Гидравлика

РП.ГСХА

Купить или заказать задачи, которых здесь нет, Вы можете, обратившись по e-mail (skype)

Задача 2

(рис. 1). Какой слой минерального масла h3 плотностью ρм должен быть в жидкостном манометре, если абсолютное давление на свободной поверхности воды в сосуде p при заданных высотах h1 и h2.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 2.

1

Задача 5

(рис. 3). Определить глубину воды H в резервуаре А, если известны показания ртутного манометра h1, пьезометра h2.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 5.

3

Задача 8

(рис. 6). Определить абсолютное гидростатическое давление в точке А закрытого резервуара, заполненного водой, если при нормальном атмосферном давлении высота столба ртути в трубке дифманометра hрт, а линия раздела между ртутью и водой расположена ниже точки В на величину h1, точка В выше точки А на величину h2.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 8.

6

Задача 9

(рис. 7). Закрытый резервуар с жидкостью плотностью ρ, снабжён закрытым пьезометром, дифференциальным ртутным и механическим манометрами. Определить высоту поднятия ртути hрт в дифференциальном манометре и пьезометрическую высоту hx в закрытом пьезометре, если известны показания манометра pм и высота h1, h2, h3.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 9.

7

Задача 10

(рис. 8). Вначале в U-образную трубку налили ртуть, а затем в одно колено трубки налили воду плотностью ρв = 1000 кг/м3, а в другую жидкость плотностью ρж. При совпадении верхних уровней жидкости и воды высота столба равна hв. Определить разность уровней ртути Δh, если плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 10.

10

Задача 13

(рис. 10). На какой высоте h над точкой А находится свободная поверхность воды, если манометр показывает давление pм. Давление на свободной поверхности воды в сосуде p0. Построить эпюру гидростатического давления на плоскую поверхность ВС.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 13.

10

Задача 15

(рис. 12). Определить величину абсолютного p0 и избыточного давления pм на свободной поверхности в сосуде и высоту h1, если высота поднятия ртути в ртутном манометре h2. Построить эпюру гидростатического давления на плоскую поверхность АВ.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 15.

12

Задача 17

(рис. 14). Определить вакуум в точке присоединения U-образного жидкостного вакуумметра к сосуду, заполненного той же жидкостью, а также абсолютное давление p0 на свободной поверхности в сосуде, если заданы высоты h, h1 и плотность жидкости ρж.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 17.

14

Задача 18

(рис. 15). Манометр, подключенный к закрытому резервуару с жидкостью, показывает избыточное давление pм. Определить абсолютное давление воздуха на свободной поверхности в резервуаре p0 и высоту h, если уровень жидкости в резервуаре H, расстояние от точки подключения до центра манометра Z.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 18.

15

Задача 19

(рис. 16). Закрытый резервуар А, заполненный водой, снабжен ртутным манометром и мановакуумметром. Определить глубину подключения ртутного манометра к резервуару Н, если разность уровней ртути в манометре составляет h, величина а известна и показание мановакуумметра М pм.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 19.

16

Задача 20

(рис. 17). Чему равна высота ртутного столба h2, если абсолютное давление жидкости в трубопроводе равно p и высота столба жидкости h1? Плотность ртути принять равной ρрт = 136004 кг/м3.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 20.

17

Задача 22

(рис. 19). Определить давление в резервуаре p0 и высоту подъема уровня воды h1 в трубе 1, если показания ртутного манометра h2 и h3. Удельный вес ртути принять равным γрт = 133,4 кН/м3 и воды γв = 9,81 кН/м3.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 22.

19

Задача 23

(рис. 20). Определить на какой высоте Z установится уровень ртути в U-образном жидкостном манометре, если при абсолютном давлении в трубопроводе p и показании манометра h, система находится в равновесии. Удельный вес ртути принять равным γрт = 133,4 кН/м3 , воды γв = 9,81 кН/м3.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 23.

20

Задача 24

(рис. 21). К закрытому баллону присоединены два U-образных жидкостных манометра. Определить высоту столба ртути в закрытой сверху трубке h2, если в открытой трубке высота составляет h1. Удельный вес ртути принять равным γрт = 133,4 кН/м3.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 24.

21

Задача 25

(рис. 22). В цилиндрический бак диаметром D до уровня H налиты вода и жидкость на нефтяной основе. Уровень воды в пьезометре ниже уровня жидкости на величину h. Определить вес находящейся в баке жидкости, плотность которой задана в исходных данных, приведенных в табл. 25.

22

Задача 27

В вертикальной стенке закрытого резервуара, заполненного жидкостью, имеется квадратное отверстие со стороной b. Определить величину и точку приложения силы давления жидкости на крышку, перекрывающую это отверстие, если заданы глубина Н и показание ртутного U-образного манометра, подключенного к резервуару, h.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 27.

24

Задача 30

(рис. 27). Для регулирования уровня жидкости в напорном резервуаре установлен поворачивающийся прямоугольный затвор АВ, который открывает отверстие в вертикальной стенке. Определить начальное натяжение троса Т, если заданы размеры клапана a × b, глубина h и манометрическое давление на поверхности воды рм. Трением в шарнирах пренебречь.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 30.

27

Задача 33

(рис. 30). Квадратное отверстие со стороной a в наклонной стенке резервуара с водой закрыто щитом. Определить натяжение каната Т при следующих данных:

H – глубина воды перед стенкой резервуара;

b – расстояние от шарнира до точки крепления каната;

Построить эпюру гидростатического давления на щит ОА.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 33

30

Задача 34

(рис. 2.20). В перегородке, разделяющей резервуар с водой на две части, имеется квадратное отверстие со стороной a. Определить, какую силу Т нужно приложить к тросу для поворота щита при следующих данных:

H1 – глубина воды слева от перегородки;

H2 – глубина воды справа от перегородки;

α – угол наклона троса к горизонту.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 34

2.20

Задача 35

(рис. 32). Наклонный щит АВ удерживает уровень Н при угле наклона α и ширине щита b. Требуется разделить щит по высоте на две части так, чтобы сила давления F1 на верхнюю часть его была равна силе давления F2 на нижнюю часть. Определить положение центров приложения этих сил.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 35

35

Задача 37

(рис. 34). Поворотный клапан закрывает выход из бензохранилища в трубу квадратного сечения. Определить, какую силу T необходимо приложить к тросу для открытия клапана, если заданы следующие исходные данные: глубины h и H, угол наклона к горизонту α, удельный вес бензина γ = 6867 Н/м3, избыточное давление паров бензина в резервуаре pм.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 37.

34

Задача 38

(рис. 35). Определить диаметр гидроцилиндра D2, необходимый для подъема задвижки, установленный на трубопроводе с избыточным давлением pм, если диаметр задвижки D1 и вес подвижных частей устройства G. Давление за задвижкой равно атмосферному. Коэффициент трения задвижки в направляющих равен f.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 38.

35

Задача 40

(рис. 37). На вертикальной стенке резервуара, в котором хранится жидкое масло, устроено отверстие, перекрытое прямоугольным плоским затвором высотой а. Уровень масла находится на h выше верхней кромки затвора. Затвор вращается вокруг шарнира А. Определить ширину затвора, чтобы при его закрытии сила Q, приложенная к верхней кромке, не превышала значения, указанного в таблице исходных данных.

Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно шириной затвора в пределах 0,2…0,45 м.

Исходные данные к  задаче  приведены в табл. 40.

37

Задача 42

(рис. 39). Определить давление p2, создаваемое насосом в системе гидравлического подъемника при подъеме задвижки на трубопроводе. Избыточное давление в трубопроводе p1. Диаметр задвижки D, диаметр гидравлического цилиндра d и штока dшт. Вес задвижки и подвижных частей равняются G. Коэффициент трения задвижки в направляющих поверхностях f. Трением в цилиндре пренебречь. Давление за задвижкой атмосферное.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 42.

39

Задача 43

(рис. 40). Щит, перегораживающий канал, имеет прямоугольную форму шириной b. В нижней части он закреплен шарнирно, а вверху удерживается канатом. Какова будет сила натяжения каната F, если вода расположена по обе стороны от щита, причем уровни ее соответственно равны H1 и H2? Канат присоединен на расстоянии H от шарнира.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 43.

40

Задача 44

(рис. 41). Круглое отверстие в дне резервуара, заполненного жидкостью, закрывается откидным клапаном 1. Глубина жидкости в резервуаре h. Плотность жидкости rж. Показания манометра М рм. Определить усилие Q, необходимое для открытия клапана.

Построить эпюру гидростатического давления на AB.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 44.

41

Задача 45

(рис. 42). Дроссельный затвор диаметром D, установленный на трубопроводе, подводящем воду к гидротурбине, может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси О–О. Глубина погружения центра тяжести затвора H. Определить силу гидростатического давления F на затвор, точку ее приложения, момент MF силы F относительно оси вращения и момент Mтр силы трения, если диаметр цапф d и коэффициент трения f. Построить эпюру гидростатического давления на затвор.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 45.

42

Задача 47

(рис. 44). Прямоугольный щит длиной a м и шириной b м закреплен шарнирно в точке О. Определить усилие Т, необходимое для подъема щита, если известно, что глубина воды перед щитом H1, после щита H2, угол наклона щита к горизонту α.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 47.

44

Задача 48

(рис. 45). Отверстие шлюза-регулятора прикрыто плоским металлическим затвором шириной b. Вес затвора G, коэффициент трения скольжения затвора по направляющим f. Определить начальную силу тяги T, необходимую для подъема затвора, равнодействующую сил давления воды на затвор и положение точки ее приложения. Удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3. Построить эпюру гидростатического давления на поверхность АО.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 48.

45

Задача 52

(рис. 48). По условиям предыдущей задачи определить предельную максимальную высоту установки насоса над водоисточником, если задан максимально допустимый вакуум перед входом в насос pвак. Трубу считать гидравлически гладкой. Коэффициенты местных сопротивлений: приёмный клапан с сеткой ζ1, плавный поворот ζ2 и вентиль ζ3 см. в Пр. 3.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 52.

48

Задача 54

По новому стальному трубопроводу, с абсолютной шероховатостью Δ = 0,015 мм, состоящему из двух последовательно соединенных труб, вода выливается в атмосферу из резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень H и манометрическое давление pм для обеспечения расхода Q при следующих данных: диаметры труб d1, d2; длины l1, и l2, температура воды t, угол открытия крана равен θ. Значение ζкр см. в Пр. 3.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 54.

49

Задача 55

(рис.50). Вода из верхнего резервуара подается в нижний резервуар по стальному новому трубопроводу диаметром d и длиной l, имеющему два резких поворота (колена) на углы β1 и β2. Разность уровней в резервуарах H, температура воды t. Определить расход воды в трубопроводе.

Задачу решить методом последовательного приближения, задаваясь скоростью жидкости 2…4 м/с.

Коэффициенты местных сопротивлений: приёмный клапан с сеткой ζ1, резкие повороты ζ2 и ζ3 см. в Пр.3.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 55.

50

Задача 58

(рис. 52). Из резервуара А жидкость выливается в резервуар В по трубе диаметром d, в конце которой имеется пробковый кран с сопротивлением ζ2 = 0,5. Определить, за какое время заполнится резервуар В объемом V.

Задачу решить методом последовательного приближения, задаваясь λ = 0,04…0,15. Коэффициент поворота без скругления ζ1 принять равным 1,19.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 58

52

Задача 58_2

(рис. 3.11). Определить расход воды в трубопроводе постоянного сечения диаметром d и длиной l, если выходное отверстие трубопровода расположено ниже входного отверстия на величину Z. Напор над центром тяжести поддерживается постоянным и равным H. Коэффициенты местных сопротивлений и гидравлического трения приведены в табл. 58.

Построить пьезометрическую и напорную линии.

3.11

Задача 60

(рис. 53). Определить постоянный напор H над центром тяжести трубопровода длиной l и диаметром d, присоединенного к открытому резервуару. Вода вытекает в атмосферу при расходе Q. Построить пьезометрическую и напорную линии.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 60

3.11

Задача 62

(рис. 54). Из резервуара А, на свободной поверхности которого избыточное давление pм, вытекает вода в резервуар В по трубопроводу переменного сечения, состоящему из двух участков длинами l1, l2 и диаметрами d1 и d2 соответственно. Свободная поверхность резервуара В расположена ниже центра тяжести потока на высоту Н.

Определить:

1. Скорость движения воды на обоих участках трубопровода и режимы течения, если заданы коэффициенты гидравлического трения λ1 и λ2, а также коэффициенты местных сопротивлений ζвх, ζкр и ζкол.

2. Расход воды Q.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 62

54

Задача 63

(рис. 55). Вода из напорного резервуара А подается в резервуар В по короткому трубопроводу переменного сечения. На свободной поверхности в обоих резервуарах действует избыточное давление pм1 и pм2 соответственно. Трубопровод состоит из двух участков, имеющих длины l1 и l2 и диаметры соответственно d1 и d2.

Определить:

1. Скорости движения воды на участках V1 и V2, если заданы значения коэффициентов гидравлического трения λ1 и λ2, а также коэффициента входа в трубу ζвх;

2. Режим течения воды на участках при температуре воды 15 °С;

3. Область гидравлического трения на участках, если абсолютная шероховатость на первом участке Δ1 = 0,3 мм, а на втором Δ2 = 0,2 мм;

4. Расход воды Q.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 63

55

Задача 65

(рис. 57). Из закрытого резервуара А, на свободной поверхности которого действует избыточное давление pм, вода нагнетается по вертикальному трубопроводу постоянного сечения диаметром d и длиной l в резервуар В.

Определить:

1. Скорость, с которой вода движется по нагнетательному трубопроводу, если заданы коэффициенты местных сопротивлений: входа в трубу ζвх, вентиля ζвент и колена с закруглением ζкол.

2. Расход воды в трубопроводе Q.

Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно значением скорости движения воды в трубопроводе V = 5…8 м/с. Абсолютную шероховатость стенок трубопровода принять равной Δ = 0,6 мм.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 65

57

Задача 67

(рис. 59). Вода из резервуара по короткому трубопроводу вытекает в атмосферу через сопло. Диаметр сопла dс = 0,5d. Температура воды t °C. Истечение происходит при постоянном напоре над центром тяжести потока H.

Определить:

1. Скорость истечения из сопла V, если заданы коэффициенты местных сопротивлений ζвх и ζкр;

2. Расход в трубопроводе Q.

Задачу решить методом последовательного приближения, для чего следует задаться ориентировочным значением скорости в трубопроводе V = 1…2 м/с. Коэффициент сопротивления сопла принять соизмеримым с коэффициентом внезапного сужения потока.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 67

59

Задача 68

(рис. 60). К открытому резервуару А присоединен короткий стальной трубопровод, состоящий из двух участков длиной l1 и l2 и диаметрами d1 и d2 соответственно. Истечение по короткому трубопроводу происходит в атмосферу при постоянном напоре Н в бак В. Температура воды t = 5°С.

Определить:

1. Напор Н, который необходимо поддерживать в резервуаре А, чтобы наполнить бак В объемом V за время t, если заданы коэффициенты гидравлического трения на участках λ1 и λ2, а также размеры этих участков;

2. Режим течения воды на участках;

3. Область гидравлического трения на участках, если абсолютная шероховатость стенок трубопровода на обоих участках одинакова и составляет Δ = 0,08 мм. Величину ν для заданной температуры воды см. в Пр. 1.

Коэффициенты местных сопротивлений: вход в трубу ζ1, внезапное сужение потока ζ2, задвижки ζ3 см. в Пр. 3.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 6860

Задача 70

(рис. 57). Из резервуара А, на свободной поверхности коротого избыточное давление pм, вытекает вода по короткому трубопроводу и заполняет резервуар В водой. Определить время заполнения водой резервуара В объемом V и расход Q, если заданы размеры трубопровода l и d, а также коэффициенты местных сопротивлений ζвх и ζкол. Температура воды t °C. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно значением скорости движения воды в трубопроводе V = 5…8 м/с при абсолютной шероховатости его стенок Δ = 0,1 мм.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 70

57

Задача 71

(рис. 62). Насос нагнетает воду с расходом Q. Длина всасывающей трубы l, диаметр трубы d. Определить предельную высоту всасывания h, если известны допустимая вакуумметрическая высота, а также коэффициенты местных сопротивлений (клапан с сеткой и плавный поворот). Абсолютную шероховатость внутренних стенок трубы см. в Пр. 2.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 71

62

Задача 72

(рис. 63). Определить диаметр трубопровода, присоединенного к напорному резервуару. По трубе вода вытекает в атмосферу. Напор над центром тяжести потока поддерживается постоянным и равным Н. На трубопроводе имеются местные сопротивления ζвх и ζ3. Построить пьезометрическую и напорную линии. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно значением диаметра трубопровода в диапазоне 40…55 мм.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 72

63

Задача 73

(рис.64). В баке А жидкость подогревается до определенной температуры t °C и самотеком по трубопроводу длиной l попадает в кормоцех. Напор в баке равен Н. Каким должен быть диаметр трубопровода, чтобы обеспечивать расход Q при манометрическом давлении в конце трубопровода не ниже pм? Построить пьезометрическую и напорную линии. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно значением диаметра трубопровода в диапазоне 35…55 мм. Коэффициент λ находить из формулы Пуазейля при Rе < 2300 и формулы Блазиуса при Rе > 2300.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 73

64

Задача 87

Трубопровод, имеющий размеры: диаметр d, толщину стенок δ и длину l от напорного бака до задвижки, пропускает расход жидкости Q. Определить, в течение какого времени tзакр надо закрыть задвижку, чтобы максимальное повышение давления в трубопроводе было в 3 раза меньше, чем при мгновенном закрытии задвижки.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 87

Задача 88

Определить полное давление в трубопроводе с размерами: диаметр d, толщина стенок δ и длина l в случае мгновенного закрытия затвора, расположенного в конце трубопровода. Начальная скорость движения V0, начальное давление p0. В течение какого времени tзакр следует закрыть затвор, чтобы повышение давления при ударе не превышало p1.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 88.

Задача 90

Трубопровод с размерами: диаметром d, толщиной стенок δ и длиной l пропускает расход жидкости Q при давлении р0. Определить, через сколько секунд при резком закрытии затвора давление р возле него будет наибольшим, а также величину этого давления. Затвор закрывается в течении времени tзакр.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 90.

Задача 91

Жидкость поступает из бака в трубопровод, имеющий внутренний диаметр d, толщину стенки δ, длину l и движется в нем равномерно, при этом расход равен Q, давление перед затвором, установленным на конце трубопровода, р0.

Определить повышение давления и напряжение в стенке трубы перед затвором при резком закрытии последнего в течение времени tзакр.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 91.

Задача 92

Определить ударное и полное давления в трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 92.

Задача 93

Определить начальную скорость V0 движения жидкости в трубопроводе с задвижкой, в которой имеет место гидравлический удар. Установить также вид гидравлического удара.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 93.

Задача 94

Определить ударное повышение давления и напряжение в стенке трубы σ перед задвижкой при резком ее закрытии.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 94.

Задача 95

Какой вид гидравлического удара будет происходить в трубопроводе, оснащенного задвижкой, при резком ее закрытии? Чему равно полное давление?

Исходные данные к задаче приведены в табл. 95.

Задача 97

(рис. 76). Из резервуара А животноводческого помещения сточные воды перекачиваются центробежным насосом по трубопроводу в общий резервуар-накопитель В, где сточные воды проходят биологическую очистку. Перепад горизонтов в резервуарах А и В составляет ΔZ. При условии, что заданы длины и диаметры всасывающей и нагнетательной магистралей, расход сети Q и другие данные. Требуется:

1. Выбрать типоразмер насосного агрегата и установить режим его работы на сети.

2. Вычислить мощность на валу насоса и приводного двигателя.

3. Начертить схему параллельного подключения второго насоса на общий нагнетательный трубопровод и графическим способом определить, как изменится при этом расход сети.

Местными потерями в нагнетательной магистрали пренебречь.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 97.

76

Задача 106

Для передачи энергии от двигателя мобильной машины к рабочему органу и управления режимами его работы применен нерегулируемый объемный гидропривод (ОГП). Структурная схема ОГП приведена на рисунке.

Задача 107

(рис. 85). Из условия предыдущей задачи для нерегулируемого объемного гидропривода требуется:

1. Определить расход и перепад давления в гидроприводе.

2. Определить диаметры трубопроводов и потери давления в них.

3. Определить давление, создаваемое насосом; его подачу и мощность на валу.

4. Определить КПД гидропривода.

Вязкость рабочей жидкости ν = 5 см2/с и плотность ρ = 900 кг/м3. Местные потери давления в гидрораспределителе и фильтре принять 0,4 МПа. Объемный и общий КПД: гидроцилиндра – 1,0 и 0,97, насоса – 0,94 и 0,85 соответсвенно.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 107.

85

Задача 123

Начертить общую схему водоснабжения для поселка и крупного животноводческого комплекса. В качестве водоисточника служит река с пологими берегами, полностью обеспечивающая потребности в воде в течение года. Вода после забора в реке подвергается комплексной очитке и улучшению ее качества путем фторирования. Регулирование режима работы системы осуществляется с помощью водонапорной башни.

Дать обоснование по выбору всех элементов схемы. Наметить водовод и разводящую водопроводную сеть. Рельеф местности диктует проектирование системы водоснабжения с контррезервуаром.

Задачи, которых здесь нет, Вы можете заказать, обратившись по e-mail (skype)

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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *