Гидравлика МЧС

Р.15

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

Задача №1

Водовод пожарного водопровода диаметром d и длиной l, подготовленный к гидравлическим испытаниям, заполнен водой при атмосферном давлении. Определить объем воды, которую необходимо дополнительно подать в водовод, чтобы избыточное давление в нем поднялось до 6 МПа. Деформацией труб водовода пренебречь.

Задача №2

Определить абсолютное и избыточное гидростатическое давление воды в точке А на глубине h от поршня, если на поршень диаметром 150 мм воздействует сила P, атмосферное давление p_а = 0,1 МПа.

Задача №3

Клапанный затвор пожарного водоема, имеющий плоскую поверхность шириной b, создает подпор воды Н. Затвор наклонен под углом αк горизонту.

Определить суммарную силу натяжения тросов Т, удерживающих затвор в заданном положении (без учета момента трения в шарнире и массы затвора).

Задачу решить графоаналитическим методом. Построить эпюру давления на клапанный затвор.

Задача №4

Определить силу давления и точку ее приложения на цилиндрическую стенку цистерны, если H = R, длина цистерны b.

Задача №5

В кольцевом пространстве аппарата протекает вода в количестве Q. Температура воды 12 °С. Внутренний диаметр большой трубы D, наружный диаметр меньшей трубы d. Определить, в каком режиме движется вода.

Задача №6

Определить расход и среднюю скорость выхода из насадка пожарного ствола диаметром d_н, если скорость движения воды по рукаву d_р составляет V_р.

Задача №7

Определить потерю напора и потерю давления на трение при протекании воды по трубке, выполненной из материала М,  диаметром d, длиной l. Скорость воды V.  Температура 12 °С.

Задача №8

Пренебрегая потерями напора, определить диаметр горловины d₂, чтобы при пропуске расхода Q по трубопроводу диаметром d₁ вода в трубе поднялась на высоту h. Манометрическое давление в трубопроводе составляет p₁/ρg.

Задача №9

Определить предельную высоту расположения оси центробежного насоса над уровнем воды в водоисточнике h, если расход воды из насоса Q, диаметр всасывающей трубы d. Вакуумметрическое давление, создаваемое во всасывающем патрубке p_в, потери напора во всасывающей линии 1 м.

Задача №10

По трубе диаметром d и длиной l перекачивается вода с расходом Q. Определить давление p₂ в сечении 2–2, если в сечении 1–1, расположенном на высоте H, давление равно p₁. Температура перекачки воды 10 °С, абсолютная шероховатость стенок трубы Δ, коэффициент сопротивления задвижки ζ_з, поворота – ζ_п.

Задача №11

Определить длину трубы l, при которой расход воды из бака будет в два раза меньше, чем через отверстие того же диаметра d. Напор над центром отверстия равен H. Коэффициент гидравлического трения в трубе принять λ = 0,025, коэффициент расхода отверстия μ = 0,62. Потери напора на входе в трубу и выходе из нее не учитывать.

Задача №12

Противопожарный водопровод состоит из трех параллельных участков чугунных труб диаметром d₁, d₂, d₃, выходящих из узла А и соединяющихся в узле В, величина напора в которых составляет H_A и H_В. Расход воды по участкам равен Q₁, Q₂, Q₃. Определить длину каждого участка и скорость течения воды в них.

Задача №14

Определить время опорожнения цилиндрического резервуара диаметром D, оборудованного сливным трубопроводом диаметром d и длиной l, если начальный уровень жидкости в нем равен H. Значения коэффициентов местных сопротивлений: входа – ζ_в = 0,5, поворота ζ_п = 0,36, задвижки – ζ_з = 1,4. Область трения в трубе принять автомодельной (эквивалентная шероховатость стенок трубы Δ = 0,73 мм).

Задача №15

Определить, на какую высоту поднимается вода в трубке Пито h_v, если расход Q . Радиус трубы h. Срез трубки Пито установлен на оси трубы.

Задача №17

Определить время заполнения пожарного водоема емкостью W, если заполнение производится из магистральной сети наружного водопровода с давлением p_м по стальной трубе (не сильно прокорродированной) диаметром d, длина трубы l. Область трения жидкости принять автомодельной.

Задача №19

Определить производительность ствола Q с насадком диаметром d = 50 мм при напоре перед ним H_н = 75 м. Построить в масштабе огибающую кривую раздробленной части R_р в зависимости от угла наклона, радиуса действия струи к горизонту. Вычислить величину реакции струи F.

Задача №20

Определить необходимую толщину стенок прорезиненных рукавов диаметром d, чтобы напряжение в них при мгновенном перекрытии не превышало G = 25 · 10⁵ Па. Начальное давление p₀ = 1,5 · 10⁵ Па, количество рукавов n = 5, расход воды Q. Скорость распространения ударной волны принять 100 м/с. Рассчитать фазу удара.

Задача № 21

Определить величину повышения давления в чугунном трубопроводе диаметром d, с толщиной стенок δ = 4 мм перед задвижкой после мгновенного автоматического отключения водонапорной башни при пожаре и рассчитать напряжение G в стенках трубопровода. Начальное избыточное давление у задвижки p₀ = 2 · 10⁵ Па, расход воды в трубопроводе Q. Модуль упругости воды – К = 2,03 · 10⁹ Па, модуль упругости чугуна – Е = 0,98 · 10¹¹   Па.

Задача №22

В стальном трубопроводе длиной l, диаметром d и толщиной δ расход воды составляет Q. Температура воды 15 °С. Определить наименьшее время закрывания задвижки t, чтобы повышение давления в конце трубопровода, вызванное гидравлическим ударом было не более Δp_макс = 4 · 10⁵. Чему будет равно повышение давления в случае мгновенного закрытия задвижки?

Теория

1. Основные физические свойства жидкости.

2. Силы, действующие на жидкость. Понятие гидростатического давления и его свойства?

3. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля.

6. Основные понятия гидродинамики.

7. Уравнение неразрывности движения и постоянства расхода.

8. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости. Его геометрический и энергетический смысл.

9. Уравнение Бернулли для реальной жидкости. Его графическая интерпретация.

11. Опыт Рейнольдса, критерий Рейнольдса.

12. Какие физические свойства жидкости и характеристики потока влияют на режим движения жидкости? Какова структура потока при ламинарном и турбулентном движении жидкости в круглой трубе?

15. Местные сопротивления в трубопроводах.

16. Потери напора в пожарных рукавах.

17. Режимы трения жидкостей. Расчет коэффициента внешнего трения.

19. Какие трубопроводы называются короткими и длинными, простыми и сложными? В чем особенности их гидравлического расчета? Способы повышения пропускной способности трубопроводов.

20. Как связаны между собой коэффициенты сопротивления, сжатия, скорости и расхода? Поясните физический смысл этих коэффициентов.

21. Особенности истечения жидкостей из насадков различных типов.

23. Вертикальные струи, их расчет.

24. Наклонные струи, их расчет.

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

Вариант 14 (задачи 1, 10, 12, 17, 22, теор. вопросы 4, 14, 25)

Вариант 17 (задачи 3, 5, 9, 12, 20, теор. вопросы 7, 17, 24)

Вариант 19 (задачи 4, 6, 15, 19, 22, теор. вопросы 9, 16, 21)

Вариант 21 (задачи 1, 4, 6, 11, 17)

Вариант 23 (задачи 3, 7, 9, 19, 21, теор. вопросы 2, 12, 19)

Вариант 29 (задачи 4, 6, 15, 19, 22, теор. вопросы 9, 16, 21)

Вариант 42 (задачи 2, 5, 8, 14, 20, теор. вопросы 1, 8, 20)

Вариант 43 (задачи 3, 7, 9, 19, 21)

Вариант 55 (задачи 4, 6, 15, 19, 20, теор. вопросы 6, 15, 23)