

Рассчитайте температуры теплоносителей на выходе теплообменного аппарата 1 и 2.

Задача № 10

При пожаре в помещении объемом V, м3 среднеобъемная температура газовой среды Т, К, изменялась в интервале времени 0 ≤ т ≤ 45 мин по закону Тm = Тоm/(1 – ат2)

В момент времени τ = 40 мин скорость выгорания горючей нагрузки составляла ψ, кг/с, теплота сгорания материала равнялась QnДж/кг; тепловой поток в ограждающие конструкции составлял величину Qw, Вт. Теплосодержание газообразных продуктов пиролиза in, поступающих в поме­щение в количестве ψ  (и затем сгорающих), равнялось 1700 Дж/с.

Определить значение расходов воздуха Gв, кг/с, поступающего в помещение через проемы, и газа Gг, кг/с, уходящего, через проемы из помещения, в момент времени τ = 40 мин. Рассчитать, во сколько раз Gг < Gв.

При расчетах принять:

теплоемкость уходящих газов срг, Дж/(кг · К), равна теплоемкостивходящего воздуха срв;

среднеобъемное давление в помещении рm, Па, при пожаре не изменяется;

газовая постоянная R, Дж/(кг · К), и показатель адиабаты для среды впомещении остаются неизменными;

температура входящего в помещение воздуха Тв = Т0m = 293 К;

температура уходящих газов равна среднеобъемной температуре газов.

Часть задач есть решенные, контакты

Рубрика: Гидравлика, Термодинамика и теплотехника | Метки: , , , , , , , , , | Добавить комментарий