Береговой колодец

Р.56

Есть готовые решения этих задач, контакты

Задача 1.1

В резервуар осреднитель подаются две смешивающиеся друг с другом жидкости плотностью соответственно ρ1 и ρ2 (с удельным весом γ1 и γ2) в количестве W1 и W2. в результате смешения образуется смесь объемом W0 и плотностью ρ0 (с удельным весом γ0).

Известно, что ρ1 = 1030 кг/м3 и γ2 = 1040 кН/м3. Определить ρ0 и γ0, если W1 = 1,3 м3 и W2 = 1,8 м3.

Задача 1.2

Сантехническая система емкостью W подвергается гидравлическому испытанию на герметичность. Перед началом испытания она при атмосферном давлении полностью заполняется водой (коэффициент объемного сжатия βр = 5,4 · 10-4 1/Па). Для повышения давления в системе до манометрического рм необходимо подать в систему дополнительный объем воды ΔW.

Известно, что W = 8 м3. Определить, какой объем воды ΔW должен быть подан в систему, чтобы манометрическое давление в ней достигло значения рм = 5 · 106 Па.

Задача 1.3

Участок водовода диаметром d и длиной l подвергается гидравлическому испытанию на герметичность. Для этого он заполнен водой (модуль упругости Еж = 2,1 · 109 Па) при испытательном давлении, равном рм1. Через интервал времени t вследствие утечек воды объемом ΔW испытательное давление падает до величины рм2.

Известно, что d = 200 мм, l = 500 м, рм1 = 106 Па. Определить минутную интенсивность утечек воды из трубы, если через t = 12 мин испытательное давление упало до рм2 = 5 · 105 Па.

Задача 1.4

Для определения толщины солевых отложений внутри трубы диаметром d и длиной l внутрь трубы подают (или выпускают из трубы) воду объемом ΔW (модуль упругости Еж = 2 · 109 Па), в результате чего давление в трубе изменяется (возрастает или уменьшается) на величину Δр. Условно считают, что солевые отложения распределены равномерно по внутренней поверхности трубы толщиной δ. Деформацией стенок трубы и солевых отложений при изменении давления пренебрегают.

Известно, что d = 400 мм, l = 250 м. Определить толщину солевых отложений δ, если при выпуске из трубы воды ΔW = 5,5 л давление в ней упало с р1 = 106 Па до р2 = 6 · 105 Па.

Задача 1.5

Система водяного отопления с естественной циркуляцией состоит из котла 1, нагревательного прибора 2, труб 3 и расширительного сосуда 4, сообщающегося с атмосферой. Внутренний объем системы отопления W, объем расширительного сосуда ΔW.

Во время перерывов в работе топки происходит снижение температуры воды в системе на величину Δt, в результате чего объем воды в системе уменьшается (коэффициент температурного расширения βt = 20 · 10-5 1/град), что и должно компенсироваться объемом воды из расширительного резервуара во избежание попадания воздуха внутрь системы.

Известно, что W = 0,6 м3. Определить требуемый объем расширительного сосуда ΔW, если возможное колебание температуры воды составляет от tmin = 70°С до tmax = 95°С.

Задача 1.6

При выполнении сварочных работ кислород (R = 260 Дж/кг · К) забирается из баллона емкостью W, в котором давление р зависит от температуры t и массы газа М.

Известно, что перед начало работ при температуре t1 = 10°С абсолютное давление газа в баллоне емкостью W = 20 л составляло р1 = 7000 кПа, а по окончании работ соответственно t2 = 14°С и р2 = 300 кПа. Определить массу М и вес G израсходованного за время работ кислорода.

Задача 2.1

Абсолютное давление рабс в напорном трубопроводе измеряется с помощью манометра (манометрическое давление рм) и барометра (атмосферное давление ратм).

Известно, что рм = 162 кПа и ратм = 735 мм рт.ст. Определить абсолютное давление в метрах водяного столба, приняв ρрт = 13600 кг/м3 и ρв = 1000 кг/м3.

Задача 2.2

Абсолютное давление рабс во всасывающем трубопроводе измеряется вакуумметром (измеряет разряжение рвак) и барометром (фиксирует величину атмосферного давления ратм).

Известно, что рвак = 2,3 м вод.ст. Определить абсолютное давление (МПа), если атмосферное давление ратм = 745 мм рт.ст.

Задача 2.3

Пневматический уравнемер представляет собой трубку, нижний конец которой погружен в жидкость плотностью ρ на глубину h (приподнят на высоту а над дном). В нее подается воздух, давление которого рм обеспечивает выход его из трубки пузырьками; величина давления фиксируется манометром.

Известно, что а = 0,1 м, ρ = 1030 кг/м3.

Определить глубину жидкости в канале Н, если рм = 37 кПа.

Задача 2.4

Верх центробежного насоса 1 расположен выше уровня жидкости плотностью ρ на высоту hв. Для его заливки перед пуском установлен вакуу-насос 2, способный создавать разряжение величиной рвак.

Известно, что ρ = 1010 кг/м3.

Определить максимально возможную высоту hв, если вауум-насос способен создавать разряжение рвак = 250 мм рт. ст. (ρрт = 13600 кг//м3.)

Задача 2.5

Всасывающая труба 1 насоса заканчивается отверстием диаметром d, перекрываемым клапаном 2 диаметром D и массой М; она погружена в жидкостью плотностью ρ на глубину h. В момент пуска насос должен создать во всасывающей трубе (в сечении в – в) разряжении рвак, достаточное для подъема клапана.

Известно, что d = 100 мм, D = 150 мм, М = 0,2 кг, ратм = 1050 гПа, h = 1 м, ρ = 1000 кг/м3. Определить требуемое разряжение рвак в сечении в – в, расположенном на высоте hв = 2м.

Задача 2.6

В закрытом подземно резервуаре находится жидкость плотностью ρж, уровень которой может изменяться от Zmin до Zmax. Для измерения уровня жидкости использована u образная трубка с гидравлическим ртутным (ρрт = 13600 кг/м3) затвором. Свободный участок трубки заполнен на высоту h0 жидкостью плотностью ρ, по мениску которой на шкале «ш» отсчитывается контролируемый уровень. Изменение (повышение или понижение) уровня жидкости в резервуаре на величину ΔН приводит к соответствующему изменению положение мениска на шкале (повышению или понижению) на величину Δhш.

Известно, что ρж = 1000 кг/м3. Определить Δhш, если ΔН = 1 м.

Задача 2.7

Для предохранения открытого резервуара от переполнения жидкостью плотностью ρ более чем на глубину Н устроен грузовой клапан, перекрывающий отверстие выпускной трубы диаметром d, длиной l. Масса груза М, длина плеч а и b (плечи рычагов и тяги уравновешены).

Известно, что ρ = 1000 кг/м3, d = 200 мм, l = 400 мм, а = 30 см, b = 110 см. Определить массу груза М при Н = 2 м.

Задача 2.8

Плотность газа ρг измеряется путем пропуска его по вертикальной трубе снизу вверх с ничтожно малой скоростью и замера показаний мановакуумметра MV, расположенного ниже верхнего обреза трубы (сечение аа), на величину Н. Плотность окружающего воздуха ρв = 1,2 кг/м3.

Известно, что Н = 11 м. Определить плотность газа ρг, если рм = 16 Па.

Задача 2.9

Дымовая труба высотой Н служит для создания тяги Δh в топке котла (перед дверцей топки D) благодаря разнице плотностей наружного воздуха ρв и горячих дымовых газов ρг (причем ρв > ρг).

Известно, что Н = 20 м, ρв = 1,23 кг/м3. Определить тягу Δh (в мм вод. ст.), если плотность дымовых газов ρг = 0,6 кг/м3.

Задача 2.10

Газовый стояк распределяет газ плотностью ρг по этажам здания. Манометрическое давление газа в  стояке на уровне ввода в здание определяется манометром М. Плотность окружающего воздуха ρв, высота этажа равна h0. В связи с тем, что ρг ≠ ρв, манометрическое давление газа на разных этажах различно.

Известно, что ρг = 0,72 кг/м3, ρв = 1,2 кг/м3, hэ = 3,5 м. Определить манометрическое давление на пятом этаже рм5, если показание манометра hм = 200 мм вод. ст.

Задача 3.1

К закрытому резервуару, в котором находится жидкость плотностью ρ, на глубине h подсоединен пьезометр, уровень жидкости в котором превышает уровень жидкости в резервуаре на величину Δh.

Известно, что ρ = 900 кг/м3 и b = 1,4 м. Определить манометрическое давление рм в точке подсоединения пьезометра, если превышение Δh = 1,3 м.

Задача 3.2

К резервуару с жидкостью плотностью ρ подсоединен U-образный мановакуумметр, «ноль» шкалы которого расположен ниже точ­ки подсоединения на расстояние а. Мановакуумметр заполнен жидкостью плотностью ρм.

Известно, что ρ = 1000 кг/м3 , а = 1,5 м, ρм = 13600 кг/м3.

Определить манометрическое давление рм в точке подсоединения мановакуумметра, если h = 130 мм.

Задача 3.3

К резервуару, заполненному жидкостью плотностью ρ, подсоединен многожидкостный (батарейный) манометр, плотности жидкостей в котором соответственно равны ρм1, ρм2 и ρм3. Отметка точки подсоединения манометра к резервуару z1, а отсчеты по шкале уровней жидкости в манометре z2, z3, z4 и z5 соответственно.

Известно, что ρ = 1000 кг/м3, ρм1 = ρм3 = 13600 кг/м3 ρм2 = 800 кг/м3 z1 = 1,5 м, z2 = 0,8 м, z3 = 1,6 м, z4 = 0,9 м, z5 = 1,8 м. Опреде­лить манометрическое давление рм в точке подсоединения манометра к резервуару.

Задача 3.4

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

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

3.4

Стоимость: 150 руб (Вариант 2)

Задача 3.5

Для измерения малых давлений рм в газах применяются чашечные микроманометры, заполненные жидкостью плотностью ρ, с наклонной на угол α стеклянной трубкой и шкалой.

Известно, что ρ = 800 кг/м3 , α = 30°. Опреде­лить точность измерения давления Δрм, если точ­ность отсчета по шкале Δl = 1 мм.

Задача 3.6

Чашечный мановакуумметр, имеющий диаметр чашечки D и диаметр трубки d, заполнен жидкостью плотностью ρ. Шкала прибора имеет постоян­ный «ноль», что вносит погрешность Δрn в резуль­тате измерения.

Известно, что ρ = 13600 кг/м3, D = 100 мм, d = 5 мм. Определить абсолютную и относительную ве­личины погрешности при измерении давления, если h = 200 мм.

Задача 3.7

Дифференциальный манометр, заполненный жидкостью плотностью ρм, измеряет разность давления (перепад давления) Δр = р1р2 в двух точках резервуаров с жидкостью плотностью ρ, разность отметок которых равна Δh.

Известно, что ρм = 13600 кг/м3, ρ = 1000 кг/м3.

Определить перепад давления, если отсчет по шкале дифманометра h = 250 мм, а Δh = 1 м.

Задача 3.8

Для измерения перепада давления в газах применяется двухжидкостный микродифманометр, состоящий из двух чашек диаметром D, соединенных трубкой диа­метром d. Заполнен прибор двумя несмешивающимися жидкостями с близкими, но не равными плотностями ρм1 и ρм2м1 > ρм2). Перед измерением перепала давле­ния Δр = р1р2 шкалу микродифманометра устанавливают на «ноль».

Известно, что ρм1 = 850 кг/м3, ρм2 = 820 кг/м3, d = 5 мм, D = 50 мм. Опре­делить перепад давления Δр, если показание прибора h = 200 мм.

Задача 3.9

Для измерения перепада давления Δр = р1р2 в разных сечениях трубы, заполненной жидкостью плотностью р, при­менен дифпьезометр, показание которого равно h.

Известно, что ρ = 1000 кг/м3, р1 = 0,12 МПа. Определить давление р2, если показание прибора h = 2,5 м.

Задача 3.10

Перепад давления Δр в двух сечениях трубы, по которой движется жидкость плотностью ρ, измеряется двухжидкостным микродифпьезометром, заполненным жидкостью, не смешивающейся с жидкостью в трубе и имеющей плотность ρп < ρ. Показанием прибора является разница уровней жидкости h.

Известно, что ρ = 1000 кг/м3 и ρп = 850 кг/м3. Определить перепад давления Δр, если показание прибора h = 300 мм.

Задача 4.1

Вертикальная стенка А разделяет два отсека отстойника, заполненных отстаиваемой водой (ρв = 1000 кг/м3) до разных уровней. Максимальный уровень воды в отсеке выше дна на величину Н1, а минимальный на величину Н2. В результате разницы уровней воды ΔН в основании стенки (сечение а а) возникает изгибающий момент Ма. Расчет ведется на единицу длины стенки (в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа).

Известно, что Н1 = 2,7 м, Н2 = 0,6 м. Определить величину результирующей силы Р и изгибающего момента Ма в сечении аа стенки.

Задача 4.2

В вертикальной перегородке, разделяющей две секции берегового колодца водозабора, на глубине h имеется отверстие, перекрываемое прямоугольным ремонтным щитом (плоским затвором) А размерами а и b. Масса затвора М3, коэффициент трения его уплотнителей f.

Известно, что а = 1,25 м, b = 2,5 м, М3 = 506 кг, f = 0,4. Определить силу Т, необходимую для подъема затвора, если глубина h = 12 м.

Задача 4.3

Один из участков ограждения пруда-отстойника выполнен в виде бетонной (ρб = 2200 кг/мэ) подпорной стенки трапециевидного сечения с размерами а, b, с; глубина воды в пруде-отстойнике равна Н.

Под действием силы давления воды подпорная стенка может или сдвинуться (коэффициент трения f, или опрокинуться вокруг точки О.

Расчет вести на погонный метр длины стенки (в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа).

Известно, что а = 4 м, b = 6 м, с = 5 м. Определить коэффициенты устойчивости подпорной стенки на сдвиг Ксдв и опрокидывание Копр, если Н = 5,5 м, f = 0,6.

Задача 4.4

В аванкамере А и камере всасывания В берегового колодца водозабора разница уровней воды не должна превышать наперед заданного значения ΔН (чтобы не порвалась фильтрующая сетка, разделяющая эти камеры). Для этого в стенке, разделяющей камеры, устраивается перепускной клапан, крышка которого К, поворачиваясь вокруг оси О, открывается, как только разница уровней начнет превышать ΔН.

Перепускной клапан представляет собой трубу прямоугольного поперечного сечения (размер сторон а и b); ее торцевое сечение, перекрытое крышкой массой Мкл наклонено к горизонту под углом α. К крышке на расстоянии с крепится регулировочный груз массой Мгр.

Известно, что а = 0,5 м, b = 0,8 м, α = 45°, Мкл = 10 кг, с = 120 см. Определить требуемую массу регулировочного груза Мгр, чтобы клапан открывался при ΔН = 10 см. Весом воды в объемах крышки К и регулировочного груза пренебречь.

Задача 4.5

В промывном колодце водоотводящей сети вход в трубу диаметром d перекрыт клапаном К, диаметр которого больше, чем диаметр трубы на величину 2δ =10 см. Для удаления осаждений с лотка трубы (для ее промывки) колодец наполняется водой па глубину Н, затем с по мощью рычажной системы (а, b) клапан К открывается, выпуская воду внутрь трубы.

Известно, что d = 200 мм, а = 250 мм, b = 300 мм, с = 150 мм. Определить требуемое для открытия клапана усилие Т, если глубина Н = 2 м.

Задача 4.6

В закрытом резервуаре находится вода (ρ = 1000 кг/м3), манометрическое давление паров которой равно ро.

Для выпуска воды на глубине Н имеется круглое отверстие диаметром d, перекрытое клапаном, удерживающим давление воды Р с помощью рычажного (а, b) устройства и груза массой М.

Известно, что р0 = 0,08 МПа, Н = 2 м, d = 200 мм, а = 250 мм. Определить требуемую массу груза М, если плечо рычага b = 120 см.

Задача 4.7

Очищенная вода из камеры фильтра А сливается в резервуар чистой воды В по трубе диаметром d. Отметки уровней воды в резервуарах z1 и z2. При закрытом плоском затворе К вода в трубе находится в покое и до, и после затвора.

Известно, что z1 = 16 м, z2= 12 м. Определить силу давления воды Р на плоский затвор К в трубе диаметром d = 400 мм.

Задача 4.8

Плоская прямоугольная водораздельная стенка шириной b, наклоненная к горизонту на угол α, может поворачиваться вокруг шарнира О, пропуская воду из верхнего бьефа глубиной Н1 в нижний глубиной Н2.

Известно, что b = 2 м, Н2 = 0,9 м, а = 0,8 м, α = 70°. Определить глубину Н1, при повышении которой произойдет поворот щита, и величину силы R.

Известно, что b = 2 м, Н2 = 0,9 м, а = 0,8 м, α = 70°, ρ = 1000 кг/м3, g = 9,81 м/с2

Стоимость: 210 руб (Вариант 1)

Задача 5.1

Трасса трубопровода из раструбных труб диаметром d поворачивается в плане на угол α, образуя колено. Под действием манометрического давления рм внутри трубы возникает усилие R на колено.

Известно, что d = 400 мм, α = 90°. Определить усилие R, на которое должен быть рассчитан упор, если максимальное давление воды в трубе рм = 1,5 МПа.

Задача 5.2

Тройник раструбный имеет диаметр отвода, равный d. Под действием манометрического давления рм внутри трубы возникает неуравновешенное усилие R на тройник.

Известно, что d = 200 мм. Определить, какое усилие R будет действовать на тройник, если давление воды рм = 103 кПа.

Задача 5.3

Водопровод выполнен из труб диаметром d и толщиной стенок δ. Под действием внутреннего манометрического давления рм в стенках трубы возникает напряжение σ.

Известно, что d = 400 мм, δ = 8 мм. Определить, напряжение σ при давлении рм = 0,8 МПа.

Задача 5.4

Водяной резервуар пневматической водоподъемной установки имеет диаметр D и толщину стенок δ. Под действием давления воздуха р0 и высоты слоя воды h в стенках резервуара возникает напряжение σ.

Известно, что D = 3 м, δ = 10 мм, h = 2,5 М Определить напряжение σ в стенках резервуара при давлении воздуха р0 = 0,2 МПа.

Задача 5.5

Отверстие диаметром d для выпуска воды из резервуара закрыто клапаном в виде шара диаметром D массой М. Для выпуска воды к кла­пану необходимо приложить усилие Т, величина которого зависит от массы шара М и глубины Н волы в резервуаре.

Известно, что d = 100 мм, D = 150 мм, М = 2,5 кг. Определить требуемое усилие Т, если глубина воды в резервуаре Н = 2 м.

Задача 5.6

Отверстие диаметром d в дне резервуара перекрывается шаровым клапаном диаметром D и массой М. Клапан остается закрытым до тех пор, пока сила дав­ления слоя воды высотой Н не превысит силу тяжести клапана. Известно, что D = 200 мм, d = 150 мм. Определить требуемую массу клапана, если Н = 1,6 м.

Задача 5.7

Всасывающая труба насоса оборудована приемным клапаном, выполненным в виде шара диаметром D и массой М, сидящим в седле (отверстии) диаметром d. Весом шара обеспечивается удержание воды во всасывающей трубе до пуска насоса. Насос, создавая в трубе на высоте всасывания hвс разряжение (рвс < ратм), приподнимает шар, обеспечивая движение воды к насосу.

Известно, что D = 150 мм, d = 100 мм, М = 2 кг. Определить разряжение hвак, которое должен создать насос, если высота всасывания hвс = 2 м.

Задача 6.1

Вода (ρв= 1000 кг/м3) по трубе диаметром d под давлением р подается в резервуар. Во избежание переполнения резервуара сечение трубы перекрывается клапаном К, прижимаемым к трубе рычажно-поплавковым устройством. Плечи рычага а и b; масса рычага Мр. Поплавок диаметром D имеет массу Ма.

При полном погружении поплавка выталкивающая сила Ра создает в клапане К усилие, равное силе давления воды Р в подводящей трубе.

Известно, что р = 0,3 МПа, d = 50 мм, Мр = 200 г, а = 40 мм, b = 180 мм. Определить требуемый диаметр поплавка D, если его масса Мп = 120 г.

Задача 6.2

Отстойник для нефтесодержащих сточных вод оборудован поплавком, позволяющим изме­рять уровень воды zв и толщину слоя нефти Ни над поверхностью воды. Поплавок имеет внешние размеры: диаметр D и высоту Нп: стержень указатель — диаметр d, длина l; масса поплавка с указателем Мп. Поплавок плавает, частично погрузившись в воду на глубину Нпв.

Известно, что D = 300 мм, d = 10 мм, Нв = 40 мм, l = 500 мм, Мп = 2,5 кг. Определить отметку уровня воды zв и толщину слоя нефти Нн, если отсчеты по указателю поплавка z0 = 7,35 м и zн = 7,06 м.

Задача 6.3

Выпускная 1 труба диаметром d резервуара 2 перекрыта клапаном, соединенным тягой длиной L с поплавком высотой h и диаметром D. Общая масса поплавка, тяги и клапана равна М. Как только уровень воды в резервуаре превы­сит отметку клапана на величину более Н, поплавок поднимает клапан, выпуская через трубу излишек воды (резервуар не переполняется). (При этом обязательно выполнение условия Н = L < h. К противном случае поплавок не в силах поднять клапан.) Толщиной тяг, соединяющих поплавок с клапаном, пренебречь.

Известно, что d = 100 мм, D = 200 мм, h = 600 мм, М = 4 кг. Определить превышение Н, при котором откроется клапан, если L = 1 м.

Задача 6.4

Дюкер выполнен из стальных труб наружным диаметром D и массой одного погонного метра М. Снаружи труба покрыта изоляцией плотностью ρн и толщиной δн.

Дюкер должен опускаться на дно реки под действием пригрузочного балласта объемом Wб и плотностью ρб без заполнения водой внутреннего объема дюкера.

Известно, что D = 516 мм, М = 104,5 кг, δи = 10 мм, ρи = 980 кг/м3. Определить объем пригрузочного балласта Wб, если его плотность ρб = 2400 кг/м3 (бетон). Расчет вести на 1 пог. м трубы.

Задача 6.5

Понтон в виде прямоугольного параллелепипеда имеет размеры А х Н х L и массу Мn. Максимальная масса перевозимого груза Мгр определяется из условия, чтобы палуба пон­тона возвышалась над уровнем воды на высоту не менее в.

Известно, что А = 2 м, Н = 1 м, L = 5 м, Мп = 300 кг. Определить возможную массу перевозимого груза Мгр при в = 10 см.

Задача 6.6

Береговой колодец руслового водозабора совмещенного типа представляет собой вертикальный цилиндр наружным диаметром D, заглубленный под уровень грунтовых вод (УГВ) до уровня подошвы днища колодца (ПДК).

Масса колодца с оборудованием Мк, сила трения окружающего грунта о стенки колодца F. Устойчивость колодца против всплывания под действием выталкивающей силы Ра оценивается коэффициентом всплытия Квспл ≥ 1.

Известно, что D = 20 м, УГВ =115 м, ПДК = 104 м, F = 1,4 МН. Определить коэффициент всплытия квспл, если масса колодца Мк = 3800 т.

Задача 6.7

Баржа длиной L имеет трапециевидную форму поперечного сечения с размерами А, Н и углом θ. Масса баржи М, ее центр тяжести С расположен ниже палубы на величину а и выше центра водоизмещения D на величину эксцентриситета е.

Остойчивость баржи характеризуется величиной метацентрической высоты hm (положением метацентра m) и соотношением метацентрического радиуса гm и эксцентриситета е. Известно, что А = 2 м,θ = 30°, Н = 0,8 м, L = 10 м, М = 5 т, а = 0,1 м.

Определить rm hm и е и оценить остойчивость плавающей баржи.

Задача 6.8

Тонкостенный понтон в виде прямоугольного параллелепипеда со сторонами А, L и Н имеет массу Мn (центр тяжести его Са совпадает с центром объема параллелепипеда). На его палубе расположен груз массой Мгр, центр тяжести которого Сгр, расположен на высоте в лад палубой пантона. Под действием веса понтона и груза понтон имеет осадку h с центром объ­ема водоизмещения в точке D.

Известно, что А = 3,5 м, L = 7 м, Н = 0,9 м, Мn = 1600 кг, Мгр = 8000 кг. Проверить остойчивость груженого понтона, если превышение в = 0,5 м.

Задача 7.1

На напорном водоводе (ρ = 1000 кг/м3) постоянного диаметра в водопроводных колодцах А и В, расположенных на расстоянии l друг от друга, установлены манометры МА и МВ на отметках zА и zВ соответственно.

Известно, что zА = 43 м, рА = 0,51 МПа, zв = 50 м, рв = 500 кПа, l = 1,1 км. Определить, в каком направлении движется вода и чему равны потери напора hп и гидравлический уклон i.

 Задача 7.2

По напорному трубопроводу постоянного диаметра в направлении от водоводного колодца А к колодцу В движется вода (ρ= 1000 кг/м3), причем пьезометрический уклон потока равен iр. Колодцы расположены на расстоянии l друг от друга, в них установлены манометры МА и МВ, измеряющие давление потока воды в трубе на отметках zАи zВ соответственно.

Известно, что zА = 115 м, рА = 416 МПа, l = 1,5 км, iр = 0,002. Определить показание манометра рВ, если zВ = 120 м.

Задача 7.3

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

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

7.3

Стоимость: 180 руб (Вариант 2)

Задача 7.4

По трубе внутренним диаметром D движется жидкость плотностью ρж. Для измерения местной скорости и применена трубка Пито-Дарси диаметром d << D. Для измерения разницы давлений в каналах трубки Пито-Дарси применен лифмаиометр, заполненный жидкостью (ρм > ρж) Известно, что ρж = 850 кг/м3, ρм = 13600 кг/м3. Определить скорость u, если показание дифманометра Δh = 100 мм.

Задача 7.5

Водоструйный насос А служит для заполнения водой центробежного насоса В перед пуском последнего. Внутренний диаметр выходного патрубка насоса, выпускающего воду, равен D, внутренний диаметр суженной части подающей трубы равен d. При пропуске расхода Q в камере водоструйного насоса создается разряжение hвак.

Известно, что D = 10 см, d = 3 см. Определить, при пропуске какого расхода Q разряжение hвак = 3,5 м вод. ст. Потерями напора пренебречь.

Задача 7.6

Для создания разряжения воздуха рвак в сосуде А используется водоструйный насос, к которому вода (ρ = 1000 кг/м3 ) в количестве Q подается по трубе внутренним диаметром D которая сужается в насосе до диаметра d. Манометрическое давление перед насосом р1. Потерями напора пренебречь.

Известно, что D =10 см, d = 3 см, Q = 8 л/с. Определить величину разряжения рвак, если давление перед насосом р1 = 0,05 МПа.

Задача 7.7

Струйный аппарат представляет собой трубу внутренним диаметром D, сужающуюся до диаметра d (диаметр горловины). В трубе движется жидкость или газ плотностью ρр в направ­лении А расходом Qр. Сужение сечения потока приводит к увеличению его скорости (V2 > V1) и, следовательно, к уменьшению давления (р2 < р1).

При определенных соотношениях величин р1 D, d и Q в горловине аппарата может возникнуть разряжение рвак, что вызовет подсос жидкости или газа плотностью ρп, расходом Qп по другой трубе диаметром d0 по направ­лению В. В этом случае в направлении С движется смесь жидкостей или га­зов с расходом Q + Qп. Потерями напора и сжимаемостью газа пренебречь.

Известно, что D =100 мм, d = 50 мм, d0 = 20 мм, р1 = 4 кПа, ρр =1,2 кг/м3. Определить давление в горловине аппарата р2 при пропуске расхода Q = 10л/с.

Задача 8.1

Эквивалентная шероховатость Δ, трубы внутренним диаметром d определяется путем пропуска жидкости с известной вязкостью ν при числах Рейнольдса, превышающих «квадратичное» (Rекв = 500 dэ). В процессе опыта замеряется время t наполнения объема W и потери напора h1, на прямолинейном участке трубы длиной l.

Известно, что d = 100 мм, ν = 0,012 Ст, l = 10 м, W = 500 л, t = 49 с, h1 = 29 см. Определить величину эквивалентной шероховатости Δэ.

Задача 8.2

Для водопроводной трубы внутренним диаметром d и шероховатостью Δэ построить по пяти точкам график зависимости коэффициента гидравлического трения λ от числа Рейнольдса Rе.

Известно, что d = 100 мм, Δэ = 0,2 мм, интервал возможного изменения расхода воды (ν = 0,011 Ст) от Qmin = 0,5 л/с до Qmax = 40 л/с.

Задача 8.3

Пользуясь справочными таблицами ([3], табл. 3.4-3.11), определить коэффициент гидравлического трения λ для следующих напорных труб:

а) неновой стальной водогазопроводной трубы диаметром dу= 100 мм при скорости V = 0,8 м/с;

б) новой чугунной напорной трубы (класс ЛА) диаметром dу = 150 мм при скорости V = 0,6 м/с;

в) асбестоцементной трубы (класс ВТ-9, тип I) диаметром dу = 200 мм при скорости V = 0,7 м/с.

Задача 8.4

Расход воды Q подается по трубе некруглого сечения, коэффициент гидравлического трения которой равен λ.

Известно, что Q = 10 л/с, сечение — кольцевое (между двумя соосными трубами) наружный диаметр внутренней трубы dн= 100 мм и внутренний Диаметр наружной Dвн = 150 м, λ = 0,04. Определить потери напора по длине h1 на прямолинейном участке трубы длиной l = 20 м.

Задача 8.5

Пользуясь справочными таблицами и эм­пирическими формулами ([3], §3.4), определить сумму коэффициентов местных сопротивлений трубы диаметром dу = 100 мм, со­единяющей два резервуара и имеющей еле дующие сопротивления:

  1. Вход в трубу при заделке обреза трубы заподлицо со стенкой резервуара.
  2. Простая задвижка при степени открытия h/H = 0,8.
  3. Поворот трубы радиусом Rп = 300 мм на угол α = 90° с помощью пяти звеньев.
  4. Колено с острыми кромками на повороте трубы под углом α = 90°.
  5. Выход из трубы.

Задача 9.1

В резервуар А поступает вода (v = 0,01 Ст), расход который изменяется от 0 до Q. Уровень воды в резервуаре не должен быть ниже отметки z1 и выше отметки z2. Для выполнения этих условий резервуар А оборудован стальной электросварной умеренно корродированной переливной трубой Т диаметром dу, длиной l, имеющей один поворот на 90° радиусом R. Переливная труба перепускает излишки воды в резервуар Б, уровень в котором находится на отметке z3.

Дано: ν = 0,01 Ст = 0,01 ∙ 10–4 м2/с, z1 = 6 м, z3 = 1 м, l = 5,4 м, R = 2d, dу = 209 мм = 0,209 м, Δэ = 0,2 мм = 0,2 ∙ 10–3 м, g = 9,81 м/с2

Стоимость: 180 руб (Вариант 1)

Задача 9.2

Береговой колодец А водозабора соединяется с водоемом самотечной трубой внутренним диаметром d, длиной l, эквивалентной шероховатостью Δэ. 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.

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

Стоимость: 180 руб (Вариант 1)

Задача 9.3

Береговой колодец А водозабора соединен с водоемом сифонной трубой внутренним диаметром d, длиной шероховатостью Δэ Труба имеет на входе раструб D = 2d два колена α = 45° и поворот звеньями радиусом R = d на угол 90°. Высота сифона hс, расстояние от входа в раструб до сечения С С lс.

При подаче насосом Н расхода Q во время стояния уровня боды в водоеме на отметке zв внутри берегового колодца устанавливается уровень воды на отметке zк.

Известно, что zв = 25 м, d = 200 мм, l = 50 м, lс = 40 м, Δэ = 0,1 мм, hс = 2,1 м. Определить величину вакуума в сечении С С, если отметка уровня воды в колодце zк = 20 м.

 Задача 9.4

Насос забирает воду (ν = 0,01 Ст) в количестве Q из водоема, уровень воды в котором расположен на отметке zв отметка оси насоса zн. Всасывающая линия представляет собой трубу внутренним диаметром d, длиной l, шероховатостью Δэ. Она оборудована обратным клапаном и задвижкой типа «Москва». Поворот всасывающей линии на 90° выполнен секциями по луге Rп = ТА.

Известно, что Q = 8 л/с, d = 100 мм, Δэ = 0,3 мм, zн = 18,7 м, l = 12 м. Определить, при какой отметке zв величина вакуума перед насосом
рвак/(ρg) = 5 м вод. ст.

Задача 9.5

Пневмоустановка служит дня подачи воды (ρ = 1000 кг/м3, ν = 0,02 Ст) в открытый резервуар на высоту Н под действием манометрического давления р0 по трубе внутренним диаметром d, длиной l, шероховатостью Δэ. Труба имеет два поворота-отвода под углом 90° и оборудована прямоточным вентилем.

Известно, что d = 80 мм, Δэ = 0,2 мм, l = 20 м, Н = 12 м. Определить величину необходимого давления ро, чтобы расход составлял Q = 5 л/с.

Задача 9.6

Безнапорный водоотводящий коллектор пересекает овраг с помощью дюкера. Дюкер представляет собой трубу внутренним диаметром d, длиной l, шероховатостью Δэ. Он имеет два колена под углом 20°. Сточная жидкость вязкостью  протекает по дюкеру за счет разницы отметок ее уровней z1 и z2.

Дано: Q = 180 л/с = 0,18 м3/с, d = 400 мм = 0,4 м, Δэ = 1,1 мм, l = 45 м, Ст = 0,013 ∙ 10–4 м2/с, z1 = 29 м, g = 9,81 м/с2

Стоимость: 150 руб (Вариант 2)

Задача 9.7

Вода (ν = 0,01 Ст) от промывки фильтров в количестве Q сливается в сборный резервуар по трубе диаметром d, шероховатостью Δэ. Сливная труба оборудована задвижкой Лудло и имеет поворот звеньями на угол 90° радиусом Rn = 2d. Входной торец трубы выполнен заподлицо со стенкой фильтра. Отметка уровня воды при промывке фильтра z1 в сборном резервуаре z2.

Известно, что Q = 20 л/с, l = 20 м, z1 = 5 м, z2 = 4 м. Определить требуемую величину диаметра dy цельносварной стальной трубы, бывшей в эксплуатации.

Задача 9.8

Всасывающая линия вентилятора выполнена в виде короба прямоугольного сечения (а × b) длиной l из материала с абсолютной шероховатостью Δэ. Линия имеет плавный вход (ζвх = 0,04) и поворот (ζпов = 0,8). При подаче вентилятора Q перед ним возникает разряжение рвак Плотность воздуха ρ = 1,25 кг/м3, коэффициент вязкости ν = 15 · 10-6 м/с. Сжимаемостью воздуха пренебречь.

Известно, что а = 300 мм, b = 400 мм, l = 6 м, Δэ = 0,05 мм. Определить разряжение перед вентилятором рвак при его подаче Q = 0,6 м3/с.

Задача 9.9

Удаление загрязненного воздуха плотностью ρзв с коэффициентом вязкости ν осуществляется по трубе высотой Н, внутренним диаметром d и шероховатостью Δэ.

Массовый расход удаляемого загрязненного воздуха М, манометрическое давление в зоне загрязненного воздуха рзв, плотность наружного воздуха ρнв.

Дня повышения интенсивности отсоса воздуха верхний обрез трубы оборудован дефлекто­ром, имеющим коэффициент сопротивления ζдеф = 1,3 и создающим под действием ветра разряжение на выходе из трубы рвак. Сжимаемостью воздуха пренебречь.

Известно, что d = 400 мм, Н = 5 м, Δэ = 0,1 мм, ζвх = 0,5 ζдеф = 1,3, ν = 0,15 · 10-4 м2/с, ρнв = 1,25 кг/м3, ρзв = 0,95 кг/м3, рзв = 10 Па. Определить, какое разряжение рвак должен обеспечить дефлектор, чтобы массовый расход М = 3000 кг/ч.

Задача 10.1

Пользуясь понятиями «модуль расхода» («расходная характеристика») К и «удельное сопротивление» А, определить потери напора h в трубе диаметром dу на длине l при пропуске расхода воды Q. Известно, что, труба стальная водогазопроводная, новая, dу = 100 мм, l = 350 м, Q = 6 л/с.

Задача 10.2

На отметке z1 к магистральному трубопроводу через задвижку подсоединен пожарный (выкидной) рукав (обычный прорезийненный) диаметром dу, длиной l. Под действием давления рн в начале рукава у пожарного брандспойта Б, расположенного на отметке z2, создается давление рб, в результате чего из брандспойта вылетает противо­пожарная струя воды с расходом Q (плотность воды ρ = 1000 кг/м3).

Известно, что z1= 25 м, z2 = 37 м, dy= 50 мм, l = 120 м, Q = 5 л/с. Определить давление рн, если требуемое значение р6 = 0,25 МПа.

Задача 10.3

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

Известно, что zб = 20 м, zп = 12 м, W = 20 м3, l = 650 м, t = 28 мин. Подобрать необходимый диаметр dу асбестоцементной трубы.

10.3

Стоимость: 240 руб (Вариант 2)

Задача 10.4

Трубопровод диаметром dУ имеет дырчатый участок длиной l. К началу участка на отметку zн подается расход воды (ρ = 1000 кг/м3) Q под давлением рн. В конце участка на отметке zк давление потока рк. Qn (путевой расход) Известно, что труба стальная электросварная, dу = 200 мм, l = 1200 м, zн = 8,4 м, рн = 0,25 МПа, Q = 40 л/с, zк = 6,5 м, рк = 0,16 МПа. Определить путевой QП и транзитный Qтр расходы.

Задача 10.5

Насос Н по трубе диаметром dу длиной l подает воду (ρ = 1000 кг/м3) в резервуар А. Отметка оси насоса zн а отметка уровня воды в резервуаре zр. Манометр, установленный на напорном патрубке насоса, показывает при подаче расхода Q давление рн.

Известно, что zн = 116,0 м, zр = 125,0 м, l = 910 м. Труба новая чугунная напорная класса ЛА диаметром dу = 125 мм. Определить расход Q, при подаче которого давление рн = 0,12 МПа.

Задача 10.6

В трубопроводе внутренним диаметром d, длиной l и шероховатостью Δ, компрессором нагнетается массовый расход М сжатого воздуха (R = 287 Дж/(кг · К), ν = 15·10-6 м2/с) под манометрическим давлением рм1. Движение воздуха происходит при постоянной температуре t и барометрическом давлении ратм. По мере удаления от компрессора давление в трубопроводе уменьшается (р1 > р2), а линейная скорость увеличивается (V1 < V2).

Известно, что d = 80 мм, l = 250 м, Δэ = 0,05 мм, рм1 = 950 кПа, t = 25 °С, ратм = 102 кПа. Определить давление р2 и линейную скорость V2 при массовом расходе М = 2 кг/с.

Задача 10.7

В трубопроводе внутренним диаметром d и шероховатостью Δэ движется газ метан (R = 520 Дж/(кг · К), ν = 0,165 · 10-4 м2/с) при температуре t. При пропуске массового расхода расхода метана М манометры, установленные друг от друга на расстоянии l, показывают давление соответственно рм1, и рм2.

Известно, что d = 40 мм, Δэ = 0,02 мм, t = 20 °С, l = 50 м, рм1, = 120 кПа. Определить массовый расход М, если рм2 = 115 кПа, а ратм = 98 кПа.

Задача 10.8

По газопроводу внутренним диаметром d, длиной l, шерховатостью Δэ подается массовый расход природного газа М (R = 520 Дж/(кг · К), ν = 14 · 106 м2/с) от газопромысла до газораспределительной станции (ГРС) При температуре t и атмосферном давлении ратм манометры показывай давление в газопроводе: у газопромысла – рм1 у ГРС – рм2.

Известно, что d = 500 мм, l = 3,6 км, Δэ = 0,1 мм, t = 15 °С, ратм = 98 кПа, М = 40 кг/с. Определить давление рм2 у ГРС, если рм1 = 2,8 МПа.

Задача 10.9

От коллектора газораспределительного пункта (ГРП) природный газ (R = 540 Дж/(кг∙К),) подается потребителю по газопроводу внутренним диаметром d, длиной l, шероховатостью Δэ в количестве М с избыточным давлением рм2. При этом редукционный клапан, установленный на ГРП, отрегулирован на давление рм1. Атмосферное давление ратм, температура газа t.

Дано: d = 80 = 0,08 м, l = 86 м, Δэ = 0,1 мм, t = 15 °С, ратм = 104 кПа = 104 ∙ 103 Па, рм1 = 4 кПа = 4 ∙ 103 Па, М = 0,04 кг/с

Стоимость: 150 руб (Вариант 1)

Задача 11.1

Вода в количестве Q подается из водонапорного бака к потребителю по трубопроводу диаметром dУ. Трубопровод имеет три участка труб из равных материалов: 1 — чугунная напорная неновая; 2 – стальная электросварная новая; 3 – асбестоцементная класса ВТ-9 типа 1; длины участков соответственно равны l1, l2, l3 Отметки уровня во­ды в водонапорном баке zб, по верхность земли у потребителя zп; свободный напор потребителя Нсв.

Известно, что dу = 100 мм, l1= 250 м, l2 = 280 м, l3 = 300 м, zn = 115 м, Нсв = 20 м. Определить требуемую отметку z6 при подаче расхода Q = 10 л/с, используя понятие «удельное сопротивление трубы».

Задача 11.2

Вода из водонапорного бака подастся в три точки А, В и С (фиксированные расходы QА, QВ, QС) и равномерно распределяется на участке 2 в количестве Qп. Отметки поверхности земли в узловых точках равны соответственно zА, zB, zС, минимальное значение свободного напора Нсв, отметка уровня воды в водонапорном баке zб Диаметры и длины участков соответственно следующие: dу1, l1; dу2, l2; dу3, l3. При расчетах использовать понятие «удельное сопротивление трубы».

Известно, что трубы стальные электросварные неновые, dу1 = 200 мм, l1 = 240 м, dу2 = 175 мм, l2 = 190 м, dу3 = 150 мм, l3 = 280 м Отметки: zА = 87 м, zВ = 96 м, zС = 91 м. Расходы: QA = 10 л/с, QB= 3 л/с, QC = 15 л/с, Qп = 7 л/с. Определить отметку уровня воды zб, если свободный напор Нсв > 14 м.

11.2

Стоимость: 300 руб (Вариант 1)

Задача 11.3

Вода из водоема А с отметкой уровня zА подается в приемный резервуар В с отметкой уровня zВ через промежуточный закрытый бак С с помощью двух самотечных труб:

 — первая труба внутренним диаметром d1, длиной l1, шероховатостью Δ1 имеет конический вход и прямоточный вентиль;

 — вторая труба внутренним диаметром d2, длиной l2, шероховатостью Δ2 имеет поворот на 90° по радиусу Rп = 2d2.

Зону сопротивления принять квадратичной.

Известно, что zА = 12 м, zВ = 1 м, d1 = 100 мм, l1 =28 м, Δ1 = 0,2 мм
d2 = 80 мм, l2 = 12 м, Δ2 = 0,1 мм. Определить расход С, поступающий в резервуар В.

Задача 11.4

Участок АВ трубопровода выполнен в виде двух труб диамет­рами dу1 и dу2, длиной L каждая. В расчете использовать понятие модуль расхода К».

Известно, что L = 250 м, трубы чуянные напорные новые диаметрами dу1 = 100 мм и dу2 = 150 мм. Определить потери напора hп на участке АВ при пропуске расхода Q = 30 л/с.

Задача 11.5

Потребитель получает воду на отметке zп по трубопроводу диаметром Dу и длиной L из водонапорного бака, уровень воды в котором zб. Для увеличения расхода воды Q проектируется параллельное подключение участка трубы диаметром dу, длиной l.

При расчете использовать понятие «удельное сопротивление трубы А».

1. Известно, что zб = 29 м, zп = 18 м, труба асбестоцементная, Dу = 150 мм, L = 1,2 км. Определить, насколько увеличится Q, если параллельно ей подсоединить асбестоцементную трубу диаметром dу = 100 мм, длиной l = 500 м.

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

Стоимость: 240 руб (Вариант 1, 2)

Задача 11.6

Водонапорная башня с уровнем воды в баке на отметке zб полает воду к двум потребителям: А (расход QА, отметка zА) и В (расход QВ, отметка zВ)по разветвленному трубопроводу из напорных труб диаметра и длиной по участкам соответственно dуi и li. При расчете использовать понятие «модуль расхода трубы К».

Известно, что трубы неновые чугунные dу1 = 150 мм, l1 = 200 м, dу2 = 100 мм, l2 = 120 м, dу3 = 125 мм, l3 = 110 м, zА = 16 м, zВ = 17 м. Определить расходы QА и Qв, если zб = 28 м.

Задача 11.7

Вода из группы колодцев (4 шт.) подается в сборный резервуар по разветвленному трубопроводу. Шероховатость стенок труб Δ, сумма коэффициентов местных сопротивлений на каждом участке zi, длина участка li, внутренний диаметр di. Уровень воды в колодцах одинаковый, а в сборном резервуаре ниже на величину Н. Расчет вести для квадратичной области сопротивления.

Дано: Δ = 0,06 мм, d1 = 50 мм = 0,05 м, l1 = 32 м, 1 = 3,3, d2 = 50 мм = 0,05 м, l2 = 18 м, 2 = 4,1, d3 = 80 мм = 0,08 м, l3 = 26 м, 3 = 2,8, d4 = 100 мм = 0,1 м, l4 = 9 м, 4 = 2,6, Q1 = 4 л/с = 0,004м3/с, g = 9,81 м/с2

Стоимость: 180 руб (Вариант 2)

Задача 11.8

Вода подается в трехэтажное здание из магистральной сети М по разветвленному трубопроводу, состоящему из пяти участков (di, li, λi, zi).

Дано: d1 = 32 мм = 0,032 м, d2 = d4 = d5 = 20 мм = 0,02 м, d3 = 25 мм = 0,025 м, l1 = 22 м, l2 = l4 = 1,5 м, l3 = 3,5 м, l5 = 5 м, 1 = 1,5, 2 = 4 =3,6, 3 = 0,9, 5 = 4,1, λ = 0,03, h1 = 2,0 м, h = 3,5 м, Н = 32 м

Стоимость: 500 руб (Вариант 1)

Задача 11.9

На участке АВ газопровод состоит из двух параллельно соединенных ветвей 1 и 2 длинами l1 и l2, внутренними диаметрами d1 и d2, шероховатостью Δэ. По газопроводу транспортируется газ (R = 510 Дж/(кг · К)) с температурой t. При атмосферном давлении ратм манометрические давления в узлах А и В составляют соответственно рма и рмв, а массовый расход М делится по ветвям 1 и 2 на М1 и М2. Расчет вести для квадратичной области сопротивления.

Известно, что d1 = 100 мм, l1 = 400 м, d2 = 125 мм, l2 = 500 м, Δэ = 0,2 мм, t = 20 °С, ратм =101 кПа, рма = 0,3 МПа. Определить манометрическое давление рмв, если массовый расход М = 0,3 кг/с.

Задача 11.10

Газовые горелки I, II и III для обеспечения равномерного горения газа обору­дованы дросселями, отрегулированными на массовый расход М газа (ρ = 0,80 кг/м3, ν = 13 · 10-6 м3/с), одинаковый для каждой из горелок. Подача газа осуществляется из магистральной сети А, избыточное давление газа в которой равно рА, по тупиковой системе труб, состоящей из пяти участков внутренним диаметром di длиной li, и шероховатостью Δэ. При этом давление газа перед каждым дросселем горелки рмi будет различным. Сжимаемостью газа пренебречь. Расчет вести для переходной зоны сопротивления.

Известно, что М = 0,05 кг/с, d1 = 200 мм, d2 = 150 мм, d3 = d4 = d5 = 100 мм, l1 = 50 м, l = 20 м, l3 = l4 = l5 = 10 м, Δэ = 0,05 мм. Определить давление рм4 перед каждым дросселем, если избыточное давление ра = 2 кПа.

Задача 12.1

Труба внутренним диаметром d и толщиной стенок δ выполнена из материала с модулем упругости Еm. По ней подается жидкость плотностью ρ и модулем упругости Еж. 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.

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

12.1

Стоимость: 100 руб (Вариант 2)

Задача 12.2

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

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

12.2

Стоимость: 210 руб (Вариант 2)

Задача 12.3

По трубопроводу внутренним d и толщиной стенок δ, выполненному из материала с модулем упругости Еm, движется жидкость (плотностью ρ и модулем упругости Еж) в количестве Q; давление в трубе рн. В результате внезапной остановки жидкости давление в трубе увеличивается на Δр.

Дано: d = 250 мм, δ = 10 мм, Еm = 200 · 106 кПа, ρ = 1020 кг/м3, Еж = 2,1 · 106 кПа, рн = 0,12 МПа, Q = 50 л/с.

Стоимость: 150 руб 

Задача 12.4

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

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

Стоимость: 180 руб (Вариант 1)

Задача 13.1

Для измерения расхода жидкости плотностью ρж 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 Δhм.

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

13.1

Стоимость: 180 руб (Вариант 1)

Задача 13.2

Для измерения расхода жидкости плотностью ρж 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 ρм.

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

13.2

Стоимость: 100 руб (Вариант 2)

Задача 13.3

Для измерения расхода жидкости в трубопроводе внутренним диаметром D установлен водомер Вентури с диаметром горловины d и коэффициентом расхода μ. Перепад давления в водомере ΔHп измеряется с помощью дифпьезометра.

Известно, что D = 150 мм, d = 100 мм. Определить величину коэффициента расхода μ водомера, если при пропуске жидкости в количестве Q = 1200 л/мин перепал в дифпьезометре ΔНп = 400 мм.

Задача 13.4

Массовый расход М газа (ρг) в трубопроводе внутренним диаметром D измеряется тахиметрическим способом с помощью гидрометрической трубки Пито-Прандтля. установленной на оси трубы и соединенной с чашечным мнкроднфмянометром (ρм, α, l). Такой способ измерения расхода применяйся тех случаях, когда для данной участка трубы с достаточно точностью известно соотношение «к» между осевой U0 и средней по сечению V скоростями по сечению к = (U0/V).

Известно, что ρг = 1,2 кг/м3 D = 300 мм, ρм = 1000 кг/м, α = 45°, к = 1,05. Определить массовый расход М, если отсчет по шкале микродифманометра l = 180 мм.

Задача 13.5

Для измерения расхода жидкости Q в трубе диаметром d используется имеющееся на ней местное гидравлическое сопротивление – стандартный угольник. Местные потери напора hм потока в нем измеряются с помощью дифпьезометра.

Известно, что d = 100 мм. Определить расход жидкости Q, если показание дифпьезометра hм = 20 см.

Задача 13.6

Дня измерения расхода Q волы в трубе внутренним диаметром D и шерохо­ватостью Δ1 на длине L устроена обводная линия (внутренний диаметр d, длина l, шероховатость Δ2), cнабженная двумя прямоточными вентилями и водомером В с вертикальной осью, показывающим величину расхода Q2. Поворот обводной линии выполнен стандартными угольниками. Расчет вести для квадратичной зоны сопротивления.

Известно, что D = 600 мм, L = 15 м, Δ1 = 0,2 мм, d = 40 мм, l = 20 м,
Δ2 = 0,1 мм. Определить расход Q, если показание водомера Q2 = 0,5 л/с.

Задача 13.7

Для измерения расхода Q жидкости плотностью ρ в трубе постоянного диаметра примени принцип отбора части расхода  q (q << Q ) в емкость объемом W. В месте отбора (В), до него на расстоянии lАВ (А) и после него на расстоянии lВС(С) на отметках zВ, zА, zС, соответственно, установлены манометры, показывающие во время отбора  жидкости давлении рВ, рА и рС. Величина отбираемого расхода q влияет на показания манометров, что в итоге позволяет вычислить расход Q.

Известно, что ρ = 1000 кг/м3, рА = 0,6 МПа, рв = 0,58 МПа, рс = 0,57 МПа, zА = 66,5 м, zВ = 67,7 м, zС = 68,1 м, lАВ = 20 м, lВс = 15 м. Определить расход Q если объем W = 60 л заполнился за t = 30 с.

Задача 13.8

Для измерения расхода Q жидкости в трубе постоянного диаметра на границах ее прямолинейного участка длиною l подсоединен дифпьезометр, измеряющий величину потерь напора по длине h1.

На расстоянии l1 от начала участка к трубе подсоединен патрубок, через кото­рый возможен отбор жидкости расходом q (q < Q), величина которого измеряется путем определения времени t наполнения объема W. Потеря напора h1, изме­ряется дважды: без отбора жидкости (h11) и во время отбора жидкости (h12).

Известно, что l = 30 м, l1 = 13 м, h11 = 16 см, W = 40 л, t = 32 с. Опреде­ли расход Q, если во время отбора жидкости потери напора h12 = 12 см.

Задача 13.9

Всасывающий участок вентилятора внутренним диаметром D используется для измерения расхода Q всасываемого воздуха. Для этого он оборудуется вакуумметром, заполненным жидкостью плотностью ρм > ρв. Учет возможных потерь напора производится введением коэффициента расхода μ < 1 в расчетную формулу.

Известно, что D = 400 мм, ρм = 1000 кг/м3, μ = 0,9. Определить расход Q вентилятора, если hвак = 100 мм.

Задача 14.1

В дне резервуара имеются два отверстия диаметрами d0 и dн, к последнему из которых подсоединен внешний цилиндрический насадок длиной l. При подаче в резервуар воды в количестве Q устанавливается уровень на высоте Н. Коэффициенты расхода: отверстия μ0 = 0,62; насадка
μн = 0,82.

Дано: dн = 25 мм, l = 110 мм, Н = 2,0 м.

Стоимость: 100 руб (Вариант 2)

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.

14.2

Стоимость: 150 руб (Вариант 1, 2)

Задача 14.3

Сосуд Мариотта в процессе его опорожнения обеспечивает постоянство давления (р = ратм) 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 рвак.

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.

14.3

Стоимость: 100 руб (Вариант 2)

Задача 14.4

Перегородка дырчатого смесителя очистных сооружений представляет собой плоский щит, в погруженной в воду части которого расположено n отверстий (коэффициент расход μ = 0,6) диаметром d. При протекании расхода воды Q сквозь отверстие щита образуется разница уровней Δz.

Известно, что n = 100 шт, d = 25 мм.

Определить разницу уровней Δz при пропуске расхода
Q = 002 м3/с.

 Задача 14.5

Поплавковый дозатор системы Хованского для подачи постоянного расхода раствора реагента представляет собой диафрагму-шайбу 1 с калиброванным круглым отверстием (коэффициент расхода μ = 0,62) диаметром d, центр которого с помощью поплавка 2 удерживается на постоянной глубине h. Раствор, прошедший через диафрагму, по гибкому шлангу 3 отводится к месту подачи; внутри шланга поддерживается постоянное давление ратм.

Известно, что d = 10 мм. Определить, на какой глубине h следует расположить диафрагму, чтобы расход Q = 100 см3/с.

Задача 14.6

Воздух (R = 287 Дж/(кг · К), k = 1,4) находится в резервуаре при температуре t под манометрическим давление рм, откуда истекает в атмосферу с давлением ратм через насадок (μ = φ = 0,85) диаметром d.

Известно, что t = 30°С, рм = 3 кПа, ратм = 101 кПа. Определить скорость V и массовый расход М струи при диаметре насадка d = 20 мм.

Задача 14.7

Предохранительный клапан (μ = φ = 0,90) газораспределительной станции диаметром d срабатывает при манометрическом давлении в трубах рм при температуре t; природный газ (R = 520 Дж/(кг · К), k = 1,3) при этом истекает в атмосферу (ратм).

Известно, что d = 50 мм, рм = 0,7 Мпа, t = 25°С. Определить массовый расход М и скорость струи V при работе клапана, если давление ратм = 98 кПа.

Задача 14.8

Газ (R, k), находящийся в покое в резервуаре при температуре t и манометрическом давлении рм, истекает в атмосферу (ратм) со скоростью V через сопло Лаваля, диаметром в горловине dгорл и на выходе dвых. Массовый расход струи М. Коэффициенты расхода и скорости μ = φ = 0,95.

Известно, что газ – природный (R = 520 Дж/(кг · К), k = 1,3), рм = 200 кПа, t = 20°С, ратм =98 кПа. Определить диаметры dвых и dгорл, необходимые для пропуска массового расхода М = 0,2 кг/с.

Задача 15.1

Вода из поверхностного источника к очистным сооружениям подается по каналам трапецеидального сечения с шириной по дну b, продольным уклоном i0 и коэффициентом откоса m. Дно и откосы канала имеют искусственное крепление с коэффициентом шероховатости n. При пропуске расхода Q при равномерном движении воды в канале устанавливается нормальная глубина h0.

Дано: b = 2,0 м, m = 2 i0 = 0,002, h0 = 1,5 м, хорошая бутовая кладка g = 9,81 м/с2

Стоимость: 180 руб (Вариант 2)

Задача 15.2

Вода от очистных сооружений сбрасывается в реку по каналу прямоугольного сечения шириной b и продольным уклоном i0. Боковые стенки и дно канала имеют искусственное крепление с коэффициентом шероховатости n. При пропуске расхода Q со скоростью V в канале устанавливается нормальная глубина h0.

Известно, что Q = 4 м3/с, i0 = 0,001. Крепление канала – оштукатуривание цементным раствором. Какова должна быть ширина канала b, чтобы глубина h0 = 1,0 м.

Задача 15.3

Для отвода воды в количестве Q устроен лоток из строганых досок (n = 0,011) сечением трапецеидальной формы с коэффициентом заложения бортов лотка m и продольным уклоном i0. Ширина лотка по дну b. Глубина воды h подбирается так, чтобы сечение было гидравлически наивыгоднейшим.

Известно, что Q = 0,5 м3/с, m = 1. Определить размеры h, b и продольный уклон i0 лотка с тем, чтобы средняя скорость V = 4 м/с.

Задача 15.4

Для наполнения резервуара емкостью W за интервал времени t вода подается по металлическому (n = 0,010) лотку полукруглого сечения диаметром D, установленному с уклоном i0. Поток воды в лотке имеет глубину h.

Известно, что W = 500 м3, D = 800 мм, i0 = 0,004. Определить время наполнения резервуара t, если глубина потока h = 300 мм.

Задача 15.5

Лоток треугольной формы имеет угол φ = π/2 и продольный кулон i0 = 0,001. Глубина потока воды в канале h0 = 0,5 м. Пропускная способность лотка Q и скорость потока V зависят от типа крепления откосов.

Определить, как изменится пропускная способность лотка Q при замене облицовки из строганых досок на цементную штукатурку.

Задача 15.6

Керамическая (n = 0,013) труба диаметром D, уложенная с уклоном i0, служит для отвода воды при глубине h < D (в безнапорном состоянии при степени наполнения а = h/D < 1).

 Известно, что D = 300 мм, i0 = 0,009. Определить пропускную способность трубы при а = 0,6.

Задача 16.1

Для измерения расхода воды в небольших водотоках (ручьях и лотках) может применяться водомер системы Игнатова. Он представляет собой металлический щит с несколькими рядами отверстий (μ = 0,62) разного диаметра di, закрытых пробками. Ряды отверстий расположены от верхней кромки щита на расстоянии аi, в каждом ряду ni отверстий. После установки щита поперек русла водотока снимают пробки с нескольких отверстий (в зависимости от ожидаемого расхода водотока) и, замерив превышение верхней кромки щита над уровнем воды Δh перед водомером, вычисляют расход Q.

Известно, что d1 = 75 мм, d2 = 50 мм, d3 = 25 мм, а1 = 25 см, а2 = 35 см, а3 = 45 см, n1 = 2 шт, n2 = 3 шт,  = 1 шт. Определить расход водотока Q, если замерено, что превышение Δh = 10 см.

Задача 16.2

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

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

16.2

Стоимость: 180 руб (Вариант 2)

Задача 16.3

Мерный треугольный водослив Томсона (Θ = 90°) установлен в лотке высотой d; высота порога водослива р. Максимальный измеряемый расход Qmax потока определяется минимально допустимым превышением δ бортов лотка над уровнем воды в верхней бьефе.

Известно, что d = 1 м, рв = 60 см. Определить расход Qmax, если превышение δ = 2 см.

Задача 16.4

Трапецеидальный мерный водослив имеет следующие размеры: ширина b, угол Θ, коэффициент расхода m. При пропуске расхода Q над ним устанавливается напор Н. От точности измерения напора ΔН зависит точность вычисления расхода ΔQ.

Известно, что b = 50 см,    = 14°, Н = 26 см, m = 0,421. Определить расход Q и возможную ошибку его вычисления ΔQ, если ошибка в измерении напора ΔН ≤ ± 0,1 мм.

Задача 16.5

Для измерения расхода воды на канализационных очистных сооружениях установлен лоток Паршаля с шириной горловины b. Глубина воды в лотке Н зависит от расхода потока Q.

Известно, что b = 50 см. Определить расход Q при глубине воды в лотке Н = 60 см.

Задача 16.6

Для измерения расхода Q сточных вод, поступающих на очистные сооружения, установлен лоток Вентури с шириной горловины b. От величины расхода потока Q зависят глубина воды перед лотком Н и в горловине hг. Потери напора потока учитываются с помощью коэффициента скорости φ.

Известно, что b = 0,5 м, hг = 0,4 м, φ = 0,9. Определить расход потока Q при глубине Н = 0,9 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.

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

17.1

Стоимость: 100 руб (Вариант 1)

Задача 17.2

Для осушения строительной площадки от грунтовых вод прорыта до водоупора траншея на глубину hb длиной l. В результате откачки воды из траншеи в количестве Q уровень грунтовых вод понизился с глубины hг1 до hг2, а длина дренирования равна L. Коэффициент фильтрации грунта водоносного пласта k.

Известно, что l = 140 м, hb = 5,5 м, hг1 = 0,7 м, k = 0,01 см/с. Определить длину дренирования L, если при Q = 1,2 л/с, глубина hг2 = 5 м.

17.2

Стоимость: 180 руб (Вариант 2)

Задача 17.3

Безнапорный водоносный пласт мощностью Н вскрыт до водоупора колодцем радиусом Rk; коэффициент фильтрации грунта водоносного пласта k. При снижении уровня воды дебит колодца равен Q.

Известно, что Н = 8 м, Rk = 0,75 м, k = 0,0003 м/с. Определить дебит колодца Q при снижении ζ = 5 м.

Задача 17.4

Напорный водоносный пласт мощностью m, коэффициентом фильтрации грунта k и напором артезианской воды Н вскрыт совершенной скважиной диаметром Dс. При снижении уровня воды ς дебит скважины равен Q.

Дано: Н = 28 м, Dс = 400 м, m = 10 м, k = 0,0007 м/с. Определить, при каком снижении ς дебит скважины Q = 30 л/с.

Стоимость: 100 руб

Задача 17.5

Безнапорный водоносный пласт мощностью Н и коэффициентом фильтрации k используется для сброса поверхностной воды в количестве Q; при этом в поглощающем колодце диаметром D глубина воды h0 > Н.

Известно, что Н = 9 м, k = 0,008 м/с, D = 1 м. Определить, при каком расходе Q глубина воды в колодце h0 = 13 м.

Задача 18.10 (вариант 4)

Понтон массой Мп 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 Мгр.

Стоимость: 100 руб 

Задача 18.15

Вода (ρ = 1000 кг/м, ν = 0,01 Ст) из резервуара с постоянным уровнем на отметке ZA подается в резервуар с переменным уровнем на отметке от ZB1 до ZB2 с помощью сифонной трубы, верх которой расположен на отметке ZC.

Сифонная труба имеет внутренний диаметр d, шероховатость ∆э, общую длину L, длину головной части (до сечения СС) lг. Повороты трубы на углы π/2 и π/4 выполнены радиусом R = 2d. Труба оборудована краном К в виде прямоточного вентиля.

Определить интервал изменения абсолютного давления в сечении С – С при атмосферном давлении ратм.

Стоимость: 100 руб

 

Есть готовые решения этих задач, контакты

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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *