Р.212
В.А. Каныгин Е.В. Цветкова
Часть задач есть решенные, контакты
Пример 1
Ртутный U-образный вакуумметр присоединен к сосуду с водой над поверхностью которой имеется вакуум P0 = 19,62 кПа (рис. 3). Определить показания вакуумметра h2, если h1 = 368 мм.
Пример 2
В закрытом подземном резервуаре (рис. 4) находится жидкость плотностью ρ, уровень которой может изменяться от zmin до zmax. Для измерения уровня жидкости использована U-образная трубка с гидравлическим ртутным затвором. Свободный участок трубки заполнен на высоту h0 жидкостью плотностью ρ, по мениску которой отсчитывается контролируемый уровень.
Изменение (повышение или понижение) уровня жидкости в резервуаре на величину ΔH приводит к соответствующему изменению положения мениска на шкале на величину Δh. Известно, что h0 = 10 м, превышение Н минимального уровня жидкости над нулем гидравлического затвора равно H = 1 м. Определить отклонение Δh менисков ртути от нуля гидрозатвора, если ρ = ρж = 1000 кг/м3.
Пример 3
В стенке резервуара с водой АВ (см. рис. 5), наклоненной к горизонту под углом α = 60° имеется заслонка круглой формы диаметром d = 1 м. Центр тяжести заслонки находится на глубине hC = 1,73 м.
Заслонка шарнирно закреплена в точке O1. Для открытия используется трос, прикрепленный к нижнему краю заслонки К, направленный вертикально вверх. Определить силу Т, необходимую для открытия заслонки.
Пример 4
Определить силу давления воды на 1 м ширины нижней криволинейной части сооружения (рис. 7), если H = 1,5 м, r = 0,5 м.
Пример 5
Определить давление P1 в сечении 1 — 1 горизонтально расположенного сопла гидромонитора (рис. 11), необходимое для придания скорости воде в выходном сечении 2 — 2 V2 = 40 м/с, если скорость движения воды в сечении 1 — 1 равна V1 = 3,6 м/с. Определить диаметр сопла монитора d2, если d1 = 100 мм.
Пример 6
Из сосуда М в сосуд N вода, температура которой 18°С, перетекает по трубопроводу, состоящему из двух участков, характеристика которых приведена в таблице (рис. 13):
Определить, при какой разнице уровней в сосудах h расход составит Q = 9 л/с. Построить напорную и пьезометрические линии. При решении задачи отметки уровней в сосудах считать постоянными.
Задача 1
Определить коэффициент температурного расширения воды, если при увеличении температуры на Δt°C объем воды, равный W, увеличился на ΔW. Какой исходной температуре соответствует полученное значение коэффициента температурного расширения βt при давлении P = 1,0 ат.
Задача 2
Какова сила поверхностного трения жидкости x на внутренней стенке трубопровода (рис. 14) диаметром d и длиной l, если профиль скорости в сечении трубопровода описывается законом V = 25r − 312r2 , где r — расстояние от поверхности трубопровода, которое изменяется от 0 до d/2?
Стоимость: 200 руб (Вариант 2)
Задача 3
Определить давление P0 на свободной поверхности в закрытом сосуде (рис. 15), если в трубе, присоединенной к сосуду, жидкость x поднялась на высоту h.
Задача 4
К герметично закрытому сосуду (рис. 16) присоединен ртутный и водяной вакуумметры.
Чему равна вакуумметрическая высота h1 при заданном h2? Определить величину вакуума в сосуде P0вак.
Задача 5
Механический мановакуумметр, соединенный трубкой с трубопроводом на расстоянии а от его оси, поднят на высоту h. Трубопровод и трубка заполнены жидкостью ж (t = 20°C). Показания мановакуумметра Pм . Определить давление на оси трубопровода (рис. 17).
Задача 6
Плоский затвор перегораживает прямоугольный канал шириной b. Глубина воды перед затвором h1, после затвора — h2. Определить силу гидростатического давления на затвор и найти точку ее приложения. Построить эпюры гидростатического давления (рис. 18).
Задача 7
Найти начальное подъемное усилие T, если сила тяги действует нормально к плоскости прямоугольного затвора шириной b (рис. 19) глубина воды слева от затвора h1, справа — h2. Расстояние по вертикали от свободной поверхности жидкости до оси шарнира равно а.
Угол наклона к горизонту α = 60°, вес затвора G. Трением в шарнире пренебречь.
Стоимость: 300 руб (Вариант 2)
Задача 8
Цилиндрический затвор диаметром d перекрывает прямоугольный канал шириной b. Глубина воды перед затвором h. Определить силу гидростатического давления, действующую на затвор (рис. 20).
Задача 9
Определить полную силу гидростатического давления жидкости на деталь, имеющую форму четверти круглого цилиндра радиусом R и укрепленную на болтах (рис. 21). Под каким углом к горизонту направлена сила давления, если напор жидкости равен h, а длина детали вдоль образующей равна b?
Задача 10
Для регулирования сброса воды на плотине установлен сегментный затвор шириной b, радиусом R и углом α. Глубина воды перед затвором h. Определить силу гидростатического давления на цилиндрическую часть затвора и ее направление (рис. 22).
Задача 11
Определить на какую высоту поднимется вода в трубке, один конец которой присоединен к суженному сечению трубопровода с d2 = 40 мм, а другой опущен в воду. Расход воды в трубе Q, избыточное давление в расширенной части трубопровода с диаметром d1 = 100 мм составляет P1 = 4,9 · 104 Па (рис. 23). Гидравлическими потерями пренебречь.
Задача 12
Из напорного резервуара вода в количестве Q при температуре t = 20°С по трубопроводу переменного сечения (d1, d2, d3) с конической насадкой на конце d4 вытекает в атмосферу. Расстояние от уровня воды в резервуаре до оси трубопровода h. Определить избыточное давление в резервуаре, которое необходимо создать для обеспечения расхода Q, построить пьезометрическую линию. Гидравлическими потерями пренебречь (рис. 24).
Стоимость: 300 руб (Вариант 2)
Задача 13
В трубопроводе с внезапным расширением скорость жидкости в трубе меньшего диаметра равна V1 (рис. 25). Определить разность показаний пьезометров h, если отношение диаметров труб d/d2 = 2. Потерями напора пренебречь.
Задача 14
Определить теоретический расход воды, проходящий через водомер Вентури, установленный под углом α = 30° к горизонту (рис. 26), если разность уровней, показываемая дифференциальным ртутным манометром равна h. Больший и меньший диаметры равны соответственно d1 и d2, расстояние между ними l.
Стоимость: 200 руб (Вариант 8)
Задача 15
По трубопроводу с внезапным расширением от диаметра d1 до диаметра d2 протекает вода с расходом Q (рис. 27). Определить какую разность уровней ртути показывает дифференциальный манометр при прямом и обратном направлении движения воды. Потерями напора на трение по длине пренебречь.
Задача 16
По стальному трубопроводу диаметром d подается вода на расстояние l c расходом Q. Определить, как изменится пропускная способность трубопровода Q, если вместо запроектированных труб будут уложены последовательно чугунные трубы с диаметром d1 (длиной l/2) и стальные с диаметром d2 (длиной l/2). Коэффициенты гидравлического трения λст = 0,03, λч = 0,04.
Стоимость: 150 руб (Вариант 2)
Задача 17
Какое давление P0 необходимо поддерживать в резервуаре (рис. 28) h1 = 2 м, чтобы через кран, расположенный на пятом этаже здания h2 = 20 м и имеющий коэффициент местного сопротивления ζ = 3 , проходил расход воды Q? На участке трубопровода длиной l1 труба имеет диаметр d1, на участке l2 — диаметр d2. Температура воды t = 20°C, абсолютная шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,2 мм.
Стоимость: 300 руб (Вариант 8)
Задача 18
Вода при температуре t = 20°C из закрытого резервуара подается в приемный резервуар по трубопроводу, состоящему из двух последовательно соединенных труб диаметром d1 и d2 длиной l1 и l2 (рис. 29). Разность уровней воды в резервуарах постоянна и равна h.
Определить давление P0, которое необходимо создать, чтобы обеспечить заданный расход воды. Абсолютная шероховатость стенок трубопровода Δ = 0,15 мм.
Задача 19
На трубопроводе установлен пьезометр (рис. 30). После полного открытия вентиля в конце трубопровода разница уровней воды в резервуаре и пьезометре составила h. Определить расход воды, проходящей через трубопровод диаметром d и длиной l. Колена стандартные, трубы стальные, новые, температура воды t = 20ºC.
Задача 20
Трубопровод, пропускающий расход Q, разветвляется в точке A на два, которые соединяются в точке В (рис. 31). Перепад давлений в точках А и В составляет ΔP. Диаметр первого трубопровода d1. Определить диаметр трубопровода d2, если l1 = l2, абсолютная шероховатость труб Δ = 0,1 мм, исходя из того, чтобы расход на втором участке был в два раза больше, чем на первом. Коэффициенты местных гидравлических сопротивлений участков ζ1 и ζ2, Область сопротивления в трубопроводах в первом приближении считать квадратичной.
Стоимость: 300 руб (Вариант 2)
Задача 21
Участок водопровода состоит из трех последовательно соединенных трубопроводов различного диаметра (рис. 32). Расход водопровода Q, длины участков равны l1, l2, l3, а диаметры d1, d2, d3, абсолютная шероховатость Δ = 0,1 мм. Найти потери напора по длине на всем участке водопровода.
Задача 22
В теле плотины уложены две водовыпускные трубы. Глубина воды в верхнем бьефе h1, в нижнем — h2. Определить диаметр труб, длина которых равна l, а расход воды, пропускаемый двумя трубами равен Q (рис. 33).
Стоимость: 180 руб (Вариант 2)
Задача 23
Определить расход Q и скорость V истечения нефти из бака через отверстие диаметром d, если напор в баке поддерживается постоянным и равен h. Значение кинематической вязкости ν = 0,087 см2/с.
Задача 24
Вода с расходом Q перекачивается по стальному трубопроводу диаметром d, длиной l, с толщиной стенки δ. Свободный конец трубы снабжен задвижкой. Определить время закрытия задвижки при условии, чтобы повышение давления в трубе вследствие гидравлического удара не превышало ΔP = 10 атм. Как повысится давление при мгновенном закрытии задвижки (рис. 34)?
Задача 25
Определить расход воды Q и среднюю скорость ее течения V в трапецеидальном канале, если ширина его по дну b, глубина воды в нем h, продольный уклон канала i, коэффициент заложения откосов m. Значение шероховатости дна и откосов n = 0,015 (рис. 35).
Часть задач есть решенные, контакты