Береговой колодец

Р.56

Решение задач по гидравлике

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)

Задача 3.4

По трубе переменного сечения движется жидкость плотностью ρ. Для измерения разряжения p_вак в узкой части трубы применен вакуумметр, заполненный жидкостью плотностью ρ_в. Уровень последней расположен ниже оси трубы на величину H. Уровень жидкости в трубке вакуумметра поднялся на высоту h_вак.

2. Известно, что ρ = 1000 кг/м³, H = 2 м, p_вак = 350 кПа. Определить, какой должна быть плотность ρ_в, чтобы показание вакуумметра h_вак ≤ 180 мм.

Задача 7.3

Газ (R = 30 Дж/(кг · К)) находится в баллоне при температуре t_вн и истекает из него через насадок со скоростью u в атмосферу. Принимаем процесс адиабатическим (k = 1,4), а потерями напора пренебрегаем.

2. Известно, что u = 80 м/с. Какова температура газа в баллоне t_вн, если температура струи t_с = – 3 °С.

Задача 9.2

Береговой колодец А водозабора соединяется с водоемом самотечной трубой внутренним диаметром d, длиной l, эквивалентной шероховатостью Δ_э. Вход в самотечную трубу выполнен в виде раструба диаметром D = 2d, в конце трубы установлена задвижка Лудло концевая. При подаче насосом расхода Q устанавливается разница уровней воды H в реке и береговом колодце.

1. Известно, что l = 40 м, Δ_э = 0,2 мм, Q = 300 л/с. Определить внутренний диаметр самотечной трубы d при условии, что разница уровней воды H ≤ 3 м.

Задача 10.3

К водонапорной башне, расчетный уровень воды в которой находится на отметке z_б, подсоединена труба диаметром d_у, длиной l из материала М. По этой трубе вода подается на отметку z_п для наполнения объема W нe больше, чем за интервал времени t. Расчет вести с использованием понятия «модуль расхода К».

2. Известно, что z_б = 20 м, z_п = 12 м, W = 20 м³, l = 650 м, t = 28 мин. Подобрать необходимый диаметр d_у асбестоцементной трубы.

Задача 11.2

Вода из водонапорного бака подастся в три точки А, В и С (фиксированные расходы Q_А, Q_В, Q_С) и равномерно распределяется на участке 2 в количестве Q_п. Отметки поверхности земли в узловых точках равны соответственно z_А, z_B, z_С, минимальное значение свободного напора Н_св, отметка уровня воды в водонапорном баке z_б Диаметры и длины участков соответственно следующие: d_у1, l₁; d_у2, l₂; d_у3, l₃. При расчетах использовать понятие «удельное сопротивление трубы».

1. Известно, что трубы стальные электросварные неновые, d_у1 = 200 мм, l₁ = 240 м, d_у2 = 175 мм, l₂ = 190 м, d_у3 = 150 мм, l₃ = 280 м Отметки: z_А = 87 м, z_В = 96 м, z_С = 91 м. Расходы: Q_A = 10 л/с, Q_B= 3 л/с, Q_C = 15 л/с, Q_п = 7 л/с. Определить отметку уровня воды z_б, если свободный напор Н_св > 14 м.

Задача 11.5

Потребитель получает воду на отметке z_п по трубопроводу диаметром D_у и длиной L из водонапорного бака, уровень воды в котором z_б. Для увеличения расхода воды Q проектируется параллельное подключение участка трубы диаметром d_у, длиной l.

При расчете использовать понятие «удельное сопротивление трубы А».

1. Известно, что z_б = 29 м, z_п = 18 м, труба асбестоцементная, D_у = 150 мм, L = 1,2 км. Определить, насколько увеличится Q, если параллельно ей подсоединить асбестоцементную трубу диаметром d_у = 100 мм, длиной l = 500 м.

2. Известно, что z_б = 42 м, z_п = 36 м, труба керамическая, D_у = 100 мм, L = 1,3 км. Определить, насколько увеличится напор воды потребителя z_п (при том же расходе Q), если параллельно ей подсоединить керамическую трубу диаметром d_у = 75 мм, длиной l = 600 м.

Задача 12.1

Труба внутренним диаметром d и толщиной стенок δ выполнена из материала с модулем упругости Е_m. По ней подается жидкость плотностью ρ и модулем упругости Е_ж. При внезапной остановке жидкости затвором З внутри трубы возникает гидравлический удар, повышение давления при котором распространяется по длине трубы l со скоростью ударной волны с.

2. Известно, что d = 300 мм, δ = 10 мм, Е_m = 102 · 10⁶ кПа, Е_ж = 2,05 · 10⁶ кПа. Определить, при какой плотности жидкости ρ скорость ударной волны с = 1300 м/с.

 

Задача 12.2

В резервуаре находится жидкость плотностью ρ и модулем упругости Е_ж. К нему подсоединена труба внутренним диаметром d и толщиной стенок δ, выполненная из материала с модулем упругости Е_m и имеющая на расстоянии l затвор, перекрывающий все сечение трубы за интервал времени t_закр.

Известно, что d = 250 мм, δ = 10 мм, E_m = 194 · 10⁶ кПа, ρ = 1020 кг/м, Е_ж = 2 · 10⁶ кПа, t_закр = 2,2 с. Определить, при какой минимальной длине трубы l в ней возникает прямой гидравлический удар.

Задача 12.4

Трубопровод внутренним диаметром d, длиной l и толщиной стенок δ, выполненный из материала модулем упругости Е_m, перекрывается задвижкой за интервал времени t_закр с линейным изменением скорости движения жидкости (плотность ρ, модуль упругости Е_ж, расход Q). В результате остановки жидкости давление в трубе повышается на величину гидравлического удара Δр.

1. Известно, что d = 500 мм, l = 1,5 км, δ = 15 мм, Е_m = 200 · 10⁶ кПа, ρ = 980 кг/м³ Е_ж = 2,05 · 10⁶ кПа, Q = 200 л/с. Определить, при каком интервале времени t_закр величина гидравлического удара Δр = 0,25 МПа.

Задача 13.1

Для измерения расхода жидкости плотностью ρ_ж в трубопроводе внутренним диаметром D установлено расходомерное сопло с диаметром d и коэффициентом расхода μ. Перепад давления Δр измеряется двумя механическими манометрами М₁ и М₂, причем ось манометра М₂ расположена выше оси манометра М₁, на величину Δh_м.

1. Известно, что D = 200 мм, d = 100 мм, Q = 50 л/с, р₁ = 260 кПа, р₂ = 210 кПа, ρ_ж = 1000 кг/м. Определить коэффициент расхода сопла μ, если Δh_м = 1200 мм.

Задача 13.2

Для измерения расхода жидкости плотностью ρ_ж в трубопроводе внутренним диаметром D установлена расходомерная диафрагма с диаметром отверстия d и коэффициентом расхода μ. Перепад давления Δh до и после диафрагмы измеряется дифманометром, заполненным жидкостью плотностью ρ_м.

2. Известно, что D = 100 мм, d = 40 мм, ρ_м = 13600 кг/м³, ρ_ж = 1000 кг/м³. Определить коэффициент расхода μ, если известно, что при перепаде давления Δh = 20 мм подача жидкости по трубе М = 120 кг/мин.

Задача 14.2

В стенке, разделяющей два резервуара, под уровнем жидкости плотностью ρ расположено отверстие диаметром d (коэффициент расхода μ = 0,62). Манометрическое давление паров жидкости в резервуарах р₀₁ и р₀₂, разница уровней жидкости Δz.

1. Известно, что ρ = 950 кг/м³, Δz = 0,9 м, р₀₁ = 0,04 МПа, р₀₂ = 0,085 МПа. Определить, при каком диаметре отверстия d расход струи Q = 0,3 л/с.
2. Известно, что ρ = 1010 кг/м³, d = 25 мм, р₀₁ = 0,05 МПа, р₀₂ = 0,04 МПа. Определить разницу уровней Δz, при которой расход Q = 0,6 л/с.

 

Задача 14.3

Сосуд Мариотта в процессе его опорожнения обеспечивает постоянство давления (р = р_атм) в сечении О–О, совпадающем с нижним торцом открытой трубки Т, соединенной с атмосферой. По мере опорожнения сосуда воздух поступает внутрь его через трубку Т, изменяя величину вакуума паров жидкости р_вак.

Истечение жидкости из сосуда Мариотта в процессе его опорожнения на высоту а происходит при постоянном напоре Н.

Сосуд Мариотта представляет собой цилиндр диаметром D, к которому подсоединена выпускающая труба диаметром d (ее коэффициент расход μ).

Известно, что d = 12 мм, μ = 0,52, D = 40 см, а = 60 см. Определить напор H, при котором истечение будет происходить в течении Δt = 20 мин.

Задача 16.2

Для измерения расхода воды в канале шириной В установлен мерный прямоугольный водослив с высотой порога р_в и шириной водослива b. При пропуске расходе Q над гребнем водослива устанавливается напор Н.

2. Известно, что В = 3 м, р_в = 1,3 м, Q = 0,5 м³/с. Определить ширину водослива b, если напор Н = 0,35 м.

Задача 17.1

Опытное определение коэффициента фильтрации k образца грунта А осуществляется в приборе Дарси диаметром D. Пьезометры установлены на расстоянии l друг от друга; при фильтрационном расходе Q разница пьезометрических напоров равна ΔН.

1. Известно, что D = 500 мм, l = 1000 мм, k = 0,05 см/с. Определить расход Q, если разница напоров ΔН = 12,2 см.

Задача 17.2

Для осушения строительной площадки от грунтовых вод прорыта до водоупора траншея на глубину h_b длиной l. В результате откачки воды из траншеи в количестве Q уровень грунтовых вод понизился с глубины h_г1 до h_г2, а длина дренирования равна L. Коэффициент фильтрации грунта водоносного пласта k.

2. Известно, что l = 140 м, h_b = 5,5 м, h_г1 = 0,7 м, k = 0,01 см/с. Определить длину дренирования L, если при Q = 1,2 л/с, глубина h_г2 = 5 м.

Задача 18.10 (вариант 4)

Понтон массой М_п имеет форму прямоугольного параллелепипеда со сторонами B, L и H; в днище понтона имеется продольная вставка в виде половины кругового цилиндра радиусом r и длиной L.

Определить силу P, действующую на криволинейную вставку при перевозке понтоном по воде (ρ = 1000 кг/м³) груза массой М_гр.

Решение задач по гидравлике

Задачи можно купить или заказать новые обратившись по e-mail (skype)