Гидравлика Р.139

Помощь он-лайн только по предварительной записи

Р.139

Решение задач по гидравлике

Есть готовые решения этих задач, контакты

Модуль 1

Задача №1

Определить полное гидростатическое давление на дно сосуда высотой 0,5 м, заполненного водой. Давление на поверхности воды в сосуде равно атмосферному.

Задача №2

Для предохранения баков от переполнения применяется автоматический запорный клапан-поплавок диаметром D и весом G, соединенный с пробкой диаметром d, установленной в дней бака и открывающейся при заполнении бака более чем на H = 5 м. Определить величину абсолютного гидростатического давления X под пробкой в момент срабатывания клапана (т. е. открытия пробки), если известно, что D = 0,55 м, d = 0,25 м, а глубина погружения поплавка 0,3 м. Принять плотность жидкости 1000 кг/м3 и величину атмосферного давления 0,1 МПа. Пробку считать невесомой.

2_рис

Задача №3

Определить расход воды в трубе диаметром 200 мм, если диаметр цилиндрической вставки водомера Вентури d = 100 мм, разность напоров в большом и малом сечениях 0,5 м, коэффициент 0,98.

Модуль 2

Задача №1

Аэродинамическая труба имеет открытую рабочую часть диаметром 400 мм. Спиртовой чашечный манометр присоединен к широкой части трубы, диаметр которой 1 м. Определить скорость V потока воздуха в рабочей части аэродинамической трубы. Показание манометра: высота 150 мм; объемный вес воздуха 12,7 Н/м3; объемный вес спирта 8,0 кН/м3.

1_рис

Задача №2

Определить утечки через кольцевую щель, образованную втулкой, внутренний диаметр которой d1 = 12 мм, а длина l = 10 мм, и втулкой диаметром d2 = 11,97 мм; перепад давления Δр = 50 кг/см2. Вязкость жидкости μ = 0,006 кг/сек/м.

Задача №3

Определить величину повышения давления при гидравлическом ударе в стальном трубопроводе диаметром 20 мм и толщиной стенки δ = 1 мм. Скорость потока υ = 4 м/с. Рабочая жидкость – вода. Гидравлический удар происходит в результате внезапного закрывания крана.

Есть готовые решения этих задач, контакты


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

Mechanika płynów Pol.3

Pol.3

e-mail: my.gidravlika@yandex.ru

skype: france19822

Mechanika płynów – zadania do samodzielnego rozwiązania

Zad.1. Obliczyć różnicę poziomów na jakich znajdują sie w równowadze tłoki o powierzchniach A1, A2 zamykające pionowe rurki naczynia w kształcie litery U i obciążone siłami P1, P2.

Zad. 2. Obliczyć nadciśnienie gazu ziemnego względem ciśnienia atmosferycznego na 12 piętrze bloku mieszkalnego (przyjąć wysokość kondygnacji 3 m), jeżeli nadciśnienie na parterze wynosi p1 = 100 mm H2O. Gęstość gazu ρ = 0,6 kg/m3 (pominąć zmianę gęstości powietrza i gazu z wysokością).

Zad. 3. Barometr znajdujący sie na parterze domu wskazuje ciśnienie p1= 738 mm Hg. Jakie będzie wskazanie barometru na 12 piętrze (przyjąć wysokość kondygnacji 3 m)? Gęstość rteci ρ = 13560 kg/m3.

Zad. 4. Wyznaczyć ciśnienie p w prawym zbiorniku (rys.), jeżeli: masa tłoka wynosi m = 1000 kg, gęstość cieczy ρ1 = 1000 kg/m3, ρ2 = 2000 kg/m3, a = c = 2 m, b = 1,5 m, średnica tłoka D = 1 m. Tłok porusza się bez tarcia.

Zad. 4

Zad. 5. Pomiędzy zbiornikami z woda i olejem (o ciężarze właściwym 8830 N/m3) podłączony jest manometr różnicowy, w którym kolejno są: woda, ciecz o ciężarze właściwym 15700 N/m3, powietrze oraz olej. Różnice poziomów wynoszą: h1 = 0,2 m, h2 = 0,02 m, h3 = 0,013m. Obliczyć różnicę ciśnienia miedzy poziomami 1 i 5 w zbiornikach.

Zad. 5

Zad. 6. Manometrem podłączonym do rurociągu zmierzono nadciśnienie w miejscu jego podłączenia. Jaki błąd popełnia sie, stosując wzór uproszczony p = ρmhg, w którym pomija sie wpływ gęstości płynu, przy pomiarze nadciśnienia powietrza o parametrach p = 0,8 MPa i T = 300 K. Gęstość cieczy manometrycznej (rtęci) wynosi ρm = 13600 kg/m3. W celu uproszczenia przyjąć z1 = z3. Rozpisać równowagę dla ramion manometru.

Zad. 7. Obliczyć różnicę ciśnień w przekrojach 1 i 2 poziomego rurociągu jeżeli manometr różnicowy U wykazuje różnice poziomów hm = 100 mm, w przypadku gdy cieczą manometryczną jest rtęć i w przypadku gdy jest nią woda.

Zad. 8. Obliczyć prędkość przepływu powietrza v1 i v2 w dwóch przekrojach przewodu o średnicy D1 = 250 mm i D2 = 80 mm, jeżeli strumień masy wynosi m = 0,07 kg/s. Gęstość powietrza ρ = 1,2 kg/m3.

Zad. 9. Ile razy zmniejszy sie prędkość przepływu w przewodzie, jeżeli stosunek średnic D2/D1 = 2,5 przy założeniu, że gęstość jest stała.

Zad. 10. Przewód powietrzny składa sie z odcinka 1 o przekroju kołowym o średnicy D = 0,1 m, z odcinka pośredniego (gdzie powietrze jest podgrzewane) i z odcinka 2 o przekroju prostokątnym b = 0,07 m, h = 0,05 m. Na odcinku 1 powietrze ma temperaturę t1 = 20°C i ciśnienie bezwzględne p1 = 200 kPa, na odcinku 2 odpowiednio t2 = 80°C i p2 = 50 kPa. Strumień masy wynosi 2 kg/s. Obliczyć prędkości powietrza na obydwu odcinkach.

Zad. 10

Zad. 11. Powietrze o temperaturze 20°C płynie rurociągiem. Pierwszy manometr wodny wskazuje różnicę poziomów hs = 16 mm, drugi hc = 24 mm. Obliczyć prędkość powietrza, traktując go jako gaz nieściśliwy.

Zad. 11

Zad. 12. Swobodna powierzchnia wody w zbiorniku otwartym o bardzo dużej średnicy jest położona na wysokości z1 = 50 m. Obliczyć prędkość v2 wody na wylocie dyszy, strumień objętości wody. V oraz prędkość v wody w rurociągu, jeżeli średnice rurociągu oraz dyszy wynoszą odpowiednio d = 100 mm i d2 = 40 mm. Wylot dyszy znajduje sie na wysokości z2 = 5 m.

Zad. 12

Zad. 13. Ze zbiornika wypływa woda przez kanał składający sie z dwóch odcinków o średnicy D = 35 mm i d = 25 mm. Obliczyć prędkość wody w obu odcinkach oraz ciśnienie w odcinku kanału o większej średnicy. Dane do zadania: h = 5 m, pa = 1000 hPa, średnica zbiornika dużo większa od średnic obu odcinków.

Zad. 13

e-mail: my.gidravlika@yandex.ru

skype: france19822

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

Гидравлика. Методические указания и контрольные задания НГТУ

РНижН.1.1

Часть задач есть решенные, контакты

Задача 1

В закрытый цилиндрический резервуар высотой Н, заполненный воздухом при атмосферном давлении, через трубку заливается вода. Происходящий при этом процесс сжатия воздуха в резервуаре считать изотермическим.

Определить высоту h1 подъема воды в резервуаре при известном ее уровне h в трубке. Определить также показание ртутного манометра hрт.

К задаче 1

Задача 2

Закрытый сосуд высотой H и диаметром D соединен трубой с открытым сосудом диаметром d. При открытом вентиле BH1 и закрытом вентиле BH2 левый сосуд заполнен водой при атмосферном давлении до уровня h. После закрытия вентиля BH1 и открытия вентиля BH2 часть воды переливается в правый сосуд. Процесс расширения воздуха считать изотермическим.

Определить высоту h1, до которой поднимется вода в правом сосуде, а также показание ртутного вакуумметра hрт.

К задаче 2

Задача 3

В колоколе диаметром D, высотой H и массой m = 3200 кг, плавающем в открытом водоеме, находится резервуар со ртутью. В цилиндре диаметром d поршнем удерживается столб ртути высотой h. Давление воздуха в колоколе перед его спуском было атмосферным. Процесс сжатия воздуха в колоколе считать изотермическим. Весом поршня, трением его о стенки цилиндра, объемом резервуара с ртутью и цилиндра пренебречь.

Определить погружение нижней кромки колокола h1, а также величину усилия F, удерживающего поршень в равновесии.

К задаче 3

Задача 4

Поршень гидроцилиндра диаметром D удерживается в равновесии силой F, приложенной к штоку диаметром d. Нижняя полость цилиндра заполнена водой. Уровень воды в трубке над нижней кромкой поршня равен H. Верхняя полость цилиндра, связанная с закрытым резервуаром, заполнена маслом (относительная плотность δм = 0,890). Уровень масла в резервуаре над верхней кромкой поршня равен h. Весом поршня и штока, а также их трением о стенки цилиндра и в сальнике пренебречь.

Определить абсолютное давление воздуха p в закрытом резервуаре, а также показание ртутного манометра hрт.

К задаче 4

Задача 5

В закрытый цилиндрический резервуар высотой Н, заполненный воздухом при атмосферном давлении, подается масло (относительная плотность δм = 0,870). Давление в системе создается усилием F на рычаге (a = 0,8 м, b = 1,6 м) через поршень диаметром d, расположенный на высоте h над дном резервуара. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим, весом поршня и трением его о стенки цилиндра пренебречь.

Определить уровень масла в резервуаре, а также показание pм механического манометра, установленного на высоте zм.

К задаче 5

Задача 6

В закрытом резервуаре, частично заполненном водой, плавает колокол диаметром D, высотой H и массой m = 100 кг. Давление воздуха в колоколе перед его погружением было равно избыточному давлению pм воздуха в резервуаре. Процесс сжатия воздуха в колоколе считать изотермическим. Определить глубину погружения h нижней кромки колокола и показание ртутного манометра hрт.

Указание: изменением давления pм в резервуаре пренебречь.

К задаче 6

Задача 7

Цилиндрический резервуар высотой H установлен на высоте h над уровнем воды в открытом водоеме. При открытом вентиле ВН1 и закрытом вентиле ВН2 резервуар заполнен водой при атмосферном давлении до уровня h. После закрытия вентиля ВН1 и открытия вентиля ВН2 часть воды сливается в водоем. Процесс расширения воздуха в резервуаре считать изотермическим. Определить абсолютное давление воздуха в резервуаре и показание ртутного вакуумметра hрт.

К задаче 7

Задача 8

Цилиндр высотой Н и диаметром D установлен на высоте а = 0,5 м над уровнем воды в открытом водоеме.  При крайнем нижнем положении поршня цилиндр заполнен воздухом под атмосферным давлением.

Определить величину и направление силы F, приложенной к штоку диаметром d, которая удерживает поршень на высоте h над уровнем водоема. Определить так же показание ртутного манометра hрт.

Процесс сжатия воздуха считать изотермическим. Весом и толщиной поршня, а также трением поршня о стенки цилиндра и штока в сальнике пренебречь.

8

Задача 9

Заполненный водой понтон в форме прямоугольного параллелепипеда с размерами l х b х h = 5,0 х 3,0 х 2,0 м и массой m = 6000 кг лежит на дне водоема на глубине H. Для подъема понтона в него по шлангу подается сжатый воздух.

Определить объем воды который нужно вытеснить воздухом из понтона, чтобы он начал всплывать. Определить также осадку понтона t после его всплытия. Процесс расширения воздуха при всплытии считать изотермическим.

К задаче 9

Задача 10

Два резервуара, открытый диаметром d и закрытый диаметром D, соединены вертикальной трубой и частично заполнены водой. При закрытой задвижке труба заполнена водой, разность уровней в резервуарах равна H, толщина воздушной подушки в закрытом резервуаре равна h, а избыточное давление в ней равно pм.

Определить изменение уровня воды Δh в нижнем резервуаре и показание ртутного манометра hрт после открытия задвижки на трубе и перетекания воды. Процесс расширения воздуха считать изотермическим.

10

Задача 11

На неподвижном поршне со штоком диаметром d1 = 0,20м покоится сосуд массой m = 16,0 кг, состоящий из двух цилиндрических частей: верхней открытой диаметром d и нижней закрытой диаметром D и высотой H. Начальное давление воздуха в нижней части сосуда равно атмосферному.

Определить, какой объем воды нужно налить в верхнюю часть сосуда, чтобы он всплыл над поршнем на высоту h. Определить также показание ртутного манометра hрт. Толщиной поршня, трением поршня в цилиндре и штока в сальнике пренебречь. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим.

11

Задача 12

Колокол диаметром D и высотой H опущен в резервуар с водой. В резервуаре находится открытый сверху сосуд высотой h, заполненный маслом (δм = 0,865). Манометр, присоединенный к сосуду и расположенный ниже его дна на zм, показывает давление pм. Объем сосуда с маслом мал по сравнению с объемом колокола. Давление воздуха в колоколе перед началом спуска было равно атмосферному. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим.

Определить массу колокола, глубину погружения h1 его нижней кромки, а также показание ртутного манометра hрт.

12

Задача 13

В закрытый резервуар, частично заполненный водой, встроен цилиндр диаметром D. Избыточное давление воздуха в резервуаре равно pм. В цилиндре под поршнем находится столб воды высотой H, а над поршнем — столб масла (относительная плотность Δм = 0,920) высотой h. Весом поршня, его трением о стенки цилиндра и размером штока пренебречь.

Определить силу F, удерживающую поршень в равновесии, а также показание манометра pм, установленного на глубине zм.

13

Задача 14

В колокол диаметром D, высотой Н и массой m = 3000 кг, плавающий в открытом водоеме, встроена гидросистема, состоящая из двух цилиндров диаметрами d и d1 = 0,5d, соединенных вертикальной трубой. Система заполнена маслом (относительная плотность δм = 0,900). К поршню верхнего цилиндра, находящемуся на высоте h над осью нижнего цилиндра, приложено усилие F. Давление воздуха в колоколе до погружения было равно атмосферному.

Определить глубину погружения нижней кромки колокола h1. Определить также усилие F1, которое нужно приложить к поршню нижнего цилиндра, чтобы удержать его в равновесии. Весом поршней и их трением о стенки цилиндров пренебречь. Размеры нижнего цилиндра считать значительно меньшими размеров колокола.

14

Задача 15

Два плунжера диаметром D и d вставлены в бак с водой и находятся в равновесии в положениях, определяемых размерами H и h.

Показание манометра, установленного на высоте zм, равно pм. Трением плунжеров в уплотнениях пренебречь.

Определить массы плунжеров. Как изменятся показание манометра и положения плунжеров, если левый из них нагрузить силой F?

15

Задача 16

В уравновешенной системе, состоящей из двух гидроцилиндров диаметрами d и D, нижняя полость большого цилиндра сообщается с открытым резервуаром и заполнена водой, а верхняя полость и малый цилиндр – маслом (относительная плотность δм = 0,875). Уровни воды и масла равны H и h. Поршень малого цилиндра нагружен силой F. Весом поршней и штоков, а также трением поршней о стенки цилиндров и штока в сальнике пренебречь.

Определить величину и направление силы F1, приложенной к штоку диаметром d1 = 0,5 D большого поршня. Определить также показание pм манометра, установленного на высоте zм над верхней кромкой поршня большого цилиндра.

 Задача 17

В цилиндр диаметром D и высотой H, заполненный воздухом при атмосферном давлении, заливается вода, что приводит к подъему поршня и сжатию пружины и воздуха над поршнем. Коэффициент жесткости пружины С = 18 Н/мм. Процесс сжатия воздуха в цилиндре считать изотермическим, весом поршня и пружины, толщиной поршня и трением его о стенки цилиндра пренебречь.

Определить уровень воды h1 в трубке и показание ртутного манометра hрт при известной высоте подъема поршня h.

17

Задача 18

Колокол диаметром D, высотой H и массой m = 400кг погружается в открытый резервуар с водой. Суммарная масса удерживающих колокол грузов mгр = 140кг. Угол наклона троса к горизонту равен 300.

Давление воздуха в колоколе перед погружением равно атмосферному.

Процесс сжатия воздуха в колоколе считать изотермическим. Трением в блоках пренебречь.

Определить глубину погружения нижней кромки колокола h.

18

Задача 19

Минимальное значение усилия на поршне вертикального цилиндра диаметром D, при котором начинается открытие предохранительного клапана, равно F. Цилиндр частично заполнен водой до уровня h. Диаметры поршней клапана равны D и d, а жесткость пружины С = 10 Н/мм. Весом и трением поршней в цилиндре и клапане пренебречь.

Определить предварительное поджатие X пружины предохранительного клапана, а также показание ртутного манометра hрт.

19

Задача 20

Цилиндрический резервуар диаметром D и массой m = 20 кг, наполненный маслом (относительная плотность δм = 0,925) до уровня H, висит без трения на плунжере диаметром d. Определить абсолютное давление p воздуха в резервуаре, обеспечивающее равновесие резервуара. Определить также показание ртутного вакуумметра hрт.

20

Задача 21

В цилиндр диаметром D и высотой Н, заполненный воздухом при атмосферном давлении, закачивается масло (относительная плотность δм = 0,875), что приводит к подъему большого поршня, сжатию воздуха и пружины над поршнем. Коэффициент жесткости пружины С = 9 Н/мм. Давление в системе поддерживается усилием F на рычаге (a = 0,8 м, b = 1,6 м), которое передается на малый поршень диаметром d, расположенный на высоте h над дном цилиндра. Процесс сжатия воздуха в цилиндре считать изотермическим, весом поршней и пружины, а также толщиной поршней и их трением о стенки цилиндров пренебречь.

Определить, при каком усилии F большой поршень поднимется на высоту h1 = 2,0 h. Определить также показание pм механического манометра, установленного на высоте zм.

21

Задача 22

Поршень горизонтального цилиндра диаметром d, нагруженный силой F, удерживает масло (относительная плотность δм = 0,895) в двух вертикальных цилиндрах диаметром D, расположенных на высоте H.

Усилия на поршнях вертикальных цилиндров равны F и F1 = 2 F. Весом поршней и их трением о стенки цилиндров пренебречь.

Определить уровни масла h1 и h2 а также показание pм механического манометра, установленного на высоте zм.

22

Задача 23

Поршень диаметром D, расположенный в закрытом резервуаре, удерживается в равновесии силой F, приложенной к штоку диаметром d, на высоте Н над свободной поверхностью воды в открытом водоеме. Над поршнем находится масло (относительная плотность δм = 0,860), а под поршнем – вода. Показание манометра, установленного на высоте zм над верхней кромкой поршня, равно pм. Весом поршня и штока, а также трением поршня в цилиндре и штока в сальнике пренебречь.

Определить направление и величину силы F.

23

Задача 24

Вертикальный цилиндр с дифференциальным поршнем (система двух поршней диаметрами D и d, соединенных штоком длиной l = 1,0 м), заполняется маслом (относительная плотность δм = 0,885) через вертикальную трубку. При этом происходит подъем поршня и сжатие воздуха в верхней части цилиндра высотой H.

Начальное давление воздуха равно атмосферному давлению. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим. Толщиной и весом поршней и трением их о стенки цилиндра пренебречь.

Определить, при каком уровне h масла в трубке поршень поднимется на высоту a = 0,30м. Определить также показание ртутного манометра hрт.

24

Задача 25

Поршень диаметром D удерживает масло (относительная плотность δм = 0,900) в открытом и закрытом резервуарах на уровнях H и h.

Трением поршня в цилиндре пренебречь.

Определить избыточное давление воздуха pм в закрытом резервуаре и величину силы F, действующей на поршень. Определить также показание ртутного манометра hрт.

25

Задача 26

Цистерна длиной L = 4,00 м и высотой Н = 1,80 м заполнена топливом (ρ = 780 кг/м3) до уровня h в приемной трубке. Круглый люк диаметром D в наклонной стенке закрыт плоской крышкой. Центр крышки расположен на расстоянии H1 от дна цистерны.

Определить: 1) величину и точку приложения силы давления топлива на крышку люка;

2) величину и направление силы давления топлива на цилиндрическую часть ab дна.

26

Задача 27

В вертикальной стенке бака на высоте H1 сделано круглое отверстие диаметром D, закрываемое конической крышкой высотой l = 0,40 м.

Бак снизу имеет наклонную крышку размерами a х a с осью вращения О и заполнен водой до уровня H = 2,00 м. На свободной поверхности избыточное давление pизб.

Определить: 1) силу F, которой должна прижиматься к баку нижняя крышка во избежание утечки воды;

2) силу давления воды, действующую на коническую крышку.

27

Задача 28

Бак прямоугольного сечения высотой H = 1,20 м имеет сверху полусферическую крышку радиусом R, а снизу – наклонную плоскую крышку диаметром D с осью вращения О. Бак полностью заполнен маслом (ρ = 820 кг/м3) под давлением pм.

Определить: 1) силу F, которой необходимо прижимать к баку нижнюю крышку во избежание утечки масла;

2) усилие, отрывающее полусферическую крышку.

28

Задача 29

В резервуар налит керосин (ρ = 822 кг/м3). Избыточное давление на свободной поверхности равно pизб.

Определить: 1) момент, который необходимо приложить к оси О дискового затвора диаметром D, закрывающего сливную трубу, наклоненную под углом α к горизонту (ось затвора расположена на глубине H1); 2) растягивающее и срезающее усилия на болтовую систему полуцилиндрической крышки радиусом R и длиной L = 0,60 м, находящейся на глубине h в стенке резервуара.

29

Задача 30

Бак заполнен маслом (ρ = 830 кг/м3) под давлением pм. На наклонном дне сделано круглое отверстие, закрытое полусферической крышкой радиусом R. Глубина погружения центра отверстия H1. В верхней части бак имеет наклонную плоскую крышку диаметром D с осью вращения О.

Определить: 1) силу F, которой должна прижиматься к наклонной стенке плоская крышка во избежание утечки масла;

2) усилия на болтовую систему полусферической крышки.

30

Задача 31

У шарового сосуда радиусом R часть поверхности вырезана и заменена плоской стенкой, на которой посередине имеется круглый люк диаметром D. Показание манометра pм. Сосуд заполнен маслом (ρ = 850 кг/м3).

Определить: 1) величину и точку приложения силы давления масла на плоскую крышку люка;

2) величину и направление силы давления масла на верхнюю четверть ab поверхности сосуда.

31

Задача 32

В вертикальной стенке бака на глубине H1 сделано круглое отверстие диаметром D, закрытое полусферической крышкой. Вверху бак имеет наклонную крышку размерами a х a с осью вращения О. Бак заполнен водой до уровня h в пьезометре.

Определить: 1) силу F, которой должна прижиматься к баку верхняя крышка во избежание утечки воды;

2) величину и направление силы давления воды на полусферическую крышку.

32

Задача 33

Резервуар со стенками шириной B = 2,40 м перпендикулярно плоскости рисунка заполнен керосином (ρ = 720 кг/м3). В наклонной стенке резервуара сделано круглое отверстие диаметром D, закрытое плоской крышкой с осью вращения О на глубине H1. На свободной поверхности избыточное давление pизб.

Определить: 1) величину силы F, прижимающей крышку во избежание утечки керосина;

2) величину и направление силы давления керосина на цилиндрическую поверхность ab радиусом R, если точка a находится на глубине h.

33

Задача 34

У шарового сосуда радиусом R одна четверть поверхности вырезана и заменена горизонтальной полукруглой пластиной и вертикальной полукруглой крышкой с горизонтальной осью вращения О. Сосуд заполнен маслом (ρ = 830 кг/м3) под давлением pм, соответствующим столбу жидкости h.

Определить: 1) величину силы F, необходимой для удержания крышки в закрытом положении во избежание утечки масла;

2) силу воздействия масла на сферическую поверхность сосуда.

34

Задача 35

Бак в форме усеченной пирамиды с наклоном стенок α имеет сверху полусферическую крышку радиусом R и заполнен водой до уровня h в пьезометре. Боковая стенка бака имеет круглое отверстие диаметром D, закрытое плоской крышкой, ось вращения которой расположена на глубине H1.

Определить: 1) силу F, которой должна прижиматься плоская крышка к баку во избежание утечки воды;

2) силу давления воды на крышку, если вместо плоской крышки установить полусферическую.

35

Задача 36

Цилиндрическая цистерна длиной L = 4,20м и радиусом R заполнена нефтью (ρ = 960 кг/м3). Показание манометра pм.

Определить: 1) величину и точку приложения силы давления жидкости на плоскую крышку, закрывающую круглое отверстие диаметром D сбоку цистерны.

2) величину и направление силы давления нефти на часть ab поверхности цистерны.

36

Задача 37

Бак высотой H = 2,20 м в вертикальной стенке имеет отверстие, закрытое шаровым клапаном радиусом R. Заполнение бака нефтью (ρ = 780 кг/м3) производится через наклонную трубу диаметром D, перекрываемую плоским круглым затвором с осью вращения на высоте H1.

Показание манометра составляет pм.

Определить: 1) момент, необходимый для удержания затвора в закрытом положении, если с другой стороны затвора в трубе давление атмосферное;

2) силу и направление воздействия нефти на клапан.

37

Задача 38

Закрытый резервуар имеет прямоугольное окно длиной L = 1,20 м и шириной D, которое закрывается цилиндрическим затвором. На свободной поверхности воды избыточное давление pизб. Глубина погружения оси затвора H1.

Определить усилие на цапфы и момент воздействия воды на затвор.

38

Задача 39

Бак высотой H = 2,00 м имеет в днище отверстие, закрытое шаровым клапаном радиусом R. Заполнение бака нефтью (ρ = 950 кг/м3) производится через наклонную трубу диаметром D, перекрываемую плоским круглым затвором с осью вращения, расположенной на высоте H1. Показание манометра составляет pм.

Определить: 1) момент, который нужно приложить к затвору для удержания его в закрытом положении, если с другой стороны затвора в трубе давление атмосферное;

2) усилие воздействия нефти на клапан.

39

Задача 40

Резервуар длиной L = 3,20 м и высотой H1 в вертикальной стенке на глубине h = 1,2 м имеет отверстие диаметром D, закрытое коническим клапаном высотой l = 240 мм. Резервуар полностью заполнен маслом (ρ = 840 кг/м3). Показание манометра, установленного на крыше резервуара, составляет pм.

Определить: 1) величину и точку приложения силы давления масла на боковую стенку ab резервуара;

2) величину и направление силы воздействия масла на клапан.

40

Задача 41

Цистерна длиной L = 3,60 м и высотой H = 2,00 м заполнена нефтью (ρ = 920 кг/м3) под избыточным давлением pизб. Снизу цистерна имеет наклонную крышку размерами a х a с осью вращения О.

Определить: 1) силу F, которой необходимо прижимать к цистерне крышку во избежание утечки нефти;

2) величину и направление силы давления нефти на цилиндрическую часть ab цистерны.

 Задача 42

В наклонной стенке бака высотой H = 1,60 м сделано круглое отверстие диаметром D, закрытое плоской крышкой. Центр крышки расположен на расстоянии H1 от дна бака. Показание манометра, установленного на крыше бака, составляет pм. Бак заполнен маслом (ρ = 800 кг/м3).

Определить: 1) величину и точку приложения силы давления масла на плоскую крышку люка;

2) величину и направление силы давления масла на крышку, если плоская будет заменена полусферической.

42

Задача 43

Отверстие в дне сосуда, выполненного в виде неправильной призмы (a х a, H1), у которой передняя и задняя грани параллельны, закрыто конической пробкой диаметром D и высотой l = 200 мм. Сосуд полностью заполнен водой под давлением pм.

Определить: 1) величину и точку приложения силы давления на боковую грань сосуда;

2) силу давления воды на коническую пробку.

43

Задача 44

Резервуар длиной L = 2,00 м и высотой Н = 2,20 м заполнен маслом (ρ = 760 кг/м3). Показание манометра, установленного на крыше резервуара, составляет pм. В наклонной стенке сделано квадратное отверстие размерами a х а, закрытое плоской крышкой с осью вращения О, расположенной на глубине H1. Крышка, во избежание утечки масла, прижимается силой F.

Определить: 1) величину силы F;

2) величину и направление силы давления масла на цилиндрическую поверхность ab.

44

Задача 45

Резервуар с нефтью (ρ = 900 кг/м3) диаметром 2 R и длиной L = 6,0 м оборудован сливной наклонной трубой диаметром D. В трубе установлен дисковый затвор, ось которого находится на глубине H1 под уровнем нефти. Высота заполнения нефти в резервуаре Н = 1,60 м. На свободной поверхности давление избыточное pизб.

Определить: 1) момент, необходимый для удержания дискового затвора в закрытом состоянии;

2) величину и направление силы давления нефти на цилиндрическую часть ab поверхности резервуара.

45

Задача 46

Закрытый резервуар имеет прямоугольное окно длиной L = 1,40 м и шириной D, которое закрывается цилиндрическим затвором. Сосуд заполнен керосином (ρ = 820 кг/м3) до уровня H1 от оси затвора. На свободной поверхности давление избыточное pизб.

Определить силу воздействия керосина на затвор и момент этой силы относительно оси О.

46

Задача 47

Бортовая топливная цистерна I заполняется топливом (ρт = 780 кг/м3) через приемную трубку 2, выходящую на палубу судна (Н = 5,5 м).

В наклонной стенке цистерны имеется отверстие, закрытое плоской крышкой.

Центр крышки расположен на расстоянии H1 от днища. Ширина цистерны В = 1,5 м, радиус скулы R, осадка судна Т = 3,0 м.

Определить: 1) величину и точку приложения силы давления топлива на крышку отверстия, если оно круглое диаметром D;

2) величину и направление силы давления воды на часть KMN обшивки корпуса судна на длине, a одной рамной шпации.

47-48

Задача 48

По условиям задачи 47 определить:

1) величину и точку приложения силы давления топлива на крышку отверстия, если оно имеет эллиптическую форму размерами a х D;

2) величину и направление сил давления воды и топлива на скуловой лист MN на длине 5,4 м.

47-48

Задача 49

В кормовой части судна имеется отсек, заполненный топливом (δт = 0,87) до уровня H1. С другой стороны переборки – давление атмосферное. Поперечную переборку отсека условно можно представить в виде, приведенном на рисунке.

Определить: 1) величину и точку приложения силы воздействия топлива на переборку, если над топливом давление атмосферное;

2) величину и направление силы давления воды на лист ВС на длине шпации а, считая форму корпуса в пределах шпации цилиндрической.

49-50

Задача 50

По условиям задачи 49 определить:

1) величину и точку приложения силы давления топлива на переборку, если над топливом создано избыточное давление pизб;

2) величину и направление силы давления воды на лист обшивки АВ на длине шпации а, считая форму корпуса в пределах шпации цилиндрической.

49-50

Задача 51

В вертикальной стенке, разделяющей бак на две части, расположено круглое отверстие диаметром d на высоте Н. В его левой замкнутой части уровень воды h и показание манометра pм, расход через отверстие Q = 3,1 л/с.

Определить уровень воды h2 в правой секции, диаметр донного отверстия d2 и скорость v2 в сжатом сечении струи, вытекающей из бака.

Напоры в обеих секциях считать постоянными.

51

Задача 52

Определить, пренебрегая потерями напора, начальную скорость истечения жидкости из сосуда, заполненного слоями воды и масла (относительная плотность δ = 0,80) одинаковой высоты h.

Определить начальную скорость истечения при заполнении сосуда только водой или только маслом до уровня 2 h.

52

Задача 53

Определить расход воды Q через отверстие с острой кромкой диаметром d, выполненное в торце трубы диаметром D, если показание манометра перед отверстием pм и высота расположения манометра над осью трубы h. Как изменится расход, если к отверстию присоединить цилиндрический насадок? Давление на выходе из насадка атмосферное.

53

Задача 54

В бак, разделенный на две секции переборкой, имеющей отверстие диаметром d с острой кромкой, поступает вода в количестве Q = 75 л/с.

Из каждой секции вода вытекает через цилиндрический насадок. Диаметр насадка, присоединенного к правой секции, равен диаметру отверстия.

Предполагая, что отверстие в переборке затоплено, а режим истечения установившийся, определить диаметр насадка левой секции, чтобы расходы через оба насадка стали равными.

Указание. Использовать рис. 3.3.5, предполагая диаметр насадка левой секции неизвестным.

Задача 55

В бак, разделенный перегородкой на два отсека, подается керосин в количестве Q = 4,0 л/с. В перегородке имеется цилиндрический насадок, диаметр которого D. Керосин из второго отсека через отверстие диаметром d вытекает наружу, в атмосферу. Определить высоты H1, H2 уровней керосина, считая их постоянными.

55

Задача 56

В резервуар А подается вода, откуда через сопло диаметром D перетекает в резервуар Б. Далее через цилиндрические насадки вода попадает в резервуар В и, наконец, вытекает в атмосферу. Диаметры насадок соответственно d1 = 10 мм и d2 = 6 мм, а длина l = 25 мм. Высота уровня воды в резервуаре В равна Н. Определить расход воды через систему и перепады уровней h1 и h2, предполагая режим установившимся. Коэффициент расхода сопла принять μ= 0,97.

56

Задача 57

Определить избыточное давление в отсеке, затопляемом забортной водой через кингстон А площадью S1 = 0,1 м2 с коэффициентом местной потери напора ζ1 = 2 для положения, когда уровни воды снаружи ζ1 = 2 и внутри отсека соответственно равны H и h. Воздух вытесняется через круглое отверстие диаметром d.

Сжимаемость воздуха не учитывать, т.е. Полагать ρ = 1,23 кг/м3 = const.

57

Задача 58

Прямоугольный тонкостенный понтон размерами L = 5 м, В = 2 м и Н имеет массу, соответствующую начальной осадке T0 = 0,15 м, и находится на плаву без крена и дифферента. Определить время полного затопления (Т = Н) с момента открытия в днище понтона отверстия диаметром d.

Задача 59

Определить время опорожнения резервуара диаметром D с вертикальной осью через донное круглое отверстие, диаметр которого d.

Начальный уровень жидкости Н, избыточное давление над ней pм = const. Как изменится время опорожнения, если: а) pм = 0; б) pм = 0 и к отверстию присоединить внешний цилиндрический насадок длиной 250 мм.

Задача 60

Отсек судна с сечением, изображенном на рисунке, длиной L = 10,0 м при гидравлических испытаниях заполнен водой под давлением pм.

Определить время опорожнения отсека через донное отверстие диаметром d, если одновременно будет открыт клапан К. Как изменится время опорожнения, если над поверхностью воды в отсеке поддерживать постоянное избыточное давление pм?

60

Задача 61

Гидравлическое реле времени состоит из цилиндра, в котором помещен поршень со штоком-толкателем, диаметр которых соответственно D и Dш. Цилиндр присоединен к емкости с постоянным уровнем Н жидкости. Под действием давления, передающегося из емкости в правую полость цилиндра, поршень перемещается, вытесняя жидкость из левой полости в ту же емкость через трубку под уровень h = 0,5 м и дроссель с площадью проходного сечения S0 = 25 мм2.

Вычислить время срабатывания реле, определяемое перемещением поршня на расстояние l = 100 мм из начального положения до упора в торец цилиндра. Коэффициент расхода дросселя принять μ = 0,65. Потерями в трубке, кроме потерь напора на дросселе, пренебречь.

61

Задача 62

Определить скорость перемещения гидротормоза диаметром D, нагруженного силой F, если перетекание жидкости (относительная плотность δ = 0,90) из нижней полости цилиндра в верхнюю происходит через два отверстия диаметром d. Коэффициент расхода μ принять, как для отверстия в тонкой стенке. Давление жидкости над поршнем не учитывать.

62

Задача 63

Определить скорость поршня гидроцилиндра при движении против нагрузки F. Давление на входе в дроссель ДР pн, на сливе pс = 0,30 МПа.

Диаметры: поршня D, штока Dш, отверстия дросселя d. Коэффициент расхода дросселя принять μ = 0,62. Рабочая жидкость – масло (ρ = 900 кг/м3).

63

Задача 64

Определить площадь проходного сечения дросселя ДР, установленного на сливе гидроцилиндра, при условии движения штока цилиндра под действием внешней нагрузки F со скоростью vп = 100 мм/с.

Диаметры: поршня D, штока Dш. Избыточное давление на сливе pм.

Коэффициент расхода дросселя принять μ = 0,65. Рабочая жидкость – масло (ρ = 850кг/м3).

64

Задача 65

Определить скорость движения поршня диаметром D под действием силы F на штоке диаметром Dш. Проходное сечение дросселя ДР S0 = 2,0 мм2, его коэффициент расхода μ = 0,75, избыточное давление слива pс = pм. Давление в штоковой части цилиндра принять равным нулю, потерями давления от гидроцилиндра до дросселя пренебречь. Рабочая жидкость – масло (ρ = 900 кг/м3).

65

Задача 66

Рабочая жидкость (ρ = 850 кг/м3) подается от насоса в гидроцилиндр, а затем через два отверстия диаметром d в поршне и гидродроссель ДР на слив. Определить площадь проходного сечения дросселя для случаев:

– поршень находится в неподвижном равновесии под действием силы F;

– поршень перемещается со скоростью vп =10 мм/с влево против нагрузки F. Диаметры: поршня D, штока Dш. Давление насоса pн, давление на сливе pс = 0. Коэффициент расхода принять для отверстия в поршне μ0 = 0,80, а дросселя μдр = 0,65.

66

Задача 67

Правая и левая полости цилиндра гидротормоза сообщаются между собой посредством рабочей жидкости (ρ = 900 кг/м3) через дроссель ДР с проходным отверстием диаметра d и коэффициентом расхода μ = 0,65. Определить скорость перемещения поршня размерами D и Dш под действием силы F, учитывая потери давления в гидролинии только в дросселе.

67

Задача 68

Жидкость плотностью ρ = 850 кг/м3 подается от насоса через дроссель ДР в гидроцилиндр, а затем через четыре отверстия диаметром d на слив. Определить площадь проходного сечения дросселя, если поршень движется против нагрузки F со скоростью vп = 4,0 см/с. Диаметры: поршня D, штока Dш. Давление насоса pн, давление на сливе pс = 0. Коэффициенты расхода принять для отверстия в поршне μ0 = 0,82, а дросселя μдр = 0,60.

68

 

Задача 69

Рабочая жидкость (ρ = 850 кг/м3) подводится в поршневую полость гидроцилиндра под давлением pн. На линии слива установлен дроссель ДР с проходным отверстием диаметра d и коэффициентом расхода μ = 0,65. Давление на сливе pс = 0,10 МПа, усилие на штоке F. Диаметры: поршня D, штока Dш. Определить скорость перемещения поршня. Каким должен быть диаметр сечения дросселя (при μ = 0,65), чтобы скорость поршня стала равной vп = 5,0 см/с?

69

Задача 70

На рисунке показана упрощенная схема самолетного гидропневмоамортизатора. Процесс амортизации при посадке самолета происходит за счет проталкивания рабочей жидкости (ρ = 900 кг/м3) через отверстие диаметром d (коэффициент расхода μ = 0,75) и за счет сжатия воздуха. Диаметр поршня D. Определить скорость движения цилиндра относительно поршня в начальный момент амортизации, когда давление воздуха в верхней части амортизатора pм, расчетное усилие F.

70

Задача 71

Для пропуска воды в стенку заделана короткая труба диаметром d. Определить скорость истечения, расход воды и разрежение, возникающее внутри трубы (сечение 2 – 2), если Н1 и Н2 заданы.

71

Задача 72

Определить расход бензина (ρ = 700 кг/м3) через жиклер карбюратора диаметром d, коэффициент расхода которого μ = 0,8. Бензин поступает к жиклеру из поплавковой камеры благодаря вакууму, который создается в диффузоре карбюратора. Выходное сечение бензотрубки расположено на h выше уровня бензина в поплавковой камере, вакуум в диффузоре рвак, давление в поплавковой камере – атмосферное. Потерями напора в бензотрубке пренебречь.

72

Задача 73

Определить диаметры двух одинаковых отверстий в поршне гидротормоза, при которых скорость перемещения поршня ν при нагрузке R.

Диаметр поршня D, ширина манжеты δ, коэффициент трения в манжете f, плотность тормозной жидкости ρ = 870 кг/м3, коэффициент расхода отверстия μ = 0,8. Весом поршня и жидкости над ним пренебречь.

73

 Задача 74

Определить утечку воды Q из тепловой сети через образовавшееся в результате аварии отверстие в стенке трубопровода, если известны: избыточное давление в сети ризб; температура воды (ρ = 1000 кг/м3); площадь отверстия F. Коэффициент расхода отверстия μ = 1,0.

Задача 75

Определить коэффициенты расхода, скорости, сжатия и сопротивления при истечении воды в атмосферу через отверстие диаметром d под напором Н, если известны расход Q и координаты центра одного из сечений струи x и y.

75

Задача 76

Из резервуара по трубопроводу (d1, l1 и d2, l2) подается вода на высоту H2 = 12,0 м. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,15 мм. Коэффициент сопротивления для поворотов принять равным ζпов = 0,30, а для крана – ζк. Какое давление необходимо поддерживать в резервуаре, если уровень воды в нем принять постоянным, равным H1, а расход воды через кран равен Q = 1,2 л/с.

76, 77

Задача 77

Из резервуара по трубопроводу (d1, l1 и d2, l2) подается вода на высоту H2 = 10,0 м. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,20 мм.

Коэффициент сопротивления для крана принять равным ζк, а для поворотов трубопровода – ζпов = 0,40. Определить расход воды через кран, если уровень H1 воды в резервуаре постоянный, а показание манометра составляет pм.

76, 77

Задача 78

По трубопроводу длиной l1 насосом подается топливо (ρ = 900 кг/м3) на высоту H1. Избыточное давление, создаваемое насосом в начале трубопровода, равно рм. Трубопровод считать гидравлически гладким.

Местные потери в трубопроводе принять равными 10% потерь на трение по длине. Определить диаметр трубопровода, обеспечивающий расход топлива Q = 10,0 л/с.

78, 79

Задача 79

По напорному трубопроводу диаметром d1 и длиной l1 необходимо подавать насосом воду c расходом Q = 12,5 л/с. Высота подъема воды H1.

Определить увеличение давления нагнетания рм насоса при возрастающих значениях шероховатости стенок Δ в процессе эксплуатации труб от 0,20 мм до 1,2 мм.

78, 79

Задача 80

По вертикальной трубе (d1, l1 и d2, l2), соединяющей закрытый и открытый резервуары, перетекает керосин (ρ = 835 кг/м3). Верхний резервуар заполнен до уровня H1, показание манометра составляет рм.

Коэффициент сопротивления крана ζк. Определить расход керосина, считая шероховатость труб равной Δ = 0,2 мм, а уровни керосина в резервуарах постоянными.

80, 81

 Задача 81

Из закрытого резервуара, заполненного до уровня H1, по вертикальной трубе (d1, l1 и d2, l2) перетекает бензин (ρ = 765 кг/м3) в нижний открытый резервуар с расходом Q = 1,2 л/с. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,10 мм, коэффициент сопротивления крана ζк. Определить показание манометра в верхнем резервуаре, считая уровни бензина в резервуарах постоянными: рм.

80, 81

Задача 82

Из открытого резервуара через вертикальную трубу (d1, l1 и d2, l2) в атмосферу вытекает вода. Уровень в резервуаре постоянный, глубина H1. Шероховатость стенок труб Δ = 0,35 мм. Коэффициент сопротивления крана ζк. Определить расход воды.

82, 83

Задача 83

Из открытого резервуара через вертикальную трубу (d1, l1 и d2, l2) в атмосферу вытекает вода. Шероховатость стенок труб ζ = 0,50 мм. Коэффициент сопротивления крана ζк.

Считая уровень Н1 воды в резервуаре постоянным, определить его значение, если расход Q = 4,0 л/с.

82, 83

Задача 84

Насос по трубопроводу диаметром d1 и длиной l1 перекачивает топливо (ρ = 900 кг/м3) в резервуар на высоту H1. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,15 мм, коэффициент сопротивления колен ζкол = 0,40, а вентиля ζв.

Определить давление pм, которое должен создавать насос, чтобы подать топливо с расходом Q = 25 л/с.

84, 85

Задача 85

По трубопроводу длиной l1 насос перекачивает топливо (ρ = 880кг/м3) в резервуар на высоту H1. Манометрическое давление, создаваемое насосом, равно рм. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,25 мм. Местные потери в трубопроводе принять равными 15% потерь на трение по длине.

Определить диаметр трубопровода, обеспечивающий расход топлива Q = 5,0 л/с.

84, 85

Задача 86

Вода вытекает в атмосферу из резервуара с постоянным уровнем по трубопроводу (d1, l1 и d2, l2). Горизонтальный участок заглублен под уровень на H1, наклонный участок имеет высоту H2 = 15,0 м. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,20 мм, потерю напора на повороте не учитывать.

Определить, каков должен быть коэффициент сопротивления задвижки ζ при расходе в трубопроводе Q = 17 л/с.

 86, 87

Задача 87

Вода вытекает в атмосферу из резервуара с постоянным уровнем по трубопроводу (d1, l1 и d2, l2). Горизонтальный участок заглублен под уровень на H1, наклонный участок имеет высоту H2 = 18,0 м. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,50 мм, коэффициент сопротивления вентиля ζв, поворота – ζпов = 0,25.

Определить расход воды.

86, 87

Задача 88

Насос забирает масло (ρ = 920 кг/м3) из открытого бака по всасывающему трубопроводу диаметром d1 и длиной l1. Уровень масла в баке ниже оси насоса на H1. Вакуумметр, установленный перед насосом, показывает рвак = 30 кПа.

Определить расход масла, принимая местные потери напора в трубопроводе равными 10% от потерь на трение по длине.

88, 89

Задача 89

Насос забирает масло (ρ = 890 кг/м3) из открытого бака по всасывающему трубопроводу диаметром d1 и длиной l1. Уровень масла в баке ниже оси насоса на H1. Трубопровод считать гидравлически гладким, коэффициент сопротивления приемника ζпр = 4,0, колена – ζкол = 0,5.

Определить показание вакуумметра перед насосом, если насос обеспечивает расход Q = 12,0 л/с.

88, 89

Задача 90

Из открытого резервуара по трубопроводу (d1, l1 и d2, l2) происходит истечение воды в атмосферу при постоянном напоре H = 4,0 м.

Коэффициент сопротивления крана ζк, шероховатость стенок трубы Δ = 0,50 мм. Определить расход воды, если выходное отверстие трубопровода расположено выше входного на величину H1.

90, 91

Задача 91

Из открытого резервуара по трубопроводу (d1, l1 и d2, l2) происходит истечение воды в атмосферу. Выходное отверстие расположено выше входного на величину H1. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,50 мм, коэффициент сопротивления крана ζк.

Определить, при каком напоре Н, можно получить расход Q = 5,6 л/с.

90, 91

Задача 92

Горизонтальная труба (d1, l1 и d2, l2) соединяет закрытый (где поддерживается избыточное давление pм), и открытый резервуары с постоянными уровнями H1 и H2 (H2 = 1,20 м).

Определить расход воды, если коэффициент сопротивления вентиля ζв, а шероховатость стенок трубы Δ = 0,50 мм.

92

Задача 93

Закрытый и открытый резервуары с постоянными уровнями Н1 и H2 (H2 = 0,80 м) соединены горизонтальной трубой (d1, l1 и d2, l2), имеющей шероховатость стенок Δ = 0,50 мм.

Какое давление рм необходимо поддерживать в закрытом резервуаре, чтобы расход воды по трубе составлял Q = 10 л/с, если коэффициент сопротивления вентиля ζв.

92-93

Задача 94

Определить давление на входе в шестеренный насос системы смазки, подающий расход Q = 1,0 л/с масла (ρ = 890 кг/м3). Размеры всасывающего трубопровода d1 и l1, шероховатость его стенок Δ = 0,10 мм.

Входное сечение насоса расположено ниже свободной поверхности в масляном баке на H1. Местные потери в трубопроводе принимать равными 10% потерь на трение по длине.

Как изменится давление перед насосом, если в результате нагрева вязкость масла уменьшится в 20 раз?

94-95

Задача 95

На входе в шестеренный насос системы смазки обеспечивается вакуум рвак = 30 кПа. Входное сечение насоса расположено ниже свободной поверхности в масляном баке на H1. Размеры всасывающего трубопровода d1 и l1. Трубопровод считать гидравлически гладким. Местные потери в трубопроводе принимать равными 10% потерь на трение по длине.

Определить расход Q масла (ρ = 900 кг/м3) в трубопроводе.

94-95

Задача 96

Насос подает масло (ρ = 900 кг/м3) в гидроцилиндр диаметром D = 150 мм по трубопроводу длиной l1. Давление нагнетания насоса равно рм.

Избыточное давление в гидроцилиндре рг = 1,5 МПа. Трубопровод считать гидравлически гладким. Местные потери принять равными 20% потерь на трение по длине.

Определить, каким должен быть диаметр трубопровода, чтобы обеспечить скорость движения поршня vп = 0,1 м/с.

96-97

Задача 97

Насос по трубопроводу размерами d1 и l1 через фильтр (ζф = 9,0) подает масло в гидроцилиндр. Давление нагнетания насоса рм.

Коэффициент сопротивления колен ζкол = 0,40. Трубы гидравлически гладкие.

Скоростью движения поршня гидроцилиндра можно пренебречь.

Определить, как изменится давление в гидроцилиндре при изменении температуры масла от 5°С (ν = 3,0 Ст; ρ = 890 кг/м3) до 50°С (ν = 0,2 Ст, ρ = 850кг/м3), если расход масла по трубопроводу Q = 1,7 л/с.

96-97

Задача 98

Для подачи воды в количестве Q = 0,025 м3/с на расстояние l = 500 м под напором H1 можно использовать трубы диаметром d1 и d2, шероховатость стенок которых Δ = 1,0 мм.

Определить необходимые длины участков l1 и l2.

98-99

Задача 99

По трубопроводу размерами d1, l1 и d2, l2 подается вода под постоянным напором H1.

Определить расход воды, если шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,50 мм.

98-99

 Задача 100

По горизонтальному трубопроводу длиной l1 необходимо перекачивать нефть (ρ = 910 кг/м3) с расходом 60 л/с при условии, чтобы падение давления в трубопроводе не превышало Δр = 4,0 МПа. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,20 мм.

Определить диаметр трубопровода.

100

Задача 101

Силовое воздействие воды на сегментный затвор изучается на модели в масштабе KL. Напор в натуре равен Hн = 5,0 м.

Определить: 1) напор H м воды, который необходимо поддерживать в модели;

2) силу воздействия потока на затвор Fн, если для модели она оказалась равной Fм = 80 Н.

101

Задача 102

Участок трубы диаметром Dн для подачи керосина (ρн = 850 кг/м3) испытывается на лабораторном стенде продувкой воздуха (ρм =1,16 кг/м3, νм = 0,156 Ст ).

Определить: 1) скорость продувки, если скорость керосина в трубопроводе vн;

2) потерю напора hн на дроссельной шайбе при работе на керосине, если при испытании на воздухе потеря давления составила pм.

102-103

Задача 103

В трубопроводе диаметром Dн и пропускающем расход воды Qн при tн = 60° (давление насыщенных паров = 20,2 кПа, ρн = 983 r/м) установлена дроссельная шайба. Определение критического абсолютного давления p перед шайбой, при котором в трубопроводе за шайбой возникает кавитация, проводится на бензине при tм = 60° (= 16,3 кПа, ρм = 710кг/м3, νм = 0,0093 Ст). В опыте получено pм. Зона автомодельности при Re ≥ 105.

Определить: 1) расход бензина в модели Qм;

2) абсолютное критическое давление перед шайбой в натуре pн.

100 102-103

Задача 104

Выравнивание потока в теплообменном аппарате, пропускающем Qн воды, осуществляется с помощью решетки, установленной в обечайке диаметром Dн. Определение гидравлического сопротивления решетки производится на модели, выполненной в масштабе KL и работающей на воздухе (ρм = 1,25 кг/м3, νм = 0,156 Ст ).

Определить: 1) расход для модельной установки Qм;

2) потерю напора в натурном теплообменнике, если потеря давления в модели составила pм.

104

Задача 105

Гидравлический демпфер (гаситель колебаний) представляет собой гидроцилиндр, полости которого соединены обводной трубкой диаметром dн с дросселем. Диаметры поршня D и штока D. Статические характеристики демпфера (зависимость скорости равномерного движения vн штока от постоянной нагрузки Fн), работающего на масле (ρн = 880 кг/м3), исследуется на модели, выполненной в масштабе KL и работающей на 50% — м растворе глицерина (ρм = 1135 кг/м3, νм = 0,06 Ст ).

Определить: 1) скорость движения штока гидроцилиндра модели vм, если скорость движения штока в натуре vн;

2) нагрузку, приложенную к штоку гидроцилиндра, если на модели получено усилие Fм = 6500 Н.

105

Задача 106

Для определения сопротивления обратного клапана с проходным диаметром Dн изготовлена его модель в масштабе KL.

Определить: 1) расход воздуха (ρм = 1,2 кг/м3, νм = 0,154 Ст) в модели, если в натуре через клапан протекает Qн воды;

2) потерю напора в натуре hн, если в модели потеря давления составила pм.

106

Задача 107

Для определения силового воздействия со стороны потока воды Qн на дисковый затвор, установленный в трубопроводе диаметром Dн, изготовлена модель в масштабе KL, работающая на воздухе (ρм = 1,17 кг/м3, νм = 0,651Ст). Зона турбулентной автомодельности при Re ≥ 105.

Определить: 1) выполнение условий подобия, если расход воздуха в модели составляет Qм = 0,65 м3/с;

2) силу, действующую на дисковой затвор в натуре, если в модели она составила Fм = 8,7 Н.

107

Задача 108

Для определения момента, действующего на шарнирную захлопку, установленную в трубопроводе диаметром Dн и пропускающую Qн нефти (ρн = 830 кг/м3), изготовлена модель в масштабе KL.

Определить: 1) расход воды (νм = 0,010 Ст) в модельной установке QМ;

2) момент, приложенный к оси шарнирной захлопки в натуре, если в модели этот момент составил 0,072 Н · м.

108

Задача 109

Для улучшения работы короткого диффузора с диаметром Dн в нем установлен направляющий аппарат. В натуре по диффузору протекает Qн воздуха (ρн = 1,17 кг/м3).

Определить: 1) расход Qм в модельном диффузоре, работающем на воде ( νм = 0,010 Ст);

2) перепад давления в натуре pн, если в модели потеря напора составила hМ.

109

Задача 110

Работа ротаметра, имеющего диаметр трубки Dн и пропускающего Qн керосина (ρн = 790 кг/м3), основана на уравновешивании веса поплавка в жидкости силой действия потока.

Определить: 1) расход воды (νм = 0,010 Ст) в модельном ротаметре, выполненном в масштабе KL, если зоне турбулентной автомодельности соответствует условие Re ≥ 105;

2) плотность материала поплавка модельного ротаметра, если в натурном ротаметре он сделан из алюминия (ρпн = 2700 кг/м3).

110

Задача 111

Истечение воды из резервуара под напором Hн = 1,0 м происходит через выпускающий коллектор Dн, который перекрыт дисковым затвором.

Определить: 1) напор в модельной установке, если модель выполнена в масштабе KL и работает на воде;

2) расход в модельной установке Qм при одинаковом с натурой открытием дискового затвора, если в натуре расход равен Qн;

3) силу Fн, действующую на дисковый затвор, если в модели эта сила составила Fм = 2,2 Н.

111

Задача 112

Аэродинамическое сопротивление автомобиля высотой hн 1,4  определяется продувкой его модели в аэродинамической трубе.

Кинематический коэффициент вязкости воздуха ν = 0,156 Ст; зона автомодельности при Re ≥ 5 · 105.

Определить: 1) максимальный масштаб модели KL, если скорость автомобиля vн, а скорость продувки модели 45 м/с;

2) отношение сил сопротивления модели и натуры.

Задача 113

Измерительная диафрагма диаметром D и отношением d/D = 0,65 испытывается на воде (νм = 0,010 Ст). Зона турбулентной автомодельности (постоянство градуировочного коэффициента) начинается при расходе воды Qм = 11,8 л/с, при этом показание ртутного дифманометра составило hм.

Определить: 1) расход Qн, соответствующий началу зоны турбулентной автомодельности, при работе диафрагмы на воздухе (ρн = 1,17 кг/м3);

2) показание водяного дифманометра при работе диафрагмы на воздухе.

113

Задача 114

Трубка Вентури с входным диаметром Dн и соотношением d/D = 0,55 используется для измерения расхода керосина.

Определить: 1) расход воды (νм = 0,010 Ст) Qм в модельной трубке Вентури, выполненной в масштабе KL, если расход керосина (ρн = 820 кг/м3) в натуре равен Qн;

2) разность показаний пьезометров в натуре hн, если в модели она составила hм.

114

Задача 115

Расходомер в виде сопла с входным диаметром Dн и d/D = 0,45 используется для измерения расхода нефти.

Определить: 1) расход воздуха (ρм = 1,17 кг/м3, νм = 0,16 Ст) в модели, выполненной в масштабе KL, если расход нефти (ρн = 810 кг/м3) в натуре составил Qн;

2) разность показаний ртутного дифманометра в натуре hн, если в модели разность давлений составила pм.

Задача 116

Истечение нефти через насадок диаметром Dн при малом напоре Hн = 2,5 · Dн исследуется на модели, работающей на воде (ν = 0,010 Ст).

Определить: 1) диаметр модельного насадка Dм; 2) расход через натурный насадок Qн, если на модели получен расход воды Qм.

Задача 117

Вентиляция закрытых помещений при сварке производится с помощью гибких металлических труб – металлорукавов.

Определить: 1) расход воздуха в модельном металлорукаве, выполненном в масштабе KL, если в натуре средняя скорость воздуха составила νн  = 5,2 м/с при диаметре Dн;

2) перепад давления в натуре pн, если в модели он составил pм.

Задача 118

Определить скорость буксировки модели надводного судна, если модель выполнена в масштабе KL. Длина натурного судна Lн = 100 м, а его скорость vн. Модель испытывается в зоне турбулентной автомодельности – при температуре 15°С (νм = 0,0114 Ст).

Вычислить также числа Фруда и Рейнольдса для натуры и модели.

Задача 119

Скорость буксировки модели в бассейне ограничена величиной vн = 5,0 м/с. Определить длину и массу модели надводного судна, имеющего длину Lн = 100 м, объемное водоизмещение Vн = 3000 м3 и скорость хода vн. Считать, что испытания проводятся в зоне турбулентной автомодельности (Re ≥ 2 · 106 ) при температуре воды 15°С (νм = 0,0114 Ст).

Задача 120

Модель надводного судна с работающими гребными винтами, выполненная в масштабе KL, испытывается в бассейне. Предполагая, что при испытаниях обеспечено гидродинамическое подобие в зоне турбулентной автомодельности, определить: 1) скорость буксировки модели, если скорость движения натурного судна vн;

2) масштаб сил Fн: Fм, действующих на корпус судна, считая плотность воды в натурных и модельных условиях одинаковой;

3) масштаб буксировочной мощности Nн: Nм.

Задача 121

Для проведения буксировочных испытаний модели озерного теплохода длиной Lн = 62 м и объемным водоизмещением Vн = 635 м3 необходимо установить масштаб, массу и скорость буксировки модели при обеспечении гидродинамического подобия, если скорость движения натуры vн, начало зоны турбулентной автомодельности соответствует Re ≥ 2 · 106.

Температура воды при модельных испытаниях 20°С (νм = 0,010 Ст).

Задача 122

Модель подводного судна, имеющего длину Lн = 30м, изготовлена в масштабе KL. Скорость натурного судна vн. Определить скорость буксировки модели при испытаниях в бассейне и скорость продувки модели в аэродинамической трубе. Кинематический коэффициент вязкости воды при модельных испытаниях νм = 0,0114 Ст, воздуха νвоз = 0,146 Ст.

Задача 123

Модель надводного судна, выполненная в масштабе KL с работающими гребными винтами, испытывается в бассейне. Предполагая, что при испытаниях обеспечено гидродинамическое подобие в зоне турбулентной автомодельности, определить: 1) скорость буксировки модели, если скорость движения натурного судна vн;

2) число оборотов nм модели гребного винта, если nн =10 об/с;

3) масштаб мощности на валу гребного винта Nн: Nм.

Задача 124

Для проведения испытаний на качку необходимо определить массу, аппликату центра масс и момент инерции массы модели, если для натуры сходственные величины равны: mн = 12,0 · 106 кг, zg = 11,8 м и Iн = 5,52 · 109 кг · м2. Масштаб модели KL. Принять, что при качке главными силами являются массовые и инерционные, плотность воды в натурных и модельных условиях одинакова. Каким будет отношение периодов собственной качки натуры и модели?

Задача 125

Модель судового гребного винта изготовлена в масштабе KL. Испытания в бассейне проводятся по условиям подобия сил тяжести при температуре воды 20°С (νм = 0,010 Ст). Определить число оборотов модели nм, если для натурного гребного винта nн = 10 об/с, его диаметр Dн. Скорость натурного судна vн.

Задача 126

Определить подачу и напор центробежного насоса (рабочую точку) при перекачивании воды в открытый резервуар из колодца на высоту H2 по чугунному трубопроводу диаметром d1, длиной l1. Температура воды Т.

Местные сопротивления соответствуют эквивалентной длине lэкв = 8 м. Как изменяется подача и напор насоса, если частота вращения рабочего колеса уменьшится на 10%?

Данные, необходимые для построения характеристики Q-H центробежного насоса:

Q/Q0           1,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00

H/H0           1,0    1,05 1,00 0,88 0,65 0,35

Здесь Q0 – подача насоса при H = 0; H0 – напор, развиваемый при Q = 0.

126

Задача 127

Два одинаковых центробежных насоса работают параллельно и подают воду в открытый резервуар из колодца на высоту H2 по чугунному трубопроводу диаметром d1, длиной l1. Температура воды Т. Суммарный коэффициент местных сопротивлений Σζ = 30. Определить рабочую точку (подачу и напор) при совместной работе насосов на сеть. Как изменятся суммарная подача и напор, если частота вращения рабочего колеса одного из насосов увеличится на 10%? Данные, необходимые для построения характеристик QH, те же, что и в задаче 126.

127

Задача 128

Два одинаковых центробежных насоса работают последовательно и подают воду в открытый резервуар из колодца на высоту H2. Определить рабочую точку (подачу и напор) при совместной работе насосов на сеть, если коэффициент потерь напора сети λl/d1 + Σζ = 1200, а диаметр трубопровода d1. Как изменяются суммарный напор и подача, если частота вращения рабочего колеса одного из насосов увеличится на 12%?

Данные, необходимые для построения характеристики QH, те же, что и в задаче 126.

128

Задача 129

Центробежный насос подает воду на высоту H2. Стальные трубы всасывания и нагнетания соответственно имеют диаметр d1 и d2, а длину l1 и l2. Температура подаваемой воды T. Найти рабочую точку при работе насоса на сеть. Определить, как изменятся напор и мощность насоса при уменьшении задвижкой подачи воды на 25%. Местные сопротивления учтены эквивалентными длинами, включенными в заданные длины труб.

Характеристика насоса:

Q, л/с                   0       10     20     30     40     50     60     70

Н, м           12,5  13,2  13,5  13,2  12,7  11,5  9,5    7,5

η, %           0       48     68     78     8,2    80     74     60

129

Задача 130

Центробежный насос перекачивает легкую нефть из открытого резервуара А в закрытый бак Б цилиндрической формы, высота бака H2. Температура перекачиваемой жидкости Т. Стальные трубы всасывания и нагнетания соответственно имеют диаметр d1 и d2, длину l1 и l2. В каких пределах изменяются напор и подача насоса в начале и в конце наполнения бака жидкостью от hн = 0,1 H2 до hк = 0,7 H2, полагая, что в начале наполнения давление воздуха в баке равнялось атмосферному, а сжатие воздуха происходит по изотермическому закону.

Считать, что высота всасывания hв = 1,6 м в процессе работы насоса остается постоянной. Принять, что движение жидкости в начальный и конечный моменты наполнения бака является установившимся. Местными гидравлическими сопротивлениями можно пренебречь.

Данные, необходимые для построения характеристики насоса:

Q/Q0           0,00  0,20  0,40  0,60  0,80  1,00

Н/Н0           1,0    1,06  1,00  0,88  0,66  0,00

Здесь Q0 – подача насоса при H = 0; H0 – напор, развиваемый при Q = 0.

130

Задача 131

Шестеренный насос подает масло (турбинное 30) из открытого гидробака в полость гидроцилиндра, где избыточное давление pц = 2,40 МПа. Температураперекачиваемого масла T. Линия всасывания и нагнетания, выполненные из алюминиевых труб, соответственно имеют диаметр d1 и d2, длину l1 и l2. На линии всасывания имеется фильтр с коэффициентом сопротивления lф = 10.

Определить давление и подачу насоса для двух случаев перекрытия дросселя, установленного на линии нагнетания: коэффициент его сопротивления ζдр = 9 и ζдр = 200. Местными сопротивлениями, кроме фильтра и дросселя, пренебречь. Характеристика насоса с клапаном Qн = f (pн) задана:

Qн, л/с        0,00  0,52  0,60

рн, МПа      3,5    3,2    0,00

131

Задача 132

Как изменятся рабочие параметры (давление и подача) шестеренного насоса при зарядке пневмогидроаккумулятора маслом АМГ-10, если давление воздуха в начале зарядки в аккумуляторе pн = 0,3 МПа, а в конце зарядки – pк = 2,0 МПа, температура масла T. Длина трубопровода, изготовленного из латуни, от гидробака до насоса l1, а диаметр d1, соответственно размеры трубопровода от насоса до аккумулятора l2 и d2.

Коэффициент сопротивления фильтра ζф = 6, дросселя ζдр = 40. Остальными местными сопротивлениями пренебречь.

 Характеристика насоса такая же, что и в задаче 131.

132

Задача 133

На рисунке показана упрощенная схема системы охлаждения автомобильного двигателя, состоящая из центробежного насоса H, охлаждающей рубашки блока цилиндров Б, термостата Т, радиатора Р и трубопроводов. Черными стрелками показано движение охлаждающей жидкости при прогретом двигателе, а светлыми стрелками – при холодном двигателе, когда радиатор посредством термостата отключен.

Определить расход охлаждающей жидкости в системе в двух случаях: двигатель прогрет и двигатель холодный. Известны следующие величины: длина трубы от радиатора до насоса l1; от блока до радиатора l2; от блока до насоса l3 = 0,2 м; диаметр всех труб d1; коэффициенты сопротивлений охлаждающей рубашки ζ1 = 2,2, радиатора ζ2 = 1,4, термостата при отключенном радиаторе ζ3 = 1,2 и при включенном радиаторе  = 0,3; плотность охлаждающей жидкости можно принять постоянной ρ = 1010 кг/м3, а ее кинематический коэффициент вязкости на прогретом двигателе υ = 0,26 Ст и на холодном двигателе υ’ = 0,55 Ст. Трубы можно считать гидравлически гладкими. Частоту вращения вала насоса для обоих случаев принять одинаковой, при которой характеристика насоса имеет параметры:

Q, л/мин.   0,00  100   200   300   400   500   600

Н, м           14,0  13,7  13,3  13,0  12,2  10,8  9,5

133

Задача 134

Центробежный насос перекачивает керосин Т-1 при температуре Т из резервуара в бак на высоту H2 по трубопроводам размерами l1, dl, и l2, d2. Трубы стальные сварные новые. Суммарные коэффициенты местных сопротивлений – Σζ1 = 3 и Σζ2 = 8. Определить подачу, напор и мощность насоса при n = 1600 об/мин. Найти также частоту вращения насоса, необходимую для увеличения его подачи на 50%.

Характеристика насоса при частоте вращения n = 1600 об/мин. задана:

Q, л/с        0,0    2,0    4,0    6,0    8,0    10,0  12,0  14,0  16,0

Н, с            15,0  15,5  15,4  15,0  14,0  12,5  10,4  7,8    4,6

η, %           0,0    40,0  64,0  74,0  75,0  70,0  58,0  40,0  16,0

134

Задача 135

Из резервуара с постоянным уровнем бензин авиационный при температуре Т подается центробежным насосом в бак. Определить подачу насоса для случая, когда уровень жидкости в баке располагается на высоте H2. Диаметр трубопровода d1. Суммарный коэффициент сопротивления трубопровода (λl/d1 + Σζ) = 16.

До какого уровня может подняться жидкость в баке, если из него она отбирается в количестве q = 3,0 л/с? Какими будут в этот момент подача и напор насоса?

Данные, необходимые для построения характеристики QH:

Q/Q0           0,00  0,20  0,40  0,60  0,80  1,00

Н/Н0           1,0    1,10  1,09  1,00  0,83  0,58

Здесь Q0 – подача насоса при H = 0; H0 – напор, развиваемый при Q = 0.

135

Задача 136

Центробежный насос откачивает воду из колодца в резервуар с постоянным уровнем H2 по трубопроводам размерами l1, d1 и l2, d2. Трубы стальные оцинкованные. На какой глубине h установится уровень воды в колодце, если приток в него Q0, а частота вращения насоса n = 1450 об/мин? Найти также наименьшую частоту вращения насоса, которая обеспечит отсутствие переполнения колодца при том же притоке.

При расчетах принять суммарные коэффициенты местных сопротивлений в трубопроводах ζ1 = 6,0 и ζ2 = 10,0. Температура перекачиваемой воды Т.

Характеристика насоса при n = 1450 об/мин.:

Qн, л/с        0       2,0    4,0    6,0    8,0    10,0  12,0  14,0

Нн, м          22,0  22,4  22,6  22,4  21,5  20,0  18,0  15,0

136

Задача 137

Центробежный насос, характеристика которого задана при n = 2900 об/мин, перекачивает воду по сифонному трубопроводу диаметром d1 с восходящей и нисходящей ветвями длиной соответственно l1 и l2. Разность уровней в баках h = 2,0 м, верхняя точка сифона расположена на высоте H2.

Определить наименьшую частоту вращения насоса, при которой в точке К не будет вакуума. Коэффициент сопротивления трения трубопровода принять λ = 0,030, а местными потерями напора пренебречь.

Данные, необходимые для построения характеристики насоса при n = 2900 об/мин:

Q/Q0           0,00  0,14  0,28  0,42  0,56  0,70

Н/Н0           1,00  1,00  0,93  0,87  0,73  0,50

Здесь Q0 – подача насоса при H = 0; H0 – напор, развиваемый при Q = 0.

137

Задача 138

Определить подачу и мощность центробежного пожарного насоса при n = 3000 об/мин, если насос подает воду по шлангам размерами l1, d1, (λ1 = 0,025; ζ1 = 4,0) и l2, d22 = 0,035; ζ2 = 10,0) через сходящийся насадок диаметром d = 40 мм (ζ = 0,08) на высоту H2.

Как изменятся подача и напор насоса, если частота вращения рабочего колеса уменьшится на 15%?

 Характеристика насоса при n = 3000 об/мин:

Qн, л/с        0,0    5       10     15     20     25     30     35

Нн, м          140   140   136   130   121   110   98     83

η,%            0       34     55     68     75     77     73     65

138

Задача 139

Поршневой насос перекачивает воду из резервуара А в резервуар В и С, отметки уровней в которых соответственно равны ∇ 2,0 м; ∇6,0 м и ∇-4,0 м (отметку оси насоса принять за нуль). Подача в резервуар В равна Q0. Трубопровод состоит из двух участков труб диаметром d1 и длиной l1 и двух участков размерами d2 и l2. На трубе, идущей к нижнему резервуару, установлен кран, открытый настолько, что его коэффициент сопротивления ζ = 120.

Определить подачу, напор и мощность насоса, пренебрегая всеми местными сопротивлениями, за исключением сопротивления крана и, принимая коэффициент сопротивления трения в трубах ζ = 0,030. КПД насоса η = 0,75.

При каких значениях коэффициента сопротивления ζ крана подача в верхний резервуар будет равна нулю?

139

Задача 140

Центробежный насос подает в конденсатор паровой турбины морского судна охлажденную забортную воду (ρ = 1025 кг/м3, ν = 0,010 Ст) в количестве 1800 м3/ч. Общая длина трубопровода, выполненного из меди, l1, его диаметр d1. Суммарное значение коэффициентов местных сопротивлений, отнесенное к скорости в трубопроводе, ζ = 16,4. КПД насоса η = 0,8. Определить мощность насоса, если забортный клапан расположен выше ватерлинии на H2. Как изменится мощность насоса, если при осадке судна и той же подаче насоса забортный клапан окажется ниже ватерлинии?

140

Задача 141

Два последовательно соединенных одинаковых центробежных насоса перекачивают воду при n1 = n2 = 1000 об/мин. из водохранилища А с отметкой уровня ∇ = 0 в бассейн В с отметкой уровня ∇H2 по стальному трубопроводу общей длиной 2l1 и диаметром d1. Суммарный коэффициент местных сопротивлений ζ = 12. Температура воды Т.

Определить подачу насосов и потребляемую каждым из них мощность. Как необходимо изменить частоту вращения одного из насосов, чтобы увеличить расход в трубопроводе на 25%?

Характеристика насоса при n = 1000 лю/мин:

Qн, л/с        0       50     100   150   200   250

Нн, м          20,0  20,0  19,2  18,2  16,3  12,5

η                 0       0,50  0,80  0,84  0,83  0,70

141

Задача 142

Центробежный насос, работая при n = 1450 об/мин, подает воду из резервуара А в баки С и Д. Расстояния между уровнями в резервуаре и баках H1 = 25,0 м и H2. Система трубопроводов состоит из трубы АВ размерами d1 и l1 и двух одинаковых ветвей ВС и ВД размерами d2 и l2.

Трубы стальные сварные. Местные сопротивления учтены эквивалентными длинами, включенными в заданные длины труб. Температура воды Т.

Определить подачу воды в баки С и Д и мощность насоса. При какой частоте вращения насоса (в случае тех же открытиях вентилей) подача в бак С прекратится?

Характеристика насоса при n = 1450 об/мин:

Qн, л/с        0       4       8       12     16     20     24     28     32

Нн, м          52     54     55     54     52     49     44     38     30

η, %            0       30     50     63     71     75     75     70     58

142

Задача 143

Насос обеспечивает расход Q0 по трубопроводу длиной l1 (включая линию всасывания) и диаметром d1, в котором установлен вентиль с коэффициентом сопротивления ζв = 2,0. В точке М трубопровод разветвляется на две ветви, одна из которых размерами l2 и d2 содержит дроссель с коэффициентом сопротивления ζ2 = 5,0, а другой размерами l3 = 1,2l2 и d3 = d2  – дроссель с ζ3 = 4 ζ2. Трубы стальные бесшовные. Определить расходы бензина в ветвях, давление и полезную мощность насоса, если температура бензина Т. Давление в конечных сечениях труб атмосферное и геометрические высоты одинаковы. Как изменятся параметры насоса, если дроссель 2 полностью закрыть?

143

Задача 144

Определить давление и полезную мощность насоса, если известна его подача Q0 при работе на трубопровод размерами: l1(включая линию всасывания) и d1, l2 и d2 , l3 = 1,5l2 и d3 = d2, l4 = l1 и d4 = l1. Трубы изготовлены из латуни, перекачиваемая жидкость – масло трансформаторное при температуре Т. Коэффициент сопротивления фильтра ζ3 = 10, дросселей ζ2 = 5 и ζ4 = 4, вентиля ζ1 = 3. В конечных сечениях труб давление атмосферное и геометрические высоты одинаковы.

Как изменятся параметры насоса, если линия 3 из-за загрязненности фильтра полностью перекроется?

144

Задача 145

В двигателе внутреннего сгорания подача масла для смазки коренных подшипников коленчатого вала производится насосом Н по трубке размерами l1 и d1 через фильтр Ф и распределительный канал К, от которого отходят отводные каналы к серединам подшипников. Часть подачи насоса по трубке размерами l2 и d2 подается в радиатор Р, из которого по такой же трубке сливается в картер. Определить давление насоса и расход масла через подшипники и радиатор. Сопротивление фильтра и радиатора принять эквивалентным сопротивлению трубок длиной lф = 100 d1 и lр = 1300 d2, а суммарное сопротивление распределительного канала с отводными каналами и подшипниками – сопротивлению трубки длиной lк = 0,80 м при диаметре d = 4 мм.

Плотность масла ρ = 900 кг/м3, кинематический коэффициент вязкости ν = 0,3 Ст.

Характеристика насоса задана:

Qн, л/с        0       0,10  0,12

ρн, МПа     0,7    0,6    0

145

Задача 146

Центробежный насос, характеристика которого описывается уравнением Hн = H0k1Q2, нагнетает жидкость в трубопровод, потребный напор для которого пропорционален квадрату расхода: Нпотр = k2Q2. Определить подачу насоса и его напор, если заданы Н0, k1, k2. Какими будут подача насоса и напор, если частота его вращения увеличится вдвое и вдвое возрастет сопротивление трубопровода, т. е.  = 0,1 · 106 c25?

Задача 147

Центробежный насос поднимает воду на высоту hг по трубопроводу длиной L и диаметром d. Коэффициент гидравлического трения λ = 0,03, суммарный коэффициент местных сопротивлений равен Σζ.

Определить подачу, напор и мощность, потребляемую насосом. Как изменится подача и напор насоса при уменьшении частоты вращения до n2 = 900 мин-1?

Задача 148

Центробежный насос поднимает воду на высоту hг по трубам l1, d1, (λ1 = 0,020) и l2, d22 = 0,025). Определить подачу насоса при n1 = 900 мин-1.

Сравнить величины мощности, потребляемой насосом, при уменьшении его подачи на 25% дросселированием задвижкой или изменением частоты вращения, если р1 = р2 = ра. Местные сопротивления учтены эквивалентными длинами, включенными в заданные длины труб.

Центробежный насос, расположенный на уровне с отметкой ∇В = 4 м, перекачивает воду из открытого резервуара с уровнем ∇А = 2 м в резервуар с уровнем ∇С = 14 м и избыточным давлением на поверхности р. Определить подачу, напор и мощность насоса, если манометр, установленный на выходе из него, показывает М кПа. Всасывающий и напорный трубопроводы имеют длины l1, l2 и диаметры d1, d2. При расчетах принять коэффициенты сопротивления трения трубопроводов λ1, λ2, а коэффициент сопротивления всасывающей коробки с обратным клапаном ζк и частично закрытой задвижки ζз. Сопротивление отводов не учитывать. Построить пьезометрическую линию для системы.

148

Задача 150

Построить характеристику сети, представляющей собой трубу диаметром d, длиной l, если эквивалентная длина всех местных сопротивлений , а коэффициент трения λ = 0,03. Какую мощность на валу потребует насос при работе на данную сеть, если полезный напор, преодолеваемый насосом, составляет Н.

Задача 151

В ОГП поступательного движения используется гидроцилиндр с двухсторонним штоком, диаметры Dп, Dш = Dп/2, КПД ηцо = 0,99, ηмц = 0,96, шток нагружен силой F и движется со скоростью vп. Гидролинии выполнены из трубки диаметром d, длина общая от насоса до бака l, система заполнена жидкостью Ж, расчетная температура T. Коэффициент сопротивления распределителя ςр = 1,5.

Определить подачу насоса, развиваемое им давление pн и потребляемую мощность Nпот, если КПД объемный ηон = 0,95, общий ηо = 0,78.

151-152

Задача 152

Гидропривод поступательного движения преодолевает внешнее усилие на штоке F, гидроцилиндр имеет поршень диаметром Dп и шток с Dш = 0,6Dп, КПД объемный ηоц = 0,99, механический ηмц = 0,95. Пластинчатый насос с рабочим объемом V0 = 60 см3 вращается со скоростью n, объемный КПД насоса ηон = 0,98. Гидролинии имеют диаметр d, их общая длина l. В системе рабочая жидкость Ж при температуре T.

Пренебрегая сопротивлением распределителя, найти скорость перемещения штока vп, давление, развиваемое насосом pн, и его полезную мощность.

151-152

Задача 153

Определить полезную мощность Nпол ОГП и его КПД ηогп при внешнем усилии на штоке F и скорости vп. Гидроцилиндр с односторонним штоком имеет поршень диаметром Dп, шток с диаметром Dш = 0,5 Dп, КПД ηоц = 1,0, ηмц = 0,9; насос имеет общий КПД ηн = 0,8. Гидросистема заполнена жидкостью Ж, температура T, гидролинии имеют диаметр d и длины: напорная 0,6l, сливная 0,8l, коэффициент сопротивления каждого канала распределителя ςр = 2.

153-154

Задача 154

В ОГП поступательного движения шток гидроцилиндра, преодолевая силу F, движется со скоростью vп, диаметр поршня гидроцилиндра Dп, штока Dш = 0,5Dп, КПД гидроцилиндра ηмц = 0,95, ηцо = 0,99. Гидролинии имеют общую длину l и диаметр d, суммарный коэффициент местных сопротивлений Σς = 12, в системе жидкость Ж при температуре T.

Определить потребляемую мощность насоса при КПД ηн = 0,78.

153-154

Задача 155

Гидропривод поступательного движения приводится от насоса, характеристика которого определена точками (0л/с, 5,5МПа), (0,5л/с, 5,0МПа), (0,6л/с, 0,0МПа). Шток гидроцилиндра нагружен силой F, поршень имеет диаметр Dп, шток Dш = 0,5Dп, механический КПД гидроцилиндра ηцм = 0,95, объемный ηмц = 1,0. Гидролинии имеют общую длину l и диаметр d, система заполнена жидкостью Ж, температура Т. Скорость штока vп регулируется дросселем с коэффициентом расхода μ = 0,62. Определить скорость штока и давление насоса при площади проходного сечения дросселя Sдр = 6 мм2, другими местными сопротивлениями пренебречь.

155-156

Задача 156

Определить полезную мощность насоса, имеющего рабочий объем V0 = 30 см3, при работе в составе гидропривода, изображенного на рисунке. Шток нагружен силой F, диаметр поршня Dп, штока Dш = 0,5 Dп, механический КПД гидроцилиндра ηцм = 092; объемный ηоц = 0,96. Напорная линия имеет длину l1 = 0,8l , сливная l2 = 0,6l, диаметр одинаковый d, в системе жидкость Ж при температуре Т. Регулирующий дроссель имеет проходное сечение Sдр = 6,5 мм2, коэффициент расхода μ = 0,6. Характеристика насоса задана точками (0 л/с, 6,0 МПа), (0,4л/с, 5,2 МПа), (0,45 л/с, 0,0 МПа).

155-156

Задача 157

Для подъема груза G = 1,8 F со скоростью vп применяются два одинаковых гидроцилиндра с диаметрами Dп и Dш = 0,5 Dп. Груз смещен так, что на первый цилиндр приходится нагрузка F, а на второй – 0,8 F. Гидролинии имеют диаметр d и длины: от точки А до цилиндров l1 = 0,4l, от цилиндров до точки В l2 = 0,3l, от точки В до бака l3 = 0,7l; в системе жидкость Ж при температуре Т. Определить давление, создаваемое насосом в точке А, и коэффициент сопротивления дросселя ςдр, который надо установить для подъема платформы груза без перекосов. Механический КПД гидроцилиндра ηцм = 092, объемный – ηоц = 1,0. Местными потерями, кроме дросселя, пренебречь.

Указание. Расчет ведется из условия, что потери давления (с учетом перепада давлений на поршнях) в гидролиниях гидроцилиндров равны.

157-158

Задача 158

В подъемном устройстве используются два одинаковых гидроцилинд-ра с диаметрами Dп и Dш = 0,5Dп. Вес поднимаемого груза G = 2F, вес балки, соеди-няющей штоки цилиндров G1 = 0,2F. Насос подает в точку А расход рабочей жидкости Qн = 1,5л/с. Гидролинии выполнены из труб диаметром d и имеют длины: от точки А до цилиндров l1 = 0,4l, от цилиндров до точки В l2 = 0,3l, от точки В до бака l3 = 0,6l, гидросистема заполнена жидкостью Ж, расчетная температура Т. Определить скорость подъема груза из условия, что балка не перекашивается, найти место расположения груза на балке и давление в точке А, если коэффициент сопротивления дросселя ςдр = 100, а механический КПД гидроцилиндра ηцм = 095, ηоц = 1,0. Местными потерями, кроме дросселя, пренебречь.

Указание см. к задаче 157.

157-158

Задача 159

Определить частоту вращения и мощность на валу гидромоторов, включенных параллельно, если подача насоса Qн = 2,2 л/с, рабочие объемы гидромоторов Vо1 = Vо; Vо2 = 2Vо, моменты на их валах M1 = M; M2 = 1,8 M, объемные и механические КПД моторов одинаковы ηмо = ηмм = 0,95 мм. Система заполнена жидкостью Ж, при температуре Т, гидролинии моторов между узлами А и В имеют одинаковые длины l и диаметр d. Проходное сечение дросселя Sдр = 0,30 см2, коэффициент расхода μ = 0,85.

Какую полезную мощность при этом развивает насос?

Указание. Расчет ведется из условия, что потери давления в параллельных гидролиниях (с учетом перепада давлений на гидромоторах) равны.

159-160

Задача 160

В ОГП вращательного движения гидромоторы М1 и М2 включены параллельно и работают на один вал, преодолевая общий момент М. Рассчитать проходное сечение дросселя Sдр так, чтобы моменты гидромоторов были одинаковыми M1 = M2 = 0,5 M, если рабочие объемы моторов V01 = V0; V02 = 1,2V0, КПД одинаковые ηом = ηмм = 0,95, коэффициент расхода дросселя μ = 0,85. Гидролинии моторов между узлами А и В имеют одинаковые длины l и диаметр d, система заполнена жидкостью Ж, при температуре Т. Определить также частоту вращения моторов при подаче насоса Qн = 2,2л/с.

Указание см. к задаче 159.

159-160

Задача 161

В ОГП продольной подачи рабочего стола металлорежущего станка (см. схему к задачам 153, 154) насос подает жидкость Ж, температура которой Т, в гидроцилиндр, шток нагружен силой F, диаметр поршня Dп, штока Dш = 0,5 Dп, КПД цилиндра ηоц = 1, ηмц = 0,9. Гидролинии имеют диаметр d, длина напорной и сливной ветвей l, коэффициент потерь давления каждого канала распределителя = 0,1 МПа при =1,0л/с. Характеристика насоса с переливным клапаном задана точками (0,0 л/с, 4,0 МПа), (1,5 л/с, 3,0 МПа), (1,65 л/с, 0,0 МПа). Определить скорость перемещения стола вправо.

Задача 162

В подъемном устройстве используются одинаковые гидроцилиндры Ц1 и Ц2 с диаметрами поршней Dп и штоков Dш = 0,6 Dп, КПД цилиндров: объемный ηоц = 0,98, механический ηмц = 0,92; нагрузки штоков гидроцилиндров одинаковые F1 = F2 = F. Характеристика насоса задана точками: (0,0 л/с, 4 МПа), (0,6 л/с, 3,5 МПа), (0,7 л/с, 0,0 МПа). Гидролинии имеют диаметр d и длины: напорные ветви после узла А lн = l, сливные ветви до узла В lс = 0,8l, местные потери давления составляют 30% потерь по длине, сопротивление подводящей трубы к узлу А и отводящей от узла В можно не учитывать. Система заполнена маслом Ж, при температуре Т. Определить скорости поршней при подъеме груза.

Указание. Кривую потребного давления необходимо строить с учетом разделения потока в узле А.

162-163

Задача 163

В объемном гидроприводе подъемного устройства масло Ж при температуре Т подается насосом Н в одинаковые гидроцилиндры с поршнями диаметром Dп и штоками диаметром Dш = 0,5 Dп, к штокам приложены силы F1 = F, F2 = 1,2 F, КПД цилиндров ηцм = 092, ηоц = 1. Диаметры гидролиний d, длины ветвей от узла А до цилиндров l1 = l, от цилиндров до узла В = l2 0,8 l, , местные потери давления составляют 30% потерь по длине, сопротивление на участках до узла А и от узла В до бака не учитывается. Определить скорости поршней при их движении вверх, если характеристика насоса задана точками: (0,0 л/с, 4,0 МПа), (0,6 л/с, 3,5 МПа), (0,7 л/с, 0,0 МПа).

Указание. Кривую потребного давления следует строить с учетом разделения потока в узле А для разных перепадов давления в гидроцилиндрах.

162-163

 Задача 164

В ОГП поступательного движения (см. рис. 3.7.1) насос с рабочим объемом V0 имеет частоту вращения вала n и объемный КПД ηно = 0,96 при pн = 8,0МПа. Давление открытия переливного клапана pко = 5,0 МПа, а при pк = 6,0 МПа вся жидкость сливается через клапан. Гидроцилиндр с односторонним штоком имеет диаметр поршня Dп = 10 d, диаметр штока Dш = 0,4 Dп, шток нагружен силой F, КПД гидроцилиндра: ηцм = 0,95, ηоц = 1,0. Гидролинии имеют диаметр d и длины: напорная lн = l, сливная lсл = 1,5l, эквивалентная длина каждого канала распределителя lэк = 200 d. Другими местными сопротивлениями пренебречь. В системе масло Ж, при температуре Т. Определить скорость поршня vп и полезную мощность ОГП.

Задача 165

В гидравлическом прессе усилие прессования F создается верхним рабочим цилиндром с диаметром поршня D1 = Dп и силой тяжести G = 0,1 F подвижных частей. Для подъема подвижных частей служат два нижних гидроцилиндра с плунжерами диаметром D2 = 0,6 Dп, КПД цилиндров ηцо = 0,96, ηмц = 0,9 можно считать постоянными. Насос, характеристика которого задана точками: (0,0 л/с, 8,0 МПа), (11,0 л/с, 7,0 МПа), (12,5 л/с, 0,0 МПа), обеспечивает работу гидросистемы пресса на жидкости Ж с температурой Т.

Длины и диаметры гидролиний определены величинами: l1 = 0,8l, d1 = d; l2 = 0,4l , d2 = 0,75d; l3 = 0,8l, d3 = d. Эквивалентная длина каждого канала распределителя lэк = 100d. Определить скорость подвижных частей, полезную мощность насоса и КПД гидропривода при прессовании, если общий КПД насоса ηн = 0,78.

Указание. Выражение потребного давления следует получить из условия равновесия подвижных частей при прессовании.

165-166

 Задача 166

По условиям задачи 165, принимая свои значения параметров F, d, Dп, l, Т, определить рабочую точку ОГП, скорость подъема подвижных частей, КПД гидропривода при возврате инструмента в верхнее положение.

Указание. Выражение потребного давления необходимо получить из условия равновесия подвижных частей при их подъеме.

165-166

 Задача 167

Гидромотор с рабочим объемом V0 = 40 см3 управляется параллельным дросселем и используется в качестве привода главного движения токарного станка. При обработке детали диаметром D = Dп касательная составляющая усилия резания равна F. Гидросистему питает насос с рабочим объемом Vон = 2V0 и теоретической подачей  = 2,0л/с. Объемные и механические КПД гидромашин: ηо = 0,92 при p = 10 МПа, ηм = 0,94.

Регулируемый дроссель имеет максимальную площадь проходного сечения = 40 мм2 и коэффициент расхода μ = 0,65. Гидролинии гидромотора и дросселя от узла U по потоку имеют длины l и диаметр d, сопротивление канала распределителя определяется коэффициентом ςр = 1,5, потерями давления на участке от насоса до узла U можно пренебречь. Определить частоту вращения шпинделя и мощность привода насоса при степени открытия дросселя S = 0,2, если гидравлический КПД насоса ηг = 1,0. Гидросистема заполнена маслом Ж, при температуре Т.

167

 Задача 168

В ОГП поступательного движения (см. схему к задачам 155, 156) применяется последовательно включенный регулируемый дроссель для изменения скорости поршня. Нужно определить степень открытия дросселя S для получения значения скорости vп при известных гидравлических параметрах системы. Гидроцилиндр имеет диаметр поршня Dп, диаметр штока Dш = 0,5 Dп и нагрузку F при ηмц = 0,96, ηоц = 0,95. Характеристика насоса определена точками: (0,0 л/с, 10,0 МПа), (0,5 л/с, 9,0 МПа), (0,6 л/с, 0,0 МПа).

Гидролинии имеют диаметр d и общую длину l (без дросселя). Система заполнена жидкостью Ж, при температуре Т. Дроссель имеет максимальное проходное сечение = 10 мм2 и коэффициент расхода μ = 0,75. При найденном значении  и заданном vп вычислить КПД ОГП, если КПД насоса ηн = 0,8. Как изменится КПД гидропривода при увеличении нагрузки в 2 раза при той же степени открытия дросселя?

Задача 169

В ОГП поступательного движения для регулирования скорости штока используется параллельный гидроцилиндру регулируемый дроссель с максимальным проходным сечением площадью = 8 мм2 и коэффициентом расхода μ = 0,65. Диаметр поршня гидроцилиндра Dп, штока Dш = 0,5 Dп, КПД ηоц = 1,0; ηмц = 0,95. Характеристика насоса задана точками: (0,0 л/с, 6,0 МПа), (0,6 л/с, 5,5 МПа), (0,65 л/с, 0,0 МПа). Гидролинии после узла ветвления U для цилиндра и дросселя одинаковы и имеют длину l и диаметр d. Система заполнена жидкостью Ж, при температуре Т. Определить скорость поршня vп для двух значений степени открытия дросселя: S = 0,01, S = 1,0, сопротивлением в ветви насоса до узла U пренебречь.

169

Задача 170

В ОГП вращательного движения дроссель и фильтр установлены в сливной линии. Насос имеет характеристику, заданную точками: (0,0 л/с, 6,8 МПа), (1,7 л/с, 6,3 МПа), (2,0 л/с, 0,0 МПа), и КПД ηн = 0,88. Рабочий объем гидромотора V0, момент на валу M, КПД ηмм = 0,9, ηом = 0,94. Длины участков и диаметры гидролиний: l1 = 1,5l, l2 = l3 = l, l4 = 2l, d1 = d4 = 1,2 d, d2 = d3 = d. Коэффициенты сопротивления каждого канала распределителя, дросселя и фильтра, отнесенные к диаметру d, соответственно равны: ςр = 10, ςдр = 20, ςф = 15. В системе жидкость Ж, при температуре Т.

Определить частоту вращения вала гидромотора и КПД гидропривода.

170

Задача 171

В гидроцилиндре 1 поршень диаметром D и штоки диаметрами d1 и d2 уплотняются резиновыми кольцами круглого сечения. Насос 4 развивает давление рн и подачу Qн. Утечка масла через гидроклапан 3 составляет 5 см3/с. Падение давления масла в напорной гидролинии равно Δр. Пренебрегая утечкой масла в гидрораспределителе 2 и падением давления в гидролиниях, кроме напорной, определить общий КПД гидропривода при движении поршня: а) вправо; б) влево.

Принять механический КПД гидроцилиндра ηм = 0,97 и общий КПД насоса ηн = 0,87.

171

 Задача 172

В объемном гидроприводе насос 4 развивает давление рн и постоянную подачу Qн. Поршень диаметром D и шток d в гидроцилиндре 1 уплотняются резиновыми кольцами круглого сечения. Гидродроссель 3 настроен на пропуск расхода масла Qдр.

Пренебрегая утечкой масла в гидрораспределителе 2, определить расход масла через гидроклапан 5 и потерю мощности из-за слива масла через этот клапан при перемещении поршня влево.

172

Задача 173

В объемном гидроприводе насос 5 развивает давление рн и постоянную подачу Qн. Гидроцилиндр 1 диаметром D имеет односторонний шток диаметром d. Потеря мощности из-за слива масла через переливной гидроклапан 4 составляет при движении поршня вправо 204 Вт, а при движении поршня влево – в два раза меньше.

Определить с учетом утечки масла только через гидрораспределитель 3 в количестве 30 см3/мин, какую скорость развивает поршень гидроцилиндра при движении: а) вправо; б) влево.

173-174

Задача 174

В объемном гидроприводе применяется гидроцилиндр 1 диаметром D с манжетным уплотнением поршня и штока. Диаметр штока d. Насос 5 развивает давление рн и постоянную подачу Qн.

Пренебрегая утечками масла в гидрораспределителе 3 и обратных клапанах 7, определить, на пропуск какого минимального расхода масла необходимо настроить гидродроссели 2 и 6, чтобы потеря мощности из-за слива масла через гидроклапан 4 не превышала 3 кВт при движении поршня гидроцилиндра 1: а) вправо; б) влево.

173-174

 Задача 175

В объемном гидроприводе используется гидромотор 1 с рабочим объемом V0. Определить, какие давления рн и Qн должен развивать насос 3, чтобы выходной вал гидромотора 1 при вращении с угловой скоростью ωугл мог преодолеть внешний момент М:

а) без учета падения (потери) давления масла в гидролиниях объемного гидропривода и утечки масла в гидроаппаратуре;

б) с учетом утечки масла в гидроаппаратуре 100 см3/мин и падения (потери) давления масла в гидролиниях – напорной до 0,1 МПа и сливной до 0,5 МПа.

Гидромеханический КПД гидромотора ηгм = 0,9 и объемный ηоб = 0,98.

175

Часть задач есть решенные, контакты

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

Сборник заданий для курсовых работ по гидромеханике НГТУ

РНижН.1

Решение задач по гидравлике

Есть готовые решения этих задач, контакты

Задача 1-6

В колоколе диаметром D, высотой Н и массой m = 3200 кг, плавающем в открытом водоеме, находится резервуар со ртутью. В цилиндре диаметром d поршнем удерживается столб  ртути высотой h. Давление воздуха в колоколе перед его спуском было атмосферным. Процесс сжатия воздуха в колоколе считать изотермическим. Весом  поршня, трением его о стенки цилиндра, объемом резервуара с ртутью и цилиндра пренебречь.

Определить погружение нижней кромки колокола h1, а так же величину усилия F, удерживающего поршень в равновесии.

1_6

Задача 1-15

Цилиндр высотой H и диаметром D установлен на высоте a = 0,5 м над уровнем воды в открытом водоеме. При крайнем нижнем положении поршня цилиндр заполнен воздухом под атмосферным давлением.

Определить величину и направление силы F, приложенной к штоку диаметром d, которая удерживает поршень в равновесии на высоте h над уровнем водоема. Определить также показание ртутного манометра hрт.

Процесс сжатия воздуха считать изотермическим. Весом и толщиной поршня, а также трением поршня о стенки цилиндра и штока в сальнике пренебречь.

1_15

Задача 1-21

На неподвижном поршне со штоком диаметром d1 =  0,20 м покоится сосуд массой m = 16 кг, состоящий из двух цилиндрических частей: верхней открытой диаметром d и нижней закрытой диаметром D и высотой Н. Начальное давление воздуха в нижней части сосуда равно атмосферному.

Определить, какой объем воды нужно налить в верхнюю часть сосуда, чтобы он всплыл над поршнем на высоту h. Определить также показание ртутного манометра hрт. Толщиной поршня, трением поршня в цилиндре и штока в сальнике пренебречь. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим.

1-21

Задача 1-33

В цилиндр диаметром D и высотой H, заполненный воздухом при атмосферном давлении, заливается вода, что приводит к подъему поршня и сжатию пружины и воздуха над поршнем. Коэффициент жесткости пружины С = 18 Н/мм. Процесс сжатия воздуха в цилиндре считать изотермическим, весом поршня и пружины, толщиной поршня и трением его о стенки цилиндра пренебречь.

Определить уровень воды h1 в трубке и показание ртутного манометра hрт при известной высоте подъема поршня h.

1-33

Задача 1-36

Колокол диаметром D, высотой Н и массой m = 400 кг погружается в открытый резервуар с водой. Суммарная масса удерживающих колокол грузов mгр = 140 кг. Угол наклона троса к горизонту равен 30°. Давление воздуха в колоколе перед погружением равно атмосферному. Процесс сжатия воздуха в колоколе считать изотермическим. Трением в блоках пренебречь.

Определить глубину погружения нижней кромки колокола h.

 1_35

Задача 1-43

Поршень горизонтального цилиндра диаметром d, нагруженный силой F, удерживает масло (относительная плотность δм = 0,895) в двух вертикальных цилиндрах диаметром D, расположенных на высоте Н. Усилия на поршнях вертикальных цилиндров равны F и F1 = 2F. Весом поршней и их трением о стенки цилиндров пренебречь.

Определить уровни масла h1 и h2, а также показание рам механического манометра, установленного на высоте zм.

1_43

Задача 1-47

Вертикальный цилиндр с дифференциальным поршнем (система поршней диаметрами D и d, соединенных штоком длиной l = 1,0 м) заполняется маслом (относительная плотность δм = 0,885) через вертикальную трубку. При этом происходит подъем поршня и сжатие воздуха в верхней части цилиндра высотой H.

Начальное давление воздуха равно атмосферному. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим. Толщиной и весом поршней и трением их о стенки цилиндра пренебречь.

Определить, при каком уровне h масла в трубке поршень поднимется на высоту а = 0,30 м. Найти также показание ртутного манометра hрт.

1-47

Задача 2-1

Цистерна длиной L = 4,00 м и высотой H = 1,80 м заполнена топливом (ρ = 780 кг/м3) до уровня h в приемной трубке. Круглый люк диаметром D в наклонной стенке закрыт плоской крышкой. Центр крышки расположен на расстоянии Н1 от дна цистерны.

Определить: 1) величину и точку приложения силы давления топлива на крышку люка;

2) величину и направление силы давления топлива на цилиндрическую часть ab дна.

2_1

Задача 2-15

Резервуар со стенками шириной B = 2,40 м перпендикулярно плоскости рисунка заполнен керосином (ρ = 720 кг/м3). В наклонной стенке резервуара сделано круглое отверстие диаметром D, закрытое плоской крышкой с осью вращения на глубине Н1. На свободной поверхности избыточное давление pизб.

Определить: 1) величину силы F, прижимающей крышку, чтобы не допустить утечки керосина;

2) величину и направление силы давления керосина на цилиндрическую поверхность ab радиусом R, если точка a находится на глубине h = 0,2R.

2_15

Задача 2-25

Закрытый резервуар имеет прямоугольное окно длиной L = 1,20 м и шириной D, которое закрывается цилиндрическим затвором. На свободной поверхности воды избыточное давление ризб. Глубина погружения оси затвора Н1. Определить усилие на цапфы и момент воздействия воды на затвор.

2-25

Задача 2-36

Отверстие в дне сосуда, выполненного в виде неправильной призмы (а × а, Н1), у которой передняя и задняя грани параллельны, закрыто конической пробкой диаметром D и высотой l = 200 мм. Сосуд полностью заполнен водой под давлением рм.

Определить: 1) величину и точку приложения силы давления на боковую грань сосуда;

2) силу давления воды на коническую пробку.

2_36

Задача 2-37

Резервуар длиной L = 2,00 м заполнен маслом (ρ = 760 кг/м3) до уровня H = 2,20 м. Показание манометра, установленного на крышке резервуара, составляет рм. В наклонной стенке сделано квадратное отверстие размерами а × а, закрытое плоской крышкой с осью вращения О, расположенной на глубине Н1. Крышка, во избежание утечки масла, прижимается силой F.

Определить: 1) величину силы F;

2) величину и направление силы давления масла на цилиндрическую поверхность ab.

2_37

 

Задача 4-41

Центробежный вентилятор засасывает воздух из атмосферы через трубу. К цилиндрической части трубы, диаметр которой d, присоединена стеклянная трубка, нижним концом опущенная в сосуд с водой. Определить расход засасываемого воздуха (ρв = 1,24 кг/м3), если вода в трубке поднялась на высоту h.

 4_41

 Задача 5-6

Определить расход воды Q через отверстие с острой кромкой диаметром d, выполненное в торце трубы диаметром, если показание манометра перед отверстием pм и высота расположения манометра над осью трубы h. Как изменится расход, если к отверстию присоединить цилиндрический насадок? Давление на выходе из насадка атмосферное.

5_6

 Задача 5-10

В бак, разделенный перегородкой на два отсека, подается керосин в количестве Q = 4,0 л/с. В перегородке имеется цилиндрический насадок, диаметр которого D. Керосин из второго отсека через отверстие диаметром d поступает наружу, в атмосферу. Определить высоты уровней жидкости H1, H2 уровней керосина, считая их постоянными.

5_10

 Задача 6-11

Из закрытого резервуара, заполненного до уровня Н1, по вертикальной трубе (d1, l1 и d2, l2) перетекает бензин (ρ = 765 кг/м3) в нижний открытый резервуар с расходом Q = 1,2 л/с. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,10 мм, коэффициент сопротивления крана ζк.

Определить показание манометра в верхнем резервуаре, считая уровни бензина в резервуарах постоянными рм.

6_12

Задача 6-12

Из закрытого резервуара, заполненного до уровня Н1, по вертикальной трубе (d1, l1 и d2, l2) перетекает бензин (ρ = 765 кг/м3) в нижний открытый резервуар с расходом Q = 1,2 л/с. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,10 мм, коэффициент сопротивления крана ζк.

Определить показание манометра в верхнем резервуаре, считая уровни бензина в резервуарах постоянными рм.

 6_12

 Задача 6-17

Насос по трубопроводу диаметром d1 и длиной l1 перекачивает топливо (ρ = 900 кг/м3) в резервуар на высоту H1. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,15 мм, коэффициент сопротивления колен ζкол = 0,40, а вентиля ζв.

Определить давление pм, которое должен создавать насос, чтобы подать топливо с расходом Q = 25 л/с.

6-17

 Задача 6-18

Насос по трубопроводу диаметром d1 и длиной l1 перекачивает топливо (ρ = 900 кг/м3) в резервуар на высоту H1. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,15 мм, коэффициент сопротивления колен ζкол = 0,40, а вентиля ζв.

Определить давление pм, которое должен создавать насос, чтобы подать топливо с расходом Q = 25 л/с.

6_18

 Задача 6-36

Закрытый и открытый резервуары с постоянными уровнями Н1 и Н2 (Н2 = 0,80 м) соединены горизонтальной трубой (d1, l1 и d2, l2), имеющей шероховатость стенок Δ = 0,50 мм.

Какое давление рм необходимо поддерживать в закрытом резервуаре, чтобы расход воды по трубе составлял Q = 10 л/с, если коэффициент сопротивления вентиля ζв.

 6_33_36

 Задача 7-5

Пластина, наклоненная к горизонтали под углом α, глиссирует по поверхности неподвижной воды с поступательной скоростью V, вызывая за собой понижение уровня на ∆h = 10 мм. Пренебрегая вязкостью жидкости и силой тяжести и рассматривая поток как плоский, определить в расчете на единицу ширины пластины гидродинамическую реакцию потока, а также мощность, необходимую для перемещения пластины.

7-5

 Задача 7-39

Вода вытекает из резервуара через изогнутую вращающуюся трубку при постоянном напоре H. Диаметр трубки d = 40 мм, выходной радиус r = 0,5 м, выходной угол β. Коэффициент потерь при течении воды по трубке ζ = 0,2. Определить момент действия потока на трубку при равномерном вращении с угловой скоростью ω = 5 1/с. При какой скорости вращения момент действия потока на трубку станет равным нулю?

7_39

 Задача 8-9

Гидравлический демпфер (гаситель колебаний) представляет собой гидроцилиндр, полости которого соединены обводной трубкой диаметром dн с дросселем. Диаметры поршня D и штока D. Статические характеристики демпфера (зависимость скорости равномерного движения vн штока от постоянной загрузки Fн), работающего на масле (ρн = 880 кг/м3), исследуются на модели, выполненной в масштабе КL и работающей на 50%- растворе глицерина (ρм = 1135 кг/м3, νм = 0,06 Ст).

Определить: 1) скорость движения штока гидроцилиндра модели vм, если скорость движения штока в натуре vн;

2) нагрузку, приложенную к штоку гидроцилиндра, если на модели получено усилие Fм = 6500 Н.

8-9

 Задача 8-33

Вентиляция закрытых помещений при сварке производится с помощью гибких металлических труб – металлорукавов.

Определить: 1) расход воздуха в модельном металлорукаве, выполненном в масштабе КL, если в натуре средняя скорость воздуха составила vн = 5,2 м/с при диаметре Dн;

2) перепад давления в натуре рн, если в модели он составил рм.

Задача 8-39

Модель надводного судна с работающими гребными винтами, выполненная в масштабе KL, испытывается в бассейне. Предполагая, что при испытаниях обеспечено гидродинамическое подобие в зоне турбулентной автомодельности, определить: 1) скорость буксировки модели, если скорость движения натурного судна vн;

2) масштаб сил Fн : Fм, действующих на корпус судна, считая плотность воды в натурных и модельных условиях одинаковой;

3) масштаб буксировочной мощности Nн : Nм.

 Задача 9-4

Два одинаковых центробежных насоса работают параллельно и подают воду в открытый резервуар из колодца на высоту Н2 по чугунному трубопроводу диаметром d1, длиной l1. Температура воды Т. Суммарный коэффициент местных сопротивлений Σζ = 30. Определить рабочую точку (подачу и напор) при совместной работе насосов на сеть. Как изменятся суммарная подача и напор, если частота вращения рабочего колеса одного из насосов увеличится на 10%? Данные, необходимые для построения характеристик Q Н, те же, что в и в задачах 9-1-2.

 9_4

 Задача 9-12

Шестеренный насос подает масло (турбинное 30) из открытого гидробака в полость гидроцилиндра, где избыточное давление рц = 2,40 МПа. Температура перекачиваемого масла Т. Линии всасывания и нагнетания, выполненные из алюминиевых труб, соответственно имеют диаметр d1 и d2, длину l1 и l2. На линии всасывания имеется фильтр с коэффициентом сопротивления ζф = 5.

Определить давление и подачу насоса для случаев перекрытия дросселя,  установленного на линии нагнетания: коэффициент его сопротивления ζдр = 9 и ζдр = 200. Местными сопротивлениями, кроме фильтра и дросселя, пренебречь. Характеристика насоса с клапаном Qн = f(рн) задана:

                                                                                                          Таблица 1

Qн, л/с 0,00 0,52 0,60
рн, МПа 3,5 3,2 0,00

9_12

Задача 9-23

Центробежный насос, характеристика которого задана при n = 2900 об/мин, перекачивает воду по сифонному трубопроводу диаметром d1 с восходящей и нисходящей ветвями длиной соответственно l1 и l2. Разность уровней в баках h = 2,0 м, верхняя точка сифона расположена на высоте H2.

Определить наименьшую частоту вращения насоса, при которой в точке К не будет вакуума. Коэффициент сопротивления трения трубопровода принять λ = 0,030, а местными потерями напора пренебречь.

Данные, необходимые для построения характеристики насоса при n = 2900 об/мин:

Q/Q0           0,00   0,14   0,28   0,42   0,56   0,70

Н/Н0           1,00   1,00   0,93   0,87   0,73   0,50

Здесь Q0 – подача насоса при H = 0; H0 – напор, развиваемый при Q = 0.

9_23

 Задача 10-4

Гидропривод поступательного движения преодолевает внешнее усилие на штоке F, гидроцилиндр имеет поршень диаметром Dп и шток с Dш = 0,6 Dп, КПД объемный ηоц = 0,99, механический ηмц = 0,95. Пластинчатый насос с рабочим объемом Vо = 60см3 вращается со скоростью n, объемный КПД насоса ηон = 0,98. Гидролинии имеют диаметр d, их общая длина l. В системе рабочая жидкость Ж при температуре Т.

Пренебрегая сопротивление распределителя, найти скорость перемещения штока νп, давление, развиваемое насосом рн, и его полезную мощность.

10_4

 Задача 10-12

Определить полезную мощность насоса и скорость поршня vп при работе гидропривода , изображенного на рисунке. Шток нагружен силой F, диаметр поршня Dп, штока 0,5Dп, механический КПД гидроцилиндра ηмц = 0,92; объемный ηоц = 0,96. Напорная линия имеет длину l1 = 0,8l, сливная  l2 = 0,6l, диаметр одинаковый d, в системе жидкость Ж при температуре Т. Регулирующий дроссель имеет проходное сечение Sдр = 6,5 мм2, коэффициент расхода μ = 0,6. Другими местными сопротивлениями пренебречь. Характеристика насоса задана точками (0 л/с, 6,0 МПа), (0,4 л/с, 5,2 МПа), (0,45 л/с, 0,0 МПа).

10_12

 Задача 10-15

В подъемном устройстве используются два одинаковых гидроцилиндра с диаметрами Dп и Dш = 0,5 Dп.

Вес поднимаемого груза G = 2F, вес балки, соединяющей штоки цилиндров G1 = 0,2 F. Насос подает в точку А расход Qн = 1,5 л/с. Гиролинии выполнены из трубки диаметром d и имеют длины: от точки А до цилиндров l1 = 0,4 l, от цилиндров до точки В l2 = 0,3 l, от точки В до бака l3 = 0,6 l, гидросистема заполнена жидкостью Ж, расчетная температура Т. Определить скорость подъема груза из условия, что балка не перекашивается, найти место расположения груза на балке и давление в точке А, если коэффициент сопротивления дросселя ζдр = 100, а КПД гидроцилиндра: ηмц = 0,95, ηоц = 1,0. Местными потерями, кроме дросселя, пренебречь.

10_15

 Задача 10-18

Определить частоту вращения и мощность на валу гидромоторов, включенных параллельно, если подача насоса Qн = 2,2 л/с, рабочие объемы гидромоторов Vо1 = Vо; Vо2 = 2Vо, моменты на их валах M1 = M; M2 = 1,8M, объемы и механические КПД моторов одинаковы ηом = ηмм = 0,95. Система заполнена жидкостью Ж, при температуре T, гидролинии моторов между узлами А и В имеют одинаковые длины l и диаметр d. Проходное сечение дросселя Sдр = 0,30 см2, коэффициент расхода μ = 0,85. Какую полезную мощность при этом развивает насос?

Указание. Расчет ведется из условия, что потери давления в параллельных гидролиниях (с учетом перепада давлений на гидромоторах) равны.

10_18

Задача 10-23

В подъемном устройстве используются одинаковые гидроцилиндры Ц1 и Ц2 с диаметрами поршней Dп и штоков Dш = 0,6 Dп, КПД цилиндров: объемный ηоц = 0,98, механический ηмц = 0,92; нагрузки штоков гидроцилиндров одинаковые F1 = F2 = F. Характеристика насоса задана точками: (0,0 л/с, 4 МПа), (0,6 л/с, 3,5 МПа), (0,7 л/с, 0,0 МПа). Гидролинии имеют диаметр d и длины: напорные ветви после узла А lн = l, сливные ветви до узла В lс = 0,8l, местные потери давления составляют 30% потерь по длине, сопротивление подводящей трубы к узлу А и отводящей от узла В можно не учитывать. Система заполнена маслом Ж, при температуре Т. Определить скорости поршней при подъеме груза.

Указание. Кривую потребного давления необходимо строить с учетом разделения потока в узле А.

10_23

 Задача 11-8÷9

Насос обеспечивает расход Q жидкости Ж при температуре Т по горизонтальному трубопроводу с параллельным соединением. Отрезки трубопровода имеют параметры: Li, di, Δ и содержат по одному местному сопротивлению, учитываемому в расчетах. Коэффициент сопротивления вентиля ζВ, фильтра ζф = 6,0, дросселей ζ2 и ζ4 = ζ2. Избыточное давление на выходе трубопровода равно рС. Определить давление рм, создаваемое на выходе из насоса и Q2, Q3 в ветвях параллельного соединения.

11_8

 Задача 11-11÷12

Насос обеспечивает расход Q жидкости Ж при температуре Т по трубопроводу с разветвленным соединением. Отрезки трубопровода имеют параметры: Li, di, Δ и содержат местные сопротивления. Коэффициент сопротивления вентиля ζв, дросселей ζ2 и ζ3 = 2,5 ζ2. Остальные местные потери не учитывать. Избыточное давление в конечных сечениях раздаточных ветвей 2 и 3 равно рС и рМ. Геометрические высота ZA = ZB = ZC = ZD. Определить расходы в ветвях Q2 и Q3, а также давление рА, создаваемое насосом в начале трубопровода.

11_12

Задача 11-22

Насос выкачивает жидкость Ж при температуре Т из двух резервуаров с одинаковыми уровнями жидкости Н1. Давление на входе в насос рМ. Насос установлен на высоте ZМ, а узел С на высоте ZС от пола. Параметры отрезков трубопровода: Li, di, Δ. Каждый из отрезков трубопровода 1 и 2 содержит местные сопротивления с суммарным коэффициентом ζ2, а отрезок 3 – вентиль с коэффициентом сопротивления ζВ. Определить подачу жидкости насосом QМ и расходы жидкости в ветвях Q1 и Q2.

11_23

Есть готовые решения этих задач, контакты

Экзамены

Задача 1

Вода вытекает в атмосферу из резервуара с постоянным уровнем по трубопроводу (d1 = 100 мм, l1 = 50 м и d2 = 80 мм, l2 = 50 м). Горизонтальный участок заглублен под уровень на H1 = 2,4 м, наклонный участок имеет высоту H2 = 18,0 м. Шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,50 мм, коэффициент сопротивления вентиля ζв = 7, поворота – ζпов = 0,25.

Определить расход воды.

Задача 2

В ОГП (рис.) с дроссельным регулированием скорости вращения выходного вала ГМ1 насос развивает постоянную подачу Qн = 32 л/мин. ГМ с рабочим объемом V0 = 20 см3 работает при перепаде давления р = 4,2 МПа. Падение давления в напорной глине Рн = 0,6 МПа и в сливной ГЛ – Рсл = 0,2 МПа. Определить, с каким общим КПД работает ОГП при вращении выходного вала ГМ с частотой n = 1000 об/мин. Принять общий КПД для ГМ ηг = 0,85 и для насоса ηн = 0,8, объемный КПД ГМ ηоб = 0,98.

Задача 3

На рис. показана принципиальная схема объемного ГП с дроссельным регулированием скорости вращения выходного вала ГМ1: насос 3 развивает давление ρн ≤ 5 МПа и постоянную подачу Qн = 32 л/мин. Расход масла ГМ-м q =20 см3. Определить минимальную частоту вращения выходного вала ГМ, если допускаемая из-за слива масла через гидроклапан 4 потеря, мощности Nкл = 1 кВт = 1000 Вт.

Задача 4

В ОГП с последовательным соединением ГМ-ов 2 и 3 (рис.) насос 1 создает давление Рн = 12,5 МПа. Определить полезный крутящий момент М, развиваемый ГМ 2 с рабочим объемом V2 = 50 см3, когда выходной вал ГМ 3 с рабочим объемом V0 = 100 см3 преодолевает внешний крутящий момент сопротивления М0 = 90 н.м.

Падением давления масла в гл-х ОГП пренебречь, но учесть падение давления масла в каждом ГМ-ре, Δргн = Δргм2 = 0,11 МПа. Для каждого ГМ гидромеханический КПД ηгн = 0,9.

Есть готовые решения этих задач, контакты

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

Zbiór zadań z hydrauliki Pol.1

Pol.1

jest rozwiązanie

e-mail: my.gidravlika@yandex.ru

skype: france19822

PRZYKŁAD I-1

Oblicz ciśnienie i nadciśnienie w punkcie A zbiornika (rys. I-6), jeżeli woda w rurce piezometrycznej wznosi się na wysokość h.

PRZYKŁAD I-2

Oblicz ciśnienie p gazu działające na powierzchnię zwierciadła wody w zbiorniku zamkniętym (rys. I-7).

PRZYKŁAD I-3

Znaleźć różnicę ciśnień hydrostatycznych w punktach A i B rurociągu, którym płynie woda (rys. I-8). Różnica zwierciadeł rtęci w rurce manometrycznej wynosi h.

PRZYKŁAD I-4

Obliczyć podciśnienie p nad zwierciadłem cieczy w zamkniętym zbiorniku wypełnionym wodą (rys. I-9). Jaki popełnia się błąd względny ε, jeżeli zaniedbuje się zmianę ciśnienia powietrza zachodzącą wraz z wysokością?

PRZYKŁAD I-5 Prasa hydrauliczna

Na ciecz znajdującą się w dwóch połączonych ze sobą naczyniach (rys. I-10) działa tłok o średnicy d1 z siłą P1. Obliczyć z jaką siłą P2 drugi tłok o średnicy d2 prasuje przedmiot nad nim umieszczony i o ile zostanie przesunięty w górę, jeżeli pierwszy z tłoków opuszczono o s1.

Uwaga: Wpływ ciśnienia wywołanego siłą ciężkości jest pomijalnie mały w stosunku do ciśnienia wywołanego działaniem sił powierzchniowych.

PRZYKŁAD I-6

August Piccard w swoim batyskafie (będącym stalową kulą o średnicy 2,18 m) opuścił się na głębokość h na dno Rowu Mariańskiego. Obliczyć jakie ciśnienie pA działa na dno tego batyskafu (w punkcie A).

PRZYKŁAD I-7

W wodzie morskiej o ciężarze właściwym gm pływa płetwonurek. Obliczyć na jakiej głębokości h bezwzględne ciśnienie hydrostatyczne przekroczy wartość p.

PRZYKŁAD I-8

Oblicz różnicę ciśnień pomiędzy punktami: A na głębokości hA, a B – hB.

PRZYKŁAD I-9

Oblicz ciśnienie na dnie zbiornika wypełnionego oliwą i wodą o wysokości H.

PRZYKŁAD I-10

O ile wzniesie się zwierciadło wody w piezometrze, gdy na wodę działa tłok siłą Q?

PRZYKŁAD I-11

Do zbiornika wypełnionego powietrzem, olejem i wodą (jak na rys. I-13) podłączono manometr rtęciowy. Obliczyć nadciśnienie p panujące w zbiorniku, jeżeli różnica poziomów rtęci jaką wskazał manometr wynosi h

PRZYKŁAD I-12

Odwrócona szklanka zanurzona została w wodzie na głębokość h1 i połączona z manometrem rtęciowym (rys. I-14). Na jaką wysokość x wzniesie się woda w szklance, jeżeli różnica zwierciadeł w manometrze wynosi H? Ile wynosi ciśnienie p1?

PRZYKŁAD I-13

Jaki powinien być ciężar G, aby tłok o średnicy d (rys. I-15) nie przemieścił się pod pływem ciśnienia p.

PRZYKŁAD I-14

Do naczynia wlano dwie niemieszające się ciecze o ciężarach właściwych γ1, γ2 i wysokościach h1 i h2. Określić różnicę poziomów wody w piezometrach.

PRZYKŁAD I-15

Obliczyć ciężar właściwy cieczy γ1 w przypadku gdy naczynia wypełnione są różnymi niemieszającymi się ze sobą cieczami (jak na rys. I-17).

PRZYKŁAD I-16

O ile zwiększy się balonik wypełniony powietrzem do objętości Vbal wypuszczony na głębokości h?

PRZYKŁAD I-17

Do walcowatego naczynia (rys. I-19) o wysokości H wlano wodę przez zawór 1 do wysokości h. Po otwarciu zaworu 2, naczynie zaczęło się opróżniać. Obliczyć na jakiej wysokości x woda w naczyniu przestanie wypływać i jakie będzie wtedy panowało ciśnienie pg w naczyniu.

PRZYKŁAD I-18 Parcie na ścianę pionową

Jedna ściana prostopadłościennego zbiornika (rys. I-28) może odchylać się względem osi O. Oblicz moment siły parcia na tę ścianę względem punktu O.

PRZYKŁAD I-19 Parcie na ścianę ukośną

Jaką trzeba przyłożyć siłę Q do dołu kwadratowej klapy (rys. I-32) znajdującej się w ścianie zbiornika, by uniemożliwić jej obrót wokół osi O pod wpływem parcianwody.

PRZYKŁAD I-20 Parcie na ścianę złożoną

Cała ściana zbiornika obraca się wokół punktu O. Ile musi wynosić siła Q, by przyłożona poziomo do górnej krawędzi tej ściany, nie pozwoliła na jej odchylenie pod wpływem.

PRZYKŁAD I-21 Uwzględnienie działania tłoka

Oblicz parcie wina na dno całkowicie wypełnionej butelki zamkniętej korkiem, który jest wciskany do butelki z siłą Q.

PRZYKŁAD I-22

Oblicz parcie cieczy na kwadratową ścianę w dnie zbiornika.

PRZYKŁAD I-23

Mur betonowy ma wysokość H. Jaka powinna być jego grubość b, by:

  1. a) nie został przesunięty pod wpływem parcia wody,
  2. b) nie został obrócony wokół punktu (osi) O.

Obliczenia przeprowadzić na 1 m długości muru.

PRZYKŁAD I-24

Betonowy mur o wysokości H ma przekrój trapezu, którego górna krawędź wynosi

  1. a. Ile powinna wynosić grubość b tego muru przy podłożu, aby:
  2. a) nie został przesunięty pod wpływem parcia wody,
  3. b) nie został obrócony wokół punktu (osi) O.

Obliczenia przeprowadzić na 1 m długości muru, w przypadku, gdy woda sięga górnej krawędzi muru.

PRZYKŁAD I-25

Obliczyć ciężar Q przeciwwagi, potrzebny do utrzymania w równowadze prostokątnej klapy jazu wymiarach a×b, mogącej otwierać się względem punktu O.

PRZYKŁAD I-26

Wyznaczyć pionową siłę Q potrzebną do podniesienia prostokątnej klapy oddzielającej zbiornik od prostokątnego kanału o głębokości napełnienia h i szerokości b mogącej obracać się względem punktu (osi O).

PRZYKŁAD I-27

Wyznaczyć parcie na ścianę zbiornika o szerokości b wypełnionego trzema różnymi cieczami (jak na rys. I-54).

PRZYKŁAD I-28

Obliczyć wartość siły parcia na ścianę AB będącą ćwiartką walca o promieniu podstawy R i wysokości b (rys. I-56).

PRZYKŁAD I-29

Obliczyć parcie na segmentowe zamknięcie jazu. Szerokość segmentu wynosi b promień R, a kąt pomiędzy ryglami . Oś obrotu znajduje się na poziomie zwierciadła wody górnej.

PRZYKŁAD I-30

Obliczyć parcie cieczy na segment (rys. I-69) będący wycinkiem walca o długości L i promieniu podstawy r.

PRZYKŁAD I-31

Przepływ cieczy między komorami uniemożliwia zawór stożkowo – kulisty spoczywający na dnie prawej komory (rys. I-71). Ciężar zaworu wynosi Q. Przy jakim napełnieniu x z lewej strony komory zawór uniesie się i odsłoni otwór ?

PRZYKŁAD I-32

Otwór o średnicy d w dnie zbiornika zamykany jest stożkiem o ciężarze G. Zbiornik jest wypełniony cieczą do wysokości H, przy czym zwierciadło cieczy spoczywa szczelny tłok powierzchni F, obciążony siłą Q. Obliczyć siłę N potrzebną do wyciągnięcia stożka z otworu.

PRZYKŁAD I-33

Dla utrzymania stałej różnicy poziomów w zbiorniku, w jego ściance działowej wmontowano zawór obracający się wokół osi O. Obliczyć, jaką siłę należy przyłożyć, by zawór pozostawał w równowadze pokazanej na rys. I-73. Zbadać, czy Q zależy od H.

PRZYKŁAD I-34

Jaki powinien być ciężar Q segmentu, aby utrzymał się on w położeniu pokazanym na rys. I-75.

PRZYKŁAD I-35

Obliczyć parcie na połówkę walca znajdującego się w ścianie zbiornika wypełnionego dwoma cieczami (rys. I-76).

PRZYKŁAD I-36

Zawór o ciężarze G, składający się z dwóch półkul (rys. I-77), zamyka otwór o średnicy d wykonany w poziomej ściance przedzielającej zbiornik. Po przyłożeniu do tłoka w dolnej komorze zbiornika siły Q, zawór przesunął się do góry. Oblicz tę siłę.

PRZYKŁAD I-37

Kula o ciężarze objętościowym γK pływa w cieczy. Obliczyć ciężar objętościowy cieczy, przy którym zanurzy się ona tylko do połowy swej objętości.

PRZYKŁAD I-38

Na jaką głębokość h zanurzy się w wodzie korkowy walec, prostopadłościan i stożek o wysokości H i polu podstawy równym πR2 (gęstość korka ρK).

PRZYKŁAD I-39

Jaka część góry lodowej wystaje ponad powierzchnię morza?

PRZYKŁAD I-40

Określić najmniejszą powierzchnię kry lodowej o średniej grubości h, zdolnej utrzymać bałwanka o masie m. Gęstość lodu wynosi 0,92 g/cm3.

PRZYKŁAD I-41

W którym położeniu (pionowym czy poziomym) dębowa bela w kształcie  rostopadłościanu o wymiarach a×a×b zanurzy się głębiej?

PRZYKŁAD I-42

Wyznaczyć ciśnienie w punkcie B naczynia w kształcie walca o promieniu podstawy R, które obraca się wokół pionowej osi ze stałą prędkością obrotową ω.

PRZYKŁAD I-43

Dane jest naczynie w kształcie walca o wysokości H obracające się wokół pionowej osi ze stałą prędkością obrotową ωtaką, że paraboloida zwierciadła styka się z dnem. Ile wody wyleje się z naczynia ?

PRZYKŁAD I-44

Walec o średnicy D i długości L wypełniony do połowy cieczą (rys. I-89), przesuwa się (bez tarcia) w poziomie ze stałym przyspieszeniem a. Ile musi wynosić to przyspieszenie, by zwierciadło wody wewnątrz walca obróciło się o kąt а?

PRZYKŁAD I-45

Prostopadłościenne naczynie o wymiarach L ×H ×b wypełnione jest cieczą do wysokości h. Obliczyć jakie musi być przyspieszenie a poruszającego się naczynia, by ciecz sięgała jego krawędzi?

PRZYKŁAD I-46

Naczynie w kształcie prostopadłościanu o wymiarach L ×H ×b wypełniono cieczą do wysokości h i wprawiono w ruch ze stałym przyspieszeniem. Przy jakim przyspieszeniu a parcie na tylną ścianę tego naczynia będzie maksymalne (przy założeniu, że w trakcie ruchu ciecz nie wylewa się z naczynia)?

PRZYKŁAD I-47

Cysterna zjeżdża na biegu jałowym ze wzniesienia nachylonego pod kątem α do poziomu (rys. I-92). Pomijając opory ruchu wykazać, że ciecz w cysternie ułoży się równolegle do drogi.

PRZYKŁAD I-48

Cylindryczna boja o średnicy D, wysokości h i ciężarze G znajduje się w wodzie morskiej o ciężarze właściwym γM. Wykazać, że dla zadanych wielkości boja znajduje się w równowadze nietrwałej o obliczyć siłę Q w łańcuchu kotwiącym koniecznym do utrzymania boi w pionie.

PRZYKŁAD I-49

Jaka może być maksymalna wysokość drewnianego cylindra o średnicy D i ciężarze właściwym γd, aby pływał w równowadze stałej z osią pływania skierowaną pionowo w wodzie.

PRZYKŁAD I-50

Sprawdzić stateczność pustego, cienkościennego, metalowej barki w kształcie prostopadłościanu o wymiarach a×b×h.

PRZYKŁAD II-1 Zwężka Ventouriego

Obliczyć przepływ w rurociągu, jeżeli przy zwężeniu różnica wysokości słupa wody w piezometrach wynosi h. Ponieważ przejścia są łagodne, a zwężka krótka, straty energii można pominąć.

PRZYKŁAD II-2

Woda wypływa z rurociągu w sposób pokazany na rysunku II-4. Obliczyć na jaką wysokość h wzniesie się woda, wiedząc, że w przekroju 1-1 położonym o wysokość H poniżej wylotu przewodu występuje nadciśnienie p1. Straty energii pominąć.

PRZYKŁAD II-3

Wyznaczyć wartość współczynnika ζ dla nagłego zwężenia przekroju rurociągu przy założeniu, że różnica wskazań piezometrów wynosi h. Odcinek rurociągu potraktować jako krótki.

PRZYKŁAD II-4

Obliczyć różnicę wysokości słupów wody w piezometrach h dla nagłego poszerzenia rurociągu którym płynie woda z natężeniem Q. Odcinek rurociągu potraktować jako krótki.

PRZYKŁAD II-5 Straty liniowe w ruchu laminarnym

Obliczyć wysokość strat liniowych w rurociągu o długości L i średnicy d.

PRZYKŁAD II-6 Straty liniowe w ruchu laminarnym

Rurociągiem o długości L pomiędzy dwoma zbiornikami płynie olej o temperaturze t z natężeniem przepływu Q. Obliczyć maksymalną różnicę H poziomów zwierciadeł oleju w zbiornikach przy której przepływ będzie laminarny (Re < 2400). W obliczeniach pominąć stratę energii na wlocie do rurociągu.

PRZYKŁAD II-7 Straty liniowe w ruchu turbulentnym

Obliczyć wysokość strat liniowych w rurociągu o długości L i średnicy d.

PRZYKŁAD II-8 Obliczenie Δh

Dane:         Q = 10 l/s, l = 100 m, d = 100 mm, p = 2700 hPa, k = 0,15 mm, t = 20°C,

Szukane:     Δh

PRZYKŁAD II-9 Obliczenie Q

Dane:                   l = 100 m, d = 100 mm, p = 1000 hPa, k = 0,15 mm, t = 20oC, ζwl = 0,5,                                   ζzaw = 0,8,

Szukane:     Δh

PRZYKŁAD II-10 Obliczenie d

Dane:                   Q = 6 l/s, l = 100 m, d = 50 mm, Dh = 1 m, R = 100 mm, a = 90°, k = 0,15                                 mm, t = 20°C,

Szukane:     d

PRZYKŁAD II-11 Lewar

Lewar jest rurociągiem, którego oś przebiega na pewnym odcinku ponad zwierciadłem wody w zbiorniku górnym (zasilającym). Dlatego też składa się z dwóch części: wznoszącej oraz opadającej.Warunkiempracy lewara jest całkowite wypełnienie go wodą. Ruch w tym przewodzie odbywa się dzięki podciśnieniu.

Zaprojektować średnicę lewara tak, by przy danych zestawionych poniżej przeprowadził on przepływ Q. Wlot do lewara o ostrych krawędziach. W rurociągu znajduje się woda o temperaturze 20°C. Sprawdzić warunek lewara w temperaturze t = 30°C.

PRZYKŁAD II-12 Syfon

Syfony oblicza się tak samo, jak wszystkie pojedyncze przewody pod ciśnieniem. Syfon będzie pracować tak długo, jak długo utrzymywać się będzie jakakolwiek różnica poziomów między zwierciadłami. W odróżnieniu od lewara rurociągi te nie mają ograniczeń swojej pracy.

Obliczyć natężenie przepływu wody przez syfon o średnicy d, długości l i chropowatości bezwzględnej k. Syfon ten przeprowadza wodę temperaturze 20°C ze zbiornika 1 do zbiornika 2. Różnica poziomów zwierciadeł wody w zbiornikach wynosi H.

PRZYKŁAD II-13 Rurociągi w układzie szeregowym

Obliczyć wymaganą wysokość ciśnienia konieczną dla uzyskania zadanego przepływu w przewodzie wodociągowym o zmiennej średnicy w rurociągu.

PRZYKŁAD II-14 Rurociągi w układzie rozgałęzionym

Dane:                   l1, l2, l3, d1, d2, d3, HB, k, t, ν

Szukane:     Q1, Q2, Q3, HA,

PRZYKŁAD II-15 Rurociągi w układzie równoległym

Dane:         l1, l2, l3, l4, d1, d2, d3, d4, HA, k, ν

Szukane:     Q4

PRZYKŁAD II-16

Obliczyć nadciśnienie panujące na wlocie do rurociągu, którego część jest przewodem wydatkującym po drodze.

PRZYKŁAD III-1

Z kanistra do zbiornika przelewany jest olej przy pomocy lejka (rys. III-8). Jaką wysokość h powinien mieć ten lejek, by benzyna z niego się nie wylała. Przyjąć współczynniki wydatku otworów (kołowych) md i mD.

PRZYKŁAD III-2

O ile zwiększy się wypływ przez prostokątny otwór (rys. III-10) o szerokości b i wysokości a, jeżeli zwierciadło wody podwyższy się z głębokości h do H? Przyjąć współczynnik wydatku otworu m.

PRZYKŁAD III-3

W pionowej ścianie zbiornika dzielącej zbiornik na dwie części znajduje się okrągły otwór o średnicy d1. Głębokość wody w lewej części wynosi hL, a przepływ przez otwór – Q. Określić głębokość wody hP w prawej części zbiornika Jaką średnicę d2 powinien mieć otwór w zewnętrznej ścianie zbiornika, aby zwierciadło wody w lewej części zbiornika utrzymywało się na stałym poziomie. Środki obu otworów znajdują się na wysokości a ponad dnem zbiornika, a współczynnik wypływu m.

PRZYKŁAD III-4

Dany jest układ dwóch zbiorników jak na rys. III-15. Ze zbiornika górnego woda wylewa się otworem o średnicy d (o współczynnik wydatku m1) zagłębionym pod zwierciadłem wody na głębokość h1. Zbiornik dolny ma otwór w ścianie bocznej zaopatrzony w przystawkę o tej samej średnicy i współczynniku wypływu m2. Obliczyć na jakim poziomie h2 nad przystawką ustali się zwierciadło wody w zbiorniku dolnym. Prędkości wody w obu zbiornikach pominąć.

PRZYKŁAD III-5

Sześcienną konewkę o boku a wypełniono wodą (rys. III-16). Po przechyleniu jej o 45°, konewka była wypełniona do wysokości h, a woda wypływa przez krótką rurkę (spełniającą warunek przystawki) o średnicy d i współczynniku wydatku otworu m. W jakim czasie konewka opróżni się całkowicie?

PRZYKŁAD III-6

Strzykawkę o długości L i średnicy D (rys. III-18) wypełniono wodą. W jakim czasie można wypompować z niej tę wodę przez otwór o średnicy d, jeżeli naciska się na tłok z siłą F? Współczynnik wydatku otworu wylotowego wynosi m.

PRZYKŁAD III-7

Określić średnicę d poziomej, przystawki umieszczonej w ścianie zbiornika w odległości a od jego dna taką, aby w ciągu czasu T1 wypłynęła ze zbiornika połowa jego początkowej objętości wody. Średnica zbiornika wynosi D, napełnienie zbiornika w chwili otwarcia otworu – H.

PRZYKŁAD III-8

Po jakim czasie objętość V wody przepłynie ze zbiornika „1” do „2”?

PRZYKŁAD III-9

W pionowej ścianie zbiornika zamontowano trzy niezatopione przelewy:

  1. a) prostokątny
  2. b) trójkątny,
  3. c) kołowy,

o wymiarach jak na poniższym rysunku. Obliczyć przepływ przez każdy z tych przelewów (kolejno — Qp, Qt, Qk) przy założeniu, że wzajemnie nie oddziaływają one na siebie, a prędkość dopływającej wody można zaniedbać (H=H0). Wszystkie najniższe punkty tych przelewów znajdują się na wysokości H pod powierzchnią zwierciadła cieczy.

PRZYKŁAD III-10

Obliczyć przepływ wody przez prostokątny przelew o ostrej krawędzi.

PRZYKŁAD III-11

Obliczyć przepływ Q przez przelew o kształtach praktycznych do którego woda dopływa z dużego zbiornika (u0 @ 0) w przypadku:

  1. a) przelewu niezatopionego, gdy głębokość wody za przelewem hd = 0,5 m,
  2. b) przelewu zatopionego, gdy hd = 2,5 m.

Szerokość korony tego przelewu wynosi b, wysokość – p, grubość warstwy wody na przelewie – H.

PRZYKŁAD III-12

W prostokątnym korycie rzeki o szerokości B projektowany jest przelew o szerokiej koronie, o wysokości p i zaokrąglonej części wlotowej. Jak musi być szerokość b tego przelewu, jeżeli przepływ przed przelewem wynosi Q, głębokość wody przed przelewem to hg, za – hd.

PRZYKŁAD III-13

W prostokątnym korycie rzeki wybudowano przelew o szerokiej koronie. Przepływ przed przelewem wynosi Q, szerokość przelewu – b, wysokość – p. Obliczyć spiętrzenie wody hz za przelewem.

PRZYKŁAD IV-1 Obliczenie Q

Obliczyć napełnienie przy przepływie Q w kanale ziemnym o przekroju trapezowym i spadku zwierciadła I, szorstkości skarp ns i dna nd.

 

PRZYKŁAD IV-2 Obliczenie S0

Określić spadek dna S0 koryta prostokątnego taki, by przy zadanym napełnieniu, szerokości dna b i szorstkości n, kanał prowadził wodę z prędkością υ.

PRZYKŁAD IV-3 Obliczenie h

Obliczyć napełnienie przy przepływie Q w kanale ziemnym o przekroju prostokątnym i spadku S0.

PRZYKŁAD IV-4 Obliczenie n

Obliczyć wartość współczynnika szorstkości n koryta półkolistego o promieniu R i spadku S0 przy przepływie maksymalnym Q.

PRZYKŁAD IV-5

Określ rodzaj ruchu w korycie trapezowym.

PRZYKŁAD IV-6

Obliczyć hydraulicznie najkorzystniejsze wymiary kanału ziemnego o przekroju trapezowym, przez który przepływa strumień o natężeniu Q.

PRZYKŁAD IV-7

Obliczyć wartość natężenia przepływu w korycie złożonym.

PRZYKŁAD IV-8

Dane jest koryto trapezowe, o geometrii podanej na rys. IV-11.

Wyznaczyć krzywą konsumcyjną dla tego koryta, traktowanego jako:

  1. a) koryto zwarte (błędnie),
  2. b) wielodzielne.

Dane:         ng = 0,03, nt = 0,08, S0 = 0,01

PRZYKŁAD IV-9 Obliczanie Q

Obliczyć prędkość i przepływ w kołowym kolektorze wykonanym z czystych rur kamionkowych.

PRZYKŁAD IV-10 Obliczanie S0

Obliczyć spadek kołowego kolektora.

Dane:         d = 1 m, h = 0,4 m, Q = 0,8 m3/s, n = 0,012

Szukane:     S0

PRZYKŁAD IV-11 Obliczanie h

Obliczyć napełnienie kołowego kolektora

Dane:                 S0 = 11,5 ‰, d = 60 cm, Q = 150 l/s, n = 0,013

Szukane:     h

PRZYKŁAD IV-12

Obliczyć średnicę kołowego kolektora.

Dane:         I = 0,9 ‰, h = 0,95 d, Q = 0,55 m3/s, n = 0,014

Szukane:     d

PRZYKŁAD IV-13

Zaprojektować odcinek betonowego kolektora o przekroju kołowym, odprowadzającego boczny odpływ burzowy z obszaru o powierzchni S. Spływ jednostkowy z tego terenu wynosi q, współczynnik szorstkości – n. Obliczyć prędkość cieczy w kolektorze.

PRZYKŁAD IV-14

Kanał ziemny (o współczynniku szorstkości n) o przekroju trapezowym i spadku podłużnym dna I, prowadzi przepływ Q. Określić układ zwierciadła wody, jaki ustali się po wbudowaniu do koryta budowli piętrzącej wodę do wysokości Z.

PRZYKŁAD V-1

Kolumna filtracyjna wypełniona została gruntem. Obliczyć współczynnik filtracji k tego gruntu, jeżeli przez warstwę gruntu o przekroju A przepływa woda o natężeniu Q (rys. V-1)

PRZYKŁAD V-2

W poziomym przewodzie ułożono dwie różne próbki gruntu o współczynnikach filtracji k1 i k2 i długości l (rys. V-2). Różnice poziomów zwierciadeł wody w piezometrach wynoszą: h1 i h2. Obliczyć współczynnik filtracji drugiej próbki.

PRZYKŁAD V-3

W poziomym przewodzie o przekroju kołowym i średnicy d, umieszczono trzy różne próbki gruntu o współczynnikach filtracji: k1, k2, k3 o długościach odpowiednio: l1, l2, l3 (rys. V-3). Obliczyć przepływ przez ten układ, gdy różnica poziomów zwierciadeł wody w piezometrach wynosi h.

PRZYKŁAD V-4

Obliczyć natężenie przepływu w rowieułożonym na poziomej warstwie nieprzepuszczalnej (rys. V-4) o długości Lr i przy stałym dopływie wody gruntowej z przyległego terenu. Średni spadek krzywej depresji wynosi I.

PRZYKŁAD V-5

Wyznaczyć położenie zwierciadła H w odległości x od rowu o długości Lr. Grunt składa się z dwóch warstw o współczynnikach filtracji k1 i k2 (rys. V-6). Miąższość dolnej warstwy wynosi m. Wydatek dopływającej do rowu wody wynosi Q, a wzniesienie zwierciadła wody w rowie ponad warstwą nieprzepuszczalną – h0.

PRZYKŁAD V-6

Przez ziemną groblę o współczynniki filtracji k przepływa woda ze zbiornika o głębokości h1 do rzeki o głębokości h2. Obliczyć przepływ przez tę groblę, jeżeli jej długość wynosi L.

PRZYKŁAD V-7

Obliczyć wydajność studni zupełnej o promieniu r0 sięgającej poziomej warstwy nieprzepuszczalnej (rys. V-8) w której poziom wody ustalił się na wysokości h0, a swobodne zwierciadło wody — na wysokości H ponad tą warstwą.

 PRZYKŁAD V-8

Obliczyć współczynnik filtracji k gruntu w którym wykopano studnię o promieniu r0 sięgającą poziomej warstwy nieprzepuszczalnej (rys. V-8), jeżeli wiadomo, że depresja w studni kontrolnej, odległej o r od osi studni wynosi s. Przy wydatku Q depresja w studni wynosi s0.

PRZYKŁAD V-9

Obliczyć miąższość a warstwy wodonośnej studni artezyjskiej (rys. V-9).

Dane:         r = 1,0 m, H = 10,0 m, h0 = 5,0 m, Q =0,11 l/s,

k = 8×10-6 m/s, R = 100 m,

Szukane:     a

PRZYKŁAD V-10

Studnia artezyjska o promieniu r0 została wywiercona aż do warstwy nieprzepuszczalnej (rys. V-10). Warstwa wodonośna składa się z trzech pokładów różnych gruntów o współczynnikach filtracji k1, k2 i k3 i miąższościach a1, a2 i   a3.

Obliczyć wydatek tej studni, jeżeli w odległości r od jej środka linia ciśnień piezometrycznych ułożyła się na wysokości h.

 PRZYKŁAD V-11

Dane:         H = 10,0 m, zA = 4 m, H — zS = 4 m, k = 1,1×10-2 m/s,

x2 = x6 = 12 m, x4 = x8 = 8 m, x1 = x3 = x5 = x7 = 15 m,

Szukane:     Q – wydajność pojedynczej studni.

jest rozwiązanie

e-mail: my.gidravlika@yandex.ru

skype: france19822

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

Гидравлика и аэродинамика НГАСУ

РНижН.2

Решение задач по гидравлике

Есть готовые решения этих задач, контакты

Задача 4

Определить потери напора на участке стального перфорированного трубопровода длиной l = 80 м, на котором происходит непрерывная раздача воды по пути движения, если диаметр трубопровода d = 150 мм, расход воды в начале участка Q1 = 40 л/с, а в конце Q2 = 25 л/с. Как изменятся потери, если весь расход вытечет на длине l (Q2 = 0)?

Задача 8

Через какое время t после закрытия затвора на трубопроводе повышенное давление ΔР распространится до сечения, находящегося на расстоянии l = 600 м от затвора? Какова величина этого давления, если толщина стенок трубопровода δ = 5 мм, диаметр d = 250 мм, расход воды Q = 81 л/с. Трубопровод стальной, время закрытия затвора t3 = 0,3 с, температура воды 15ºС.

Задача 13

Через дымовую трубу диаметром d = 2 м и высотой Н = 50 м проходят дымовые газы в количестве Q = 90000 м3/ч, имеющие температуру t = 500ºС.

Определить скорость газов Umax на оси трубы и U на расстоянии у = 0,3 м от стенки, если полная потеря давления на трение составляет Δр = 13 Па. Плотность газов принять равной ρг = 0,455 кг/м3. Охлаждение газов в трубе не учитывать.

Задача 17

Определить расход и скорость истечения нефти из бака через отверстие с острыми краями диаметром d = 1 см, а также через внешний цилиндрический насадок того же диаметра, если напор в баке поддерживается постоянным и равным Н = 5 м. Кинематический коэффициент вязкости нефти νн = 2 · 105 м2/с.

Задача 23

Опора моста шириной В = 2 м и длинной l = 10 м имеет обтекаемую форму. Определить силу гидродинамического давления воды на опору, если глубина воды перед опорой Н = 4 м, средняя скорость течения υ = 2 м/с. Коэффициент сопротивления давления принять СД = 0,1.

Есть готовые решения этих задач, контакты

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

Механика жидкости и газа ННГАСУ

РНижН.3

Решение задач по гидравлике

Есть готовые решения этих задач, контакты

Задача 1

Давление в кислородном баллоне на улице при температуре t1 = – 15 °С равно p1 = 107 Па. Найти давление p2 в баллоне при внесении его в помещение с температурой t2 = 23 °С.

Задача 4

Определить изменение плотности воды при ее сжатии от р1 = 105 Па до р2 = 107 Па.

 Задача 12

Найти давление воздуха p в резервуаре В (рис. 6), если давление на поверхности воды в резервуаре А равно pА = 0,25 ат, разности уровней ртути в манометре h1 = 200 мм и h2 = 250 мм, а значение h = 0,5 м. Пространство между уровнями ртути в манометре заполнено спиртом (относительная плотность спирта δсп = 0,8).

Задача 18

Какова сила давления воды на стенку АА’СС’ открытого резервуара (рис. 12) и на которой глубине расположен центр давления, если h1 = 3 м, h2 = 2 м, B = 4 м, α = 30°.

Задача 20

Определить начальное подъемное усилие T для открытого плоского прямоугольного затвора, вращающегося вокруг шарнира О (рис. 14). Расстояние от шарнира до уровня воды a = 1 м, глубина воды h = 3 м, ширина затвора B = 2 м (на рисунке не показана), масса m = 2 т. Угол наклона затвора к горизонту α = 60°. Трением в шарнире и архимедовой силой в начальный момент подъема пренебречь.

Задача 30

Прямоугольная баржа размером 18 × 9 м, когда ее загрузили песком, погрузилась в воду на 0,5 м по сравнению с первоначальным положением до загрузки. Определить объем загруженного песка, если его относительный вес песка равен 2.

Задача 32

Определить критическую скорость перехода от ламинарного течения к турбулентному для трубы диаметром 200 мм при движении в ней: а) воды с температурой 10 °С; б) воздуха с температурой 15 °С; в) глицерина с температурой t = 20 °С.

Задача 36

Определить расход воды в стальной трубе диаметром 300 мм бывшей в эксплуатации, если скорость на оси трубы, измеренная трубкой Пито-Прандтля равна 4 м/с, а температура воды 16 °С.

Задача 41

Вода протекает по горизонтальной трубе, внезапно сужающейся от d1 = 15 см до d2 = 0,08 м (рис. 25). Расход воды Q = 0,018 м3/с. Определить какую разность уровней ртути hрт покажет дифференциальный манометр?

Задача 44

Насос забирает воду из колодца по новой чугунной трубе в количестве Q = 25 л/с (рис. 28). Определить максимальную высоту установки насоса над поверхностью воды hнас и диаметр всасывающей трубы dвс при условии, что скорость движения в трубе не превышает 0,6 м/с, а абсолютное давление перед насосом равно 50 кПа. На всасывающем трубопроводе общей длиной 30 м имеется приемный клапан, колено 900, задвижка, открытая на 0,25. Температура воды 20 0С. Построить пьезометрическую и напорную линии.

28

Задача 62

Стальной трубопровод с эквивалентной шероховатостью стенок k0 = 0,1 мм пропускает расход воды Q0 = 10 л/с. Через два года шероховатость стенок возросла до k2 = 0,2 мм. Какой расход Q10 пропустит труба через 10 лет эксплуатации, если потери напора остались неизменными?

Есть готовые решения этих задач, контакты

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

Rozwiązanie zadań z hydrauliki

rozwiązanie zadań z hydrauliki

rozwiązanie zadań z dynamiki płynów

rozwiązanie zadań z mechaniki płynów i gazów

e-mail: my.gidravlika@yandex.ru

skype: france19822

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: | Добавить комментарий

Hydraulic Tasks

А.1

Buy or order a new task

e-mail: my.gidravlika@yandex.ru

skype: france19822

1.

1

PA = — 10 in mercury

Q = 30 ft3/s   (discharge of water)

Determine:

1) Total head at point A and point B

2) Pump power

2.

2

Total less head between points 1 and 2 is 6 ft

Determine:

1) Velocity in point

2) flow rate of water which discharged from the pipe

3.

3

Water which discharged from the pipe

head loss between points 1 and 2 is 1,5 m head loss between points 2 and 3 is 2,4 m

Determine:

1) Pressure of oil in point

2) Flow rate of oil from siphon

Buy or order a new task

e-mail: my.gidravlika@yandex.ru

skype: france19822

 

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

Гидравлика Р.163

Р.163

Решение задач по гидравлике

Есть готовые решения этих задач, контакты

Задача 1

Определить абсолютное давление в баке на глубине h, если давление над свободной поверхностью жидкости p0. Чему равно манометрическое давление на этой же глубине? Резервуар закрыт.

Задача 2

Определить температурный коэффициент объемного расширения воды βt, если при увеличении температуры от T1 до T2 объем жидкости, равный V, увеличился на ΔV.

Задача 3

Определить диаметр трубопровода, по которому подается жидкость с вязкостью ν с расходом Q из условия получения в нем максимально возможной скорости при сохранении ламинарного режима.

Задача 5

Бак наполнен на высоту h, давление на свободной поверхности p0 (бак закрыт). Определить гидростатический и пьезометрический напоры, если дно бака находится над плоскостью отсчета 0–0 на высоте Z.

Задача 6

Определить длину постоянного линейного дросселя в виде капилляра диаметром d. Расход воздуха равен Q, перепад давления на дросселе Δp, динамическая вязкость при t = 25 °C равна μ = 18 · 10-7 Па · с (рис. 1).

1

Задача 11

Паровой прямодействующий насос подает жидкость Ж на высоту H (рис. 5). Каково абсолютное давление пара, если диаметр парового цилиндра D, а насосного цилиндра d? Потерями на трение пренебречь.

5

Задача 17

Жидкость Ж подается в открытый верхний бак по вертикальной трубе длиной Z и диаметром d за счет давления воздуха в нижнем замкнутом резервуаре (рис. 11). Определить давление p воздуха, при котором расход будет равен Q. Принять коэффициенты сопротивления: вентиля ξв = 8,0; входа в трубу ξвх = 0,5; выхода в бак ξвых = 1,0. Эквивалентная шероховатость стенок трубы kэ = 0,2 мм.

11

Задача 18

Поршень диаметром D движется равномерно вниз в цилиндре, подавая жидкость Ж в открытый резервуар с постоянным уровнем (рис. 12). Диаметр трубопровода d, его длина Z. Когда поршень находится ниже уровня жидкости в резервуаре на H = 0,5 м, потребная для его перемещения сила равна F. Определить скорость поршня и расход жидкости в трубопроводе. Построить напорную и пьезометрическую линии для трубопровода. Коэффициент гидравлического трения трубы принять λ = 0,03. Коэффициент сопротивления входа в трубу ξвх = 0,5. Коэффициент сопротивления выхода в резервуар ξвых = 1,0.

12

Задача 19

Определить расход жидкости в трубопроводе диаметром d при температуре t = 20 °С, если число Рейнольса равно Re.

Задача 20

При ламинарном режиме движения жидкости по горизонтальному трубопроводу диаметром d = 30 см расход равнялся Q, а падение пьезометрической высоты на участке длиной l составило h. Определить кинематический и динамический коэффициенты вязкости перекачиваемой жидкости.

Задача 21

По трубопроводу диаметром d и длиной Z движется жидкость Ж (рис. 13). Чему равен напор H, при котором происходит смена ламинарного режима турбулентным? Местные потери напора не учитывать. Температура жидкости t = 20 °С.

Указание. Воспользуйтесь формулой для потерь на трение при ламинарном режиме (формула Пуазейля).

13

Задача 23

Определить длину трубы Z, 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 λ = 0,025 (рис. 15).

15

Задача 24

Определить длину трубы Z, при которой опорожнение цилиндрического бака диаметром D на глубину H будет происходить в два раза медленнее, чем через отверстие того же диаметра d. Коэффициент гидравлического трения в трубе принять λ = 0,025 (рис. 15).

15-1

Есть готовые решения этих задач, контакты

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