Гидравлика ТОГУ.2

Помощь он-лайн только по предварительной записи

РХ.ТОГУ.2

Часть задач есть решенные, контакты

Купить вариант 7 (задачи Б3, Г3, Е3, З3, К3)

Задача 1(А)

Водовод противопожарного водовода диаметром 300 мм, длиной 50 м, подготовленный к гидравлическому испытанию, заполнен водой при атмосферном давлении. Какое количество воды необходим о дополнительно подать в водовод, чтобы избыточное давление в нем поднялось до 2,5 МПа? Деформацией водопровода пренебречь. Коэффициент объемного сжатия воды βс = 0,5 · 10-9 1/Па.

Задача 2(А)

При гидравлическом испытании нефтепровода диаметром 400 мм и длиной 200 м давление было поднято до 5,5 МПа. Через час давление упало до 5 МПа. Определить, пренебрегая деформацией трубопроводов, сколько нефти вытекло при этом через неплотности. Коэффициент объемного сжатия нефти.

Задача 4(А)

Манометр на технологической емкости, полностью заполненной нефтью, показывает 0,5 МПа. При выпуске 40 л нефти показания манометра упали до 0,1 МПа. Определить объем емкости, если коэффициент объемного сжатия нефти.

Задача 5(А)

Определить среднюю толщину солевых отложений Δотл в герметичном водоводе противопожарного водопровода с внутренним диаметром d = 0,3 м и l = 2 км. При выпуске объема воды ΔW = 0,05 м3 давление в водоводе падает на величину ΔP = 1 МПа. Отложения по диаметру и длине водовода распределены равномерно. Коэффициент объемного сжатия воды. Деформацией трубопровода пренебречь.

Задача 1(Б)

Определить величину вакуума и абсолютное давление во всасывающей линии ацетиленового компрессора А по показаниям ртутного вакуумметра, если атмосферное давление Ратм = 105 Па (рис. 1). Ртуть в левом колене поднялась на высоту hрт. Так как соединение паров ртути с ацетиленом опасно в пожарном отношении, над ртутью налито масло, высота столба которого hм. Плотность ртути ρ = 13,6 · 103 кг/м3; масло ρм = 800 кг/м3.

Задача1Б

Задача 2(Б)

Определить показания ртутного дифференциального манометра hрт, подсоединенного к пневмобаку, если манометр, установленный на пневмобаке, показывает 100 кПа (рис. 2). Место подсоединения дифференциального манометра на hм = 1 м ниже уровня поверхности воды в пневмобаке. Расстояние от точки подсоединения до уровня 0 – 0 (уровень, на котором устанавливаются столбы ртути в левом и правом коленах при одинаковом давлении над свободной поверхностью ртути) h0 = 0,6 м. Так как пары ртути токсичны, то для исключения возможности испарения ртути в правом колене налит столбик воды hВ = 0,05 м. Плотность ртути ρ = 13,6 · 103 кг/м3; воды ρв = 103 кг/м3.

Задача2Б

Задача 3(Б)

Определить показания манометра, подсоединенного к пневмобаку автоматической установки пожаротушения, если H = 2 м; h1 = 0,2 м; h2 = 0,8 м; h3 = 0,3 м; h4 = 0,9 м; h5 = 0,1 м (рис. 3). Пространство между столбами ртути в двухколенном дифманометре, заполнено водой. Плотность ртути ρрт = 13,6 · 103 кг/м3; воды ρв = 103 кг/м3.

3

Задача 4(Б)

Найти давление воздуха в резервуаре В, если избыточное давление на поверхности воды в резервуаре А Рм = 25 кПа, разности уровней ртути (ρрт = 0,7 · 103 кг/м3) в двухколенном дифференциальном манометре h1 = 200 мм и h2 = 250 мм, а мениск ртути в левой трубке манометра ниже уровня воды на h = 0,7 м (рис. 4). Пространство между уровнями ртути в дифманометре заполнено воздухом.

Задача4Б

Задача 5(Б)

К резервуару, наполненному бензином (ρб = 0,7 · 103 кг/м3) до высоты 2 м, присоединены три различных прибора для измерения давления (рис. 5). К крышке резервуара присоединен пружинный манометр, к боковым стенкам – пьезометр и трехколенный дифманометр, наполненный ртутью (ρрт = 13 600 кг/м3), водой (ρв = 103 кг/м3) и воздухом. Определить показания манометра и пьезометра, если уровни жидкости в дифманометрах расположились так, как показано на рисунке (отметки даны в метрах от дна резервуара).

Задача5Б

Задача 1(В)

Щитовой затвор должен автоматически опрокидываться для пропуска воды при ее уровне H1 = 6 м (рис. 6). Щит поворачивается вокруг оси. Ширина щита 8 м, его угол наклона α = 60°. Найти, на каком расстоянии Х должна быть расположена ось поворота щита, если под ним имеется постоянный уровень воды Н2 = 3 м.

Задача1В

Задача 2(В)

Промежуточная вертикальная стенка делит пожарный резервуар шириной b = 6 м на два отсека (рис. 7). Уровень жидкости в первом отсеке находится на высоте H1 = 1,2 м, а во втором Н2 = 0,48 м. Определить результирующую силу давления Р и точку ее приложения.

Задача2В

Задача 4(В)

Квадратное отверстие со стороной а = 0,8 м в наклонной стенке резервуара с водой закрыто поворотным щитом (рис. 9). Определить натяжение каната Т при следующих данных: b = 0,4 м; Н = 1,5 м; α1 = α2 = 45°.

Задача4В

Задача 5(В)

Какую силу Р нужно приложить к поршню левого сосуда, на полненного водой, чтобы уравновесить давление воды на поршень правого сосуда (рис. 10). Исходные данные: d1 = 300 мм, d2 = 400 мм, d3 = 200 мм; h1 = 0,5 м, h2 = 1,2 м.

Задача5В

Задача 1(Г)

Определить силу давления нефтепродуктов на полусферическую крышку закрытого резервуара и положение центра давления (рис. 11). Радиус полусферы r = 0,25 м, высота уровня жидкости в пьезометре, подключенном на расстоянии а = 0,15 м от нижней кромки полу сферической крышки, равна Н = 1,2 м. Плотность нефтепродуктов ρ = 820 кг/м3.

 Задача1Г

Задача 2(Г)

Вертикальный цилиндрический резервуар для хранения нефтепродуктов диаметром D = 2,4 м закрыт полусферической крышкой весом G = 3,9 кН и сообщается с атмосферой через трубку диаметром d = 0,125 м (рис. 12). Плотность нефтепродуктов ρ = 930 кг/м3, свободная поверхность размещается на высоте h = 2,6 м от плоскости разъема. Определить количество болтов, крепящих крышку к резервуару, если один болт воспринимает усилие F = 2,45 кН.

Задача2Г

Задача 3(Г)

Определить силу гидростатического давления воды на нижнюю часть АВС шаровой колбы, если ее радиус r = 0,1 м, диаметр d = 0,03 м, а масса налитой в колбу воды m = 4,3 кг (рис. 13).

13

 

Задача 4(Г)

Определить величину и направление равнодействующей силы давления Р на криволинейную стенку резервуара в виде четверти цилиндрической поверхности радиусом R = 0,6 м и шириной b = 3 м, если глубина воды в резервуаре Н = 2 и давление на поверхности Рм = 5 кПа (рис. 14).

Задача4Г

Задача 5(Г)

Определить величину и направление силы избыточного давления жидкости на полусферическую крышку, закрывающую круглое отверстие диаметром D = 1,2 м (рис. 15). На расстоянии h = 0,9 м от центра отверстия установлен манометр. Показания манометра Рм = 14 кПа, плотность жидкости ρ = 930 кг/м3.

Задача5Г

Задача 1(Д)

Из открытого резервуара А по вертикальной трубе диаметром d = 100 мм вода перетекает в нижний закрытый резервуар В при напоре Н = 3 м (рис. 16).

Определить расход воды Q в трубе, если показания ртутного манометра, установленного на нижнем резервуаре, h = 200 мм.

Задача1Д

Задача 2(Д)

Вода вытекает в атмосферу из закрытого резервуара, имеющего ртутный манометр по трубе переменного сечения с диаметрами d1 = 75 мм и d2 = 50 мм при напоре Н = 1 м (рис. 17). Построить пьезометрическую линию и определить: а) расход воды в трубе при показании ртутного манометра h = 150 мм; б) показание ртутного манометра при расходе воды Q = 10 л/с.

Задача2Д

Задача 4(Д)

Насос производительностью 18 м3/ч забирает воду из колодца по трубе диаметром d = 100 мм (рис. 19). Определить: а) наибольший вакуум Рвак в трубе при высоте установки насоса h = 4,5 м; б) высоту установки насоса h при условии, что наибольший вакуум в трубе не превышает 60 кПа (0,61 атм).

Задача4Д

Задача 5(Д)

Из бачка А по трубке диаметром d3 = 25 мм, подведенной к трубопроводу диаметром d1 = 300 мм, поступает хлорная вода плотностью ρ = 1000 г/м3 (рис. 20). Определить: а) расход QX.B хлорной воды, если напор Н = 6 м, диаметр суженной части d2 = 100 мм, в сечении 1 – 1 давление Р1 = 0,196 МПа (2 кгс/см2), расход воды в трубопроводе Q = 140 л/с.

Задача5Д

Задача 1(Е)

Трубы, используемые в противопожарном водоснабжении, имеют минимальный диаметр d = 50 мм и максимальный диаметр D = 1500 мм. Расчетные скорости движения воды в них V = 0,5 – 4,0 м/с. Определить минимальное и максимальное значения расходов воды, а также чисел Рейнольдса и режим движения воды в этих трубах (ν = 10 – 6 м2/с).

Задача 2(Е)

Определить режим движения нефти в трубе при следующих данных: массовый расход m = 9,81 кг/с, плотность нефти ρн = 850 кг/м3, диаметр трубопровода d = 0,1 м, динамический коэффициент вязкости μ = 0,0968 Па · с.

Задача 3(Е)

Определить диаметр трубопровода, по которому подается вода с расходом Q = 1,5 л/с, из условия получения в нем максимально возможной скорости при сохранении ламинарного режима. Температура воды 20 °C.

Задача 4(Е)

Вода подается из насосной станции по пожарному водоводу длиной l = 1500 м с расходом Q = 60 л/с и скоростью V = 1,9 м/с при температуре t = 10°С. Н а водоводе установлены обратный клапан, две задвижки и имеется поворот 90°. Водовод выполнен из стальной, сильно заржавевшей трубы. Определить потери напора.

Задача 5(Е)

Определить потери напора на участке всасывающей стальной трубы насоса длиной l = 5 м, в начале которого установлен обратный клапан, а в конце имеется плавный поворот на 90° с радиусом поворота Rп = 2,5 D, если расход воды Q = 15 л/с, а диаметр трубы D = 125 мм.

Задача 1(Ж)

Из водоема А в приемный колодец D вода при комнатной температуре t = 20°С поступает по сифону АВСD диаметром 200 мм с абсолютной шероховатостью стенки трубы Δ = 1 мм (рис. 21).

Коэффициенты сопротивлений поворотов В и С принять равными ξкол = 0,2. Длина сифона l ABCD = 80 м.

Разность уровней воды в водоеме А и приемном колодце D равна 1 м.

Определить: а) расход воды Q через сифон; б) вакуум в точке В сифона при Н1 = 2 м, lАВ = 4 м.

Задача1Ж

Задача 2(Ж)

Определить допустимую высоту установки центробежного насоса над уровнем воды Нвс, перекачивающего воду с температурой t = 15°С в количестве Q = 5 л/с, если вакуумметрическая высота всасывания насоса Нвак = 5 м (рис. 22). Диаметр трубы d = 0,3 м, длина l = 3 м, эквивалентная шероховатость стенок трубы Δ = 0,21 мм. Коэффициент сопротивления с сеткой ξкл = 2, поворота ξпов = 0,4.

Задача2Ж

Задача 4(Ж)

Центробежный насос пожарного водопровода забирает воду из колодца в количестве Q = 120 л/с (рис. 24). Высота расположения оси насоса над уровнем воды в колодце Н = 4,5 м. Длина всасывающей линии l = 50 м, труба снабжена всасывающей сеткой с обратным клапаном. Определить диаметр всасывающей трубы, учитывая, что вакуум в трубе должен быть не более 6 м (λ = 0,021).

Задача4Ж

Задача 5(Ж)

Определить расход воды, вытекающей из трубы и манометрическое давление в точке А (рис. 25). Уровень воды в резервуаре постоянный, глубина Н = 7 м. Длина участков верхней трубы диаметром d1 = 100 мм равна l1 = 5 м и l2 = 8 м. Длина нижней трубы диаметром d2 = 50 мм равна l3 = 2 м. Коэффициент Дарси вычислить по формуле Шифринсона, абсолютная шероховатость труб Δ = 0,5 мм.

Задача5Ж

Задача 1(З)

Определить скорость перемещения поршня гидротормоза диаметром D = 200 мм, нагруженного силой F = 50 кН, если перетекание жидкости из нижней полости цилиндра в верхнюю происходит через два отверстия в поршне, диаметр которых d = 10 мм (рис. 26). Коэффициент расхода отверстий μ = 0,6, плотность жидкости ρ = 865 кг/м3. Трением поршня о стенки цилиндра пренебречь.

Задача1(З)

Задача 2(З)

Два открытых резервуара отделены вертикальной стенкой, в которой имеется круглое отверстие диаметром d1 = 70 мм, уровень воды в левом резервуаре Н1 = 3 м. Расход Q, проходящий через отверстие, равен 0,01 м3/с (рис. 27). Определить уровень воды в правом резервуаре Н2 и диаметр d2 отверстия в крайней правой стенке при постоянных уровнях воды в резервуарах. Центры обоих отверстий расположены на расстоянии l = 0,5 м от дна резервуаров.

Задача2(З)

Задача 3(З)

Определить какой объем воды W был налит в цилиндрический бак диаметром D = 0,7 м, если вся вода вытекла из него через отверстие в дне диаметром d = 75 мм за время t = 50 с (рис. 28). Какое время t1 потребуется для опорожнения такого же объема воды, если уменьшить диаметр бака в полтора раза?

28

 

Задача 4(З)

В бак, разделенный тонкой перегородкой на два отсека, поступает расход воды Q = 20 л/с. В перегородке имеется отверстие диаметром d1 = 100 мм (рис. 29). Из второго отсека вода сливается наружу через цилиндрический насадок диаметром d2 = 75 мм. Определить глубину воды в отсеках над центром отверстий.

Задача4(З)

Задача 5(З)

Цилиндрический бак диаметром D = 0,5 м имеет в дне два одинаковых отверстия, о дно из которых снабжено внешним цилиндрическим насадком (рис. 30). Какой диаметр должны иметь отверстия, чтобы при поступлении в бак расхода воды Q = 0,03 л/с уровень поддерживался на высоте Н = 1,2 м? Определить, за какое время t произойдет опорожнение сосуда через цилиндрический насадок после прекращения притока воды в бак.

Задача5(З)

Задача 1(И)

В трубопроводе с параллельными линиями, длина которых l1 = 400 м, l2 = 500 м, l3 = 200 м, lВС = 500 м; диаметры D1 = 250 мм, D2 = 200 мм, D3 = 200 мм, DВС = 350 мм; (на участках 1 и 2 трубы стальные, а на участках 3 и ВС – асбестоцементные); пьезометрический напор в точке СНс = 10 м, определить расходы на участках 1, 2 и ВС и пьезометрический напор в точке А, если расход в третьей ветви Q3 = 20 л/с (рис. 31).

Задача1И

Задача 2(И)

Трубопровод имеет параллельное ответвление (рис. 32). Длины участков трубопровода l1 = 200 м, l2 = 200 м, l3 = 150 м, l4 = 300 м; диаметры участков d1 = d4 = 300 мм, d2 = 250 мм, d3 = 200 мм. Определить давление, создаваемое насосом для подачи по трубопроводу воды с расходом Q = 75 л/с при отметке оси насоса zнас = 5 м и напоре в конце трубопровода Hк = 20 м, если трубы стальные.

Задача2И

Задача 4(И)

Центробежный насос перекачивает воду в количестве Q = 30 л/с из нижнего резервуара в верхний (рис. 34). Определить расходы воды в каждой трубе, а также положение уровня в верхнем баке Н, если полный напор, развиваемый насосом, Нн = 23 м, а длины участков, диаметры труб и шероховатость стенок соответственно равны: от насоса до точки разветвления l0 = 400 м, d0 = 200 мм, Δ = 0,5 мм; первой ветви: l1 = 600 м, d1 = 75 мм, Δ = 0,2 мм; второй ветви: l2 = 750 м, d2 = 100 мм, Δ = 0,5 мм; третьей ветви: l3 = 1000 м, d3 = 150 мм, Δ = 1,0 мм. Местными сопротивлениями пренебречь.

Задача4И

Задача 5(И)

Определить давление Рм1 на поверхности жидкости в закрытом резервуаре, из которого жидкость по системе с кольцевым соединением труб поступает в другой резервуар с давлением на поверхности Рм2 = 50 кПа (рис. 35). Общий расход жидкости в системе Q = 0,06 м3/с. Трубы водопроводные, нормальные. Диаметры труб: d1 = 0,25 м, d2 = 0,15 м, d3 = 0,1 м, d4 = 0,2 м. Длины труб: l1 = 400 м, l2 = 320 м, l3 = 300 м, l4 = 500 м. Разность уровней жидкости в резервуарах Н = 4 м. Местные сопротивления принять равными 10% от потерь по длине.

Задача5И

Задача 1(К)

В стальном трубопроводе длиной l = 200 м, диаметром d = 0,2 м и толщиной стенок δ = 5 · 10-3 м расход воды составляет Q = 0,1 м3/с.

Температура воды 15°С. Определить наименьшее время закрывания задвижки t, при котором повышение давления в конце трубопровода, вызванное гидравлическим ударом, было бы не более ΔРmax = 4 · 105 Па. Чему будет равно повышение давления в случае мгновенного закрытия задвижки в трубопроводе?

Задача 2(К)

Из бака с постоянным уровнем жидкости Н = 7 м через трубу длиной l = 16 м и диаметром d = 80 мм вытекает вода. Коэффициент местного сопротивления задвижки ξ = 0,03. Толщина стенок δ = 5 мм. Сравнить величину повышения давления при мгновенном закрывании задвижки для стальной и чугунной труб.

Задача 3(К)

Стальной водовод от насосной станции до водонапорной башни имеет длину l = 1300 м, диаметр d = 350 мм, толщину стенок 5 мм. Напор воды перед водонапорной башней равен Н = 80 м, расход воды Q = 0,1 м3/с. Определить время закрывания задвижки и напряжение в стенках трубопровода, чтобы максимальное повышение давления не превышало 30 · 104 Па.

Задача 4(К)

Определить, какое время необходимо для закрытия затвора, чтобы повышение давления в трубопроводе было в два раза меньше, чем при мгновенном закрытии. Расход воды Q = 0,08 м3/с проходит по стальному трубопроводу диаметром d = 300 мм и толщиной стенки 3 мм. Длина трубопровода от водонапорного бака до затвора l = 900 м.

Задача 5(К)

Определить повышение давления в чугунном трубопроводе перед задвижкой после мгновенного автоматического отключения водонапорной башни при пожаре, рассчитать напряжение в стенках трубопровода и сравнить с допустимым. Начальное избыточное давление у задвижки Рм = 2 · 105 Па, расход воды Q = 0,1 м3/с, диаметр трубопровода d = 200 мм, толщина стенок δ = 4 мм. Указание: Напряжение в стенках трубопровода рассчитывать по формуле σ = Рd/ 2 δ, где Р = ΔР + Рм.

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>