Гидравлика ХГТУ.6

РХ.ХГТУ.6

Решение задач по гидравлике

Часть задач есть решенные, контакты

Задача 1

К трубопроводу, заполненному водой при t = 15° присоединен механический манометр, который расположен на высоте h = 2,2 м от его оси (рис. 1). Определить давление на оси трубопровода, если показания манометра р_м = 0,6 ати. На сколько изменятся показания манометра в случае заполнения трубопровода бензином t = 15°?

Задача 2

Закрытый резервуар заполнен водой и маслом (температура жидкостей t = 20°С). Для измерения давления р0 на свободной поверхности масла используется ртутный манометр (рис. 2). Слой масла h₁ = 1,2 м, а показания манометра h₃ = 0,3 м. Уровень ртути в левом колене манометра находится на расстоянии h₂ = 0,9 м от плоскости раздела жидкостей. Определить избыточное и абсолютное давление на свободной поверхности масла.

Задача 3

Сосуды, заполненные маслом и водой (температура жидкостей t = 30°С), сообщаются друг с другом. Разность уровней жидкостей в сосудах h = 1,5 м. Определить расстояния от плоскостей раздела двух жидкостей (рис. 3).

Стоимость: 150 руб (Вариант 14)

Задача 4

На участке трубопровода установлены водяной и ртутный дифманометры (рис. 4). Разность уровней жидкостей в приборах одинакова h = 210 мм. Определить перепад давления на участке трубопровода, если в первом случае над водой находится воздух, а во втором случае трубки заполнены водой (t = 10°). На сколько отличаются перепады давления на этих дифманометрах.

Стоимость: 90 руб

Задача 5

Два трубопровода располагаются по осям относительно друг друга на высоте z = 0,4 м (рис. 5). К трубопроводам подсоединен ртутный манометр, который показывает перепад h = 270 мм. Определить разность давлений в трубопроводах, а также давление р₁ в первом трубопроводе, если механический манометр, присоединенный ко второму трубопроводу, диаметром d = 0,4 м, показывает давление р_м = 4,1 атм. Температура воды в трубопроводах t = 35°С.

Стоимость: 120 руб

 Задача 6

Прямоугольный канал шириной b = 2,8 м перегораживает плоский затвор (рис. 6). Глубина воды в канале до затвора Н₁ = 2,5 м, после затвора Н₂ = 0,7 м. Определить суммарную силу давления воды на затвор, построить эпюру гидростатического давления и определить точку погружения равнодействующей силы давления. Определить усилие N, необходимое для подъема затвора, если коэффициент трения к = 0,2.

 Задача 7

Плоский наклонный затвор (α = 60°) перегораживает прямоугольный канал шириной b = 3,2 м. Глубина воды до затвора Н₁ = 2,1 м, после Н₂ = 0,4 (рис. 7). Определить усилие натяжения троса, необходимое для поднятия затвора, если он имеет наклон β = 50° относительно затвора. Массу затвора не учитывать. Построить эпюру давления и найти точку приложения равнодействующей силы давления.

 Задача 8

Цилиндрический затвор диаметром D = 2,3 м установлен в прямоугольном канале, ширина которого b = 2,5 м. Глубина воды до затвора и после него соответственно Н₁ = 3,2 м и Н₂ = 0 (рис. 8). Определить силу гидростатического давления на затвор, точку ее приложения и направление.

 Задача 9

Цилиндрический затвор, находящийся в прямоугольном русле шириной b = 4,0 м, имеет диаметр D = 3 м (рис. 9). Глубина воды за затвором Н₂ = D%2. Определить силу гидростатического давления, точку ее приложения и построить эпюру давления.

 Задача 10

Для регулирования сброс воды в канале установлен сегментный затвор шириной b = 4,5 м, радиусом R = 5 м и углом α = 50° (рис. 10). Глубина воды до затвора Н = 6,6. Определить силу гидростатического давления, точку ее приложения и направление.

 Задача 11

Для измерения расхода воды (t = 4°С) в трубопроводе диаметром D = 450 мм установлен водомер Вентури. Диаметр сужающейся части d = 250 мм (рис. 11). Ртутный дифференциальный манометр, присоединены к водомеру, показывает перепад ртути h = 135 мм. Угол наклона водовода α = 30°С, а расстояние между сечениями присоединения манометра l = 1,5 м. Определить измеряемый расход.

Стоимость: 150 руб

 Задача 12

Для размыва грунта в котловане применятся гидромонитор (рис. 12). Диаметр выходного отверстия сопла d = 60 мм, диаметр трубопровода D = 300 мм, давление в трубопроводе р_м = 8,1 ати. Определить скорость истечения воды и расход. Гидравлическими потерями пренебречь.

 Задача 13

Гидродинамическая труба установлена на оси трубы диаметром d = 350 мм (рис. 13). К трубе и трубке присоединен дифференциальный ртутный манометр. Определить расход воды в трубе при перепаде ртути в манометре h = 25 мм. Отношение максимальной скорости воды по оси трубы U_m к средней скорости равно U_m/υ = 1.2.

Стоимость: 120 руб

Задача 14

Вода при t = 10°С с расходом Q = 0,12 л/с вытекает по трубе из резервуара в атмосферу (рис. 14). Определить диаметр трубы в случае перехода ламинарного режима движения в турбулентный. Вычислить напор Н, который необходим для движения воды (t = 40°С) в трубе полученного диаметра с Re = 1,3 · 10⁵. Гидравлическими потерями пренебречь.

Задача 15

Вода (t = 15°С) с расходом Q = 16 л/с под давление р = 1,1 ати движется по трубопроводу d₁ = 100 мм. Трубопровод внезапно сужается до диаметра d₂ = 50 мм (рис. 15). Определить режимы движения воды в трубах. Построить пьезометрическую линию. Гидравлическими потерями пренебречь.

Стоимость: 180 руб

Задача 16

Определить потери напора по длине при движения воды (t = 20°С) в стальной трубе, бывшей в употреблении, диаметром d = 250 мм. Расход воды, проходящий по трубе Q = 0,1 м³/с, длина трубы l = 2500 м. На сколько необходимо изменить диаметр трубы, чтобы потери уменьшились на 25%.

 Задача 17

Определить потери напора по длине новой железобетонной трубы диаметром d = 350 мм и длиной l = 1500 м при расходе воды (t = 10°С) в ней θ = 0,18 м³/с. На сколько может быть увеличена длина при замене железобетонной трубы на одинаковую трубу того же диаметра в случае равенства потерь напора.

 Задача 18

Найти потери напора по длине трубопровода, состоящей из последовательно соединенных новых чугунных труб l₁ = 600 м, … 6293.

d₁ = 125 мм, l₂ = 800 м, d₂ = 150 мм. Расход воды (t = 30°С) равен Q = 0,04 м³/с.

 Задача 19

Вычислить эквивалентную длину местного сопротивления в сварной оцинкованной трубе, бывшей в употреблении, если коэффициенты местных сопротивлений в формуле Вейсбах равны ? = 4 и ? = 15. Диаметр трубы d = 200 мм, расход воды в ней Q = 60 л/с при t = 15°С.

 Задача 20

Для ограничения расход на трубопроводе диаметром D = 150 мм установлена дроссельная диафрагма. Избыточное давление до и после диафрагмы соответственно равно р₁ = 6,1 · 10⁴ Па и р₂ = 1,7 · 10⁴ Па. Определить необходимый внутренний диаметр диафрагмы, чтобы расход был равен Q = 32 л/с.

 Задача 21

Из резервуара в атмосферу вытекает вода (t = 30°С) при постоянном напоре Н = 2,0 м через малое отверстие в тонкой стенке диаметром d = 60 мм (рис. 16). Определить расход воды из резервуара. Вычислить напор, который необходимо создать при установке на резервуаре внешнего цилиндрического насадка диаметром d = 50 мм, чтобы расход уменьшился на 50°.

Стоимость: 120 руб

Задача 22

Металлический кессон диаметром D = 3 м, высотой Н = 4,2 м и массой m = 3200 кг имеет в центре дна отверстие диаметром d = 80 мм (рис. 17). Определить время затопления кессона, полагая, что имеется отверстие в тонкой стенке.

Задача 23

В стенке резервуара установлена бетонная сливная труба диаметром d = 600 мм и длиной = 2,3 м (рис. 18). Глубина воды в резервуаре Н₁ = 2,1 м, а в отводящем канале Н₂ = 0,5 м. Определить расход и скорость воды, проходящей в трубе. Вычислить насколько нужно увеличить диаметр трубы, если глубина в резервуаре будет  = 4 м, а расход останется неизменным.

Стоимость: 120 руб

Задача 24

Два совмещенных бака наполнены водой и сообщаются между собой отверстием диаметром d = 100 мм (рис. 19). Глубина воды в левом баке размерами а₁ = 5 м, в₁ = 6 м, Н₁ = 4 м, во втором баке с а₂ = 4 м, в₂ = 8 м, Н₂ = 1,1 м. Определить время, необходимое для выравнивания уровней в баках.

Стоимость: 120 руб

 Задача 32

Вода (t = 10°С) водонапорной башни подается в трубопровод, состоящий из чугунных труб, бывших в употреблении (рис. 26). Размеры труб: d₁ = 500 мм, l₁ = 1300 м, d_D = 400 мм, l₂ = 1000 м, d₃ = 350 мм, l₃ = 800 м. Расстояние от горизонтальных участков трубопроводов до уровня воды в башне Н = 16 м. Определить расход в каждой ветви трубопровода. Местными потерями напора пренебречь.

Задача 33

В накопительный бак вод (t = 20°С) с расходом Q = 0,14 м³/с поступает из напорного резервуара по разветвленному трубопроводу (рис. 27). Участки трубопроводов состоят из стальных новых труб с размерами d₁ = 300 мм, l₁ = 1200 м, d₂ = 250 мм, l₂ = 1000 м, d₃ = 400 мм, l₃ = 1600 м. Высота уровня в баке Н₂ = 1,9. Определить расход воды в параллельных ветвях и положение уровня воды в напорном резервуаре Н₁. Местными потерями напора пренебречь.

Стоимость: 280 руб

Задача 34

Вода (t = 25°С) из напорного резервуара подается по системам трубопроводов в бак при разности уровней Н = 12 м (рис. 28). Трубопровод составлен из железобетонных труб размерами d₁ = 500 мм, ₁ = 800 м, d₂ = 400 мм, ₂ = 1600 мм, d₃ = 350 мм, ₃ = 1200 м. Определить расходы воды в ветвях трубопровода. Местными потерями напора пренебречь.

Стоимость: 240 руб

Задача 35

Из питающего резервуара вода (t = 5°С) по разветвленному трубопроводу, составленному из новых чугунных труб с расходом Q = 35 л/с поступает в два разделительных бака (рис. 29). Уровни воды в баках относительно горизонтальной оси трубопроводов находятся на высоте Н₁ = 10 м и Н₂ = 8 м. Размеры труб: d₁ = 150 мм, l₁ = 300 м, d₂ = 100 мм, l₂ = 600 м, d₃ = 125 мм, l₃ = 1200 м. Определить положение уровня воды Н в резервуаре.

 Задача 36

Трапецеидальный грунтовый канал с засоренным ложем имеет ширину b = 3,0 м, глубину наполнения h = 1,75 м, заложение откосов m = 1,5 и продольный уклон дна i₁ = 0,0007, заменен на прямоугольный канал с той же шириной по дну. Уклон нового канала i₂ = 0,001 (рис. 30). Определить наполнение h прямоугольного канала в случае равенства пропускной способности при равномерном движении потока.

Стоимость: 300 руб

 Задача 37

Деревянный прямоугольный лоток, обеспечивающий сброс ливневого стока имеет ширину b₁ = 1,0 м, глубину наполнения h₁ = 0,5 м, продольный уклон i₁ = 0,004, заменен на трапецеидальный лоток. Размеры этого лотка b₂ = 0,8 м и m = 1. Определить глубину в лотке при условии увеличения пропускной способности на 50%.

 Задача 38

Канализационный коллектор из кирпичной кладки прямоугольного сечения с размерами b = 1,5 м и с = 1,4 м и продольным уклоном 0,002 имеет максимальное наполнение h = 0,8 м (рис. 31). Вместо него был установлен цилиндрический железобетонный коллектор при сохранении продольного уклона. Определить диаметр этого коллектора при наполнении в = 0,5 и а = 0,8 в случае увеличения пропускной способности на 60%.

 Задача 39

Отводящий земляной канал трапецеидальной формы гидравлически наивыгоднейшего сечения должен обеспечить пропуск расхода Q = 7,5 м³/с. Заложение откосов канала m = 2. Определить размеры канала при продольном уклоне дна i = 0,005.

 Задача 40

По канализационной цилиндрической железобетонной трубе проходит расход Q = 0,32 м³/с, продольный уклон трубы i₁ = 0,004. Определить диаметр трубы и среднюю скорость потока в нем при наполнении а = 0,5 и а = 0,8. Вычислить расход при изменении уклона l₂ = 0,009.

Задача 41

Трапецеидальный земляной канал шириной b = 6 м, заложением откосов m = 1,5 обеспечивает пропуск воды с расходом Q = 15 м³/с. Построить график изменения удельной энергии сечения при наполнении канала 0,3 м, 0,6 м, 0,8 м, 1,0 м, 1,5 м, 2,0 м и 3,0 м.

Стоимость: 120 руб

Задача 42

Определить критический уклон прямоугольного бетонного канала шириной b = 4 м при пропуске расхода Q = 24 м³/с. Какая глубина потока будет в канале, если критический уклон уменьшится на 25%?

Стоимость: 150 руб

 Задача 43

Определить критическую глубину поток в земляном трапецеидальном канале шириной b = 10 м и заложением откосов m = 1,75. Расход в канале G = 32 м³/с.

Стоимость: 90 руб

Задача 44

Определить критический уклон заложения бетонной цилиндрической трубы диаметром D = 3 м, обеспечивающей пропуск воды с расходом Q = 52 м³/с.

Задача 45

Определить нормальную и критическую глубину потока в прямоугольной железобетонной трубе шириной b = 2,2 м, обеспечивающей расход воды Q = 11 м²/с при продольном уклоне трубы i = 0,005. Вычислить критический уклон.

 Задача 46

В канале шириной b = 4,8 м установлен водослив с тонкой стенкой (рис. 32). Напор на водосливе Н = 1,5 м. Высота водосливной стенки С_В = 4 м. Определить расход воды через водослив, если глубина потока в нижнем бьефе будет h_Н =3 м и h_Н = 4,4 м.

 Задача 47

Водослив с широким порогом установлен в канале шириной b = 4,2 м (рис. 33). Высота водослива С_В = 1,0 м, глубина потока в нижнем бьефе h_Н = 1,3 м. Определить расход воды при напоре Н = 1,2 м и глубину воды h на пороге водослива.

 Задача 48

Однопролетная плотина криволинейного безвакуумного профиля имеет высота С_В = 4,0 м (рис. 34). При напоре на плотине Н = 1,3 м расход составляет Q = 140 м³/с. Определить ширину плотины и расход Q₁, если напор на плотине установится Н₁ = 0,6 м, а глубина в нижнем бьефе будет h_н = 0,6 м. Боковым сжатием пренебречь.

 Задача 49

В канале прямоугольного сечения шириной b = 2,2 м для регулирования расхода установлен вертикальный затвор (щит). Напор перед затвором Н = 2,4 м, глубина потока за ним h_н = 1,0 м (рис. 35). Определить расход воды, вытекающий из-под затвора, если он поднят на высоту а = 0,7 м.

 Задача 50

Определить напор Н водослива криволинейного профиля, который обеспечивает пропуск расхода Q = 21 м³/с (рис. 34). Ширина водослива b = 4,2 м, высота С_В = 4,2 м. На сколько изменится расход при подъеме уровня воды в нижнем бьефе до h_н = 4,3 м.

 Задача 51

Определить основные размеры водобойного колодца в нижнем бьефе плотины практического профиля шириной b = 5 м (рис. 36). Напор на гребне плотины Н = 1,8 м, высота плотины С_В = 4,3 м, глубина в нижнем бьефе h_н = 1,2 м.

Стоимость: 280 руб

Задача 52

В канале прямоугольного сечения устроен одноступенчатый перепад с вертикальной стенкой (рис. 37). Глубина воды в канале до порога перепада h = 2,4 м, высота входного порога С_В = 0,9 м. Высота низовой стенки перепада С_Н = 2,6 м, глубина потока в нижнем бьефе h_Н = 0,8 м при расходе Q = 8 м³/с. Определить размеры водобойного колодца.

Стоимость: 180 руб

Задача 53

Определить размеры водобойной стенки при устройстве ее за одноступенчатым перепадом в прямоугольном русле для b = 3,8 м, С_В = 0, С_Н = 2,1 м, Н = 1,35 м (рис. 38).

Стоимость: 280 руб

Задача 54

Прямоугольный бетонный канал шириной b = 2,3 м, пропускающий расход Q = 8,3 м³/с, имеет резкое изменение уклона с i₁ =

Эта задача не закончена, потому что нет в задачнике.

Часть задач есть решенные, контакты