Гидравлика Р.181

Помощь он-лайн только по предварительной записи

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


Запись опубликована в рубрике Гидравлика, Задачи с метками , , , , , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>