Гидродинамика и аэродинамика

РХ.ТОГУ.1

Решение задач по гидравлике

Есть готовые решения этих задач, контакты

С этими задачами также ищут задачи по теплотехнике

Задача 1

К цилиндру подключен двух жидкостный ртутно-водяной манометр и технический пружинный манометр (рис. 1). Определить показания технического манометра p_м, если известны h₁,h₂, h₃, h₄ и H.

Задача 2

Определить разность давлений в точках А и В, находящихся на одном уровне в двух трубопроводах, заполненных водой, если разница уровней ртути в дифференциальном манометре равна h (рис. 2).

Задача 3

Определить необходимую высоту дымовой трубы котельной, если она должна создать тягу Δp при средней температуре дымовых газов t_г и температуре окружающего воздуха t_в. Плотности дымовых газов и воздуха принять для нормальных условий (t = 0 °С и p = 9,8 · 10⁴ Па) соответственно равными ρ_0г = 1,27 кг/м³ и ρ_0в = 1,29 кг/м³.

Задача 4

Определить величину вакуума в цилиндре А, заполненном воздухом, если в трубке жидкостного вакуумметра ртуть поднялась на высоту h (рис. 3).

Задача 5

В закрытом резервуаре с водой, температура которой 20 °С, при помощи воздушной подушки поддерживается избыточное давление p₀. Каковы показания ртутного манометра h, который установлен таким образом, что нижний уровень ртути находится на H ниже уровня воды в резервуаре (рис. 4).

Задача 6

Найти начальное подъемное усилие T, если сила тяги действует нормально к плоскости прямоугольного затвора шириной B (рис. 5). Глубина воды перед затвором h₁, за ним h₂, расстояние по вертикали от свободной поверхности до оси шарнира а. Угол наклона затвора к горизонту α = 60°, вес затвора G. Трением в шарнире пренебречь.

Задача 7

Вода, находящаяся под избыточным давлением p, заполняет резервуар через трубу диаметром d (рис. 6). Определить минимально необходимый диаметр шарообразного поплавка, обеспечивающего автоматическое закрытие клапана при наполнении резервуара, если известны размеры a и b. Весом поплавка и рычага пренебречь.

Задача 8

Определить полную силу давления жидкости на деталь, имеющую форму четверти круглого цилиндра радиусом R и укрепленную на болтах (рис. 7). Под каким углом к горизонту на деталь направлена сила давления, если напор в жидкости Ж равен H, длина детали вдоль образующей равна b?

Задача 9

Вертикальная цилиндрическая цистерна с полусферической крышкой (рис. 8) до самого верха заполнена жидкостью Ж. Диаметр цистерны D, высота ее цилиндрической части H. Манометр M показывает манометрическое давление p_м. Найти силу, растягивающую болты А, и горизонтальную силу, разрывающую цистерну по сечению 1–1.

Задача 11

Какую разницу уровней ртути h_д покажет ртутный манометр, присоединенный к напорной трубке (рис. 10), если средняя скорость воды в сечении трубопровода диаметром d, составляет V. Трубопровод бесшовный, стальной, после нескольких лет эксплуатации.

Задача 12

На нагнетательном патрубке вентилятора диаметром d₁ (рис. 11), подающего воздух (ρ_в = 1,2 кг/м³) с расходом Q при избыточном давлении p₁, установлен диффузор с диаметром выходного сечения d₂. Определить давление на выходе из диффузора. Изменение плотности воздуха и потери в диффузоре не учитывать.

Задача 13

При внезапном расширении трубопровода скорость жидкости в трубе меньшего диаметра равна υ₁ (рис. 12). Определить разность показаний пьезометров h, если отношение диаметров труб D:d = 2. Потерями напора пренебречь.

Задача 14

Вода из открытого резервуара с расходом Q вытекает по трубопроводу переменного сечения с диаметрами d₁, d₂ и d₃ (рис. 13). Определить необходимый напор H, гидравлическими потерями пренебречь Построить пьезометрическую кривую.

Задача 15

Определить теоретический расход воды, проходящий через водомер Вентури, установленный под углом α = 30° к горизонту (рис. 14), если разность уровней, показываемая дифференциальным ртутным манометром, равна h. Больший и меньший диаметры водомера соответственно равны d₁ и d₂, расстояние между сечениями L.

Задача 16

Какое давление p₀ необходимо поддерживать в резервуаре А (H₁ = 2 м), чтобы чрез кран (рис. 15), расположенный на пятом этаже здания (H₂ = 20 м), и имеющий коэффициент 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 k_э = 0,2 мм.

Задача 17

По трубопроводу, внезапно расширяющемуся от диаметра d₁ до диаметра d₂ протекает вода с расходом Q (рис. 16). Определить, какую разность уровней ртути покажет дифференциальный манометр при прямом и обратном направлениях воды. Потерями напора на трение по длине пренебречь.

Задача 18

По сифону (рис. 17) диаметром d, длина которого L, вода с расходом Q переливается из резервуара А в резервуар Б. Определить разность горизонтов воды в резервуарах и величину наибольшего вакуума в сифоне. Расстояние от уровня воды в резервуаре А до центра тяжести сечения x—x равно z = 3 м, а расстояние от начала сифона до сечения x—x 0,4L. Трубы стальные сварные, умеренно заржавевшие, температура воды t = 20 °С.

Задача 19

Вода из водоема поступает в береговой колодец по самотечной трубе (рис. 18) длиной l и диаметром d. Определить, при какой разнице уровней воды H в водоеме и колодце расход воды в трубе составит Q. Труба бетонная, бывшая в употреблении, температура воды t = 15 °C.

Задача 20

На трубопроводе установлен пьезометр (рис. 19). После полного открытия вентиля в конце трубопровода разница уровней воды в резервуаре и пьезометре составила h. Определить расход воды, проходящий через трубопровод диаметром d и длиной l. Колена стандартные, трубы стальные, новые.

Задача 21

Необходимо определить диаметр сифона (рис. 17) для пропуска расхода Q. Разность горизонтов воды в резервуаре составляет H, длина сифона L. Трубы чугунные, бывшие в употреблении, температура воды t = 15 °С. Коэффициент сопротивления сетки на входе в сифон принять равным ζ = 4.

Задача 22

Определить диаметр самотечной трубы, подающей воду из водоема в береговой колодец (рис. 18), если разница уровней составляет H, а требуемый расход равен Q. Труба бетонная, бывшая в употреблении, температура воды t = 10 °C, числовое значение коэффициента сопротивления на вход в трубопровод с сеткой принять из задачи 19 (по табл. 2)

Задача 23

Определить минимально возможный диаметр трубопровода длиной l (рис. 19) при пропуске по которому расхода Q понижение уровня воды в пьезометре не превысило значения h. Труба стальная, сварная, умеренно заржавевшая, колена стандартные с углом поворота 90°.

Задача 24

Определить диаметры участков двух стальных трубопроводов (k_э = 0,5 мм) длиной l = 1000 м при их параллельном соединении (рис. 20), если расходы воды через каждый трубопровод составляют соответственно Q₁ и Q₂. Суммарные потери давления Δp. Коэффициенты местных гидравлических сопротивлений трубопроводов ζ₁ и ζ ₂, температура воды t = 20 °С.

Задача 25

Определить диаметр всасывающей трубы насоса, чтобы вакуум в насос не превышал бы p_вак. Ось насоса расположена на высоте h над уровнем воды в колодце (рис. 21). Расход воды, подаваемой насосом, составляет Q, длина всасывающей трубы l, трубы стальные, сварные, умерено заржавевшие, температура воды t = 15 °С. Числовые значения коэффициентов на вход в трубопровод с сеткой ζ_вх и ζ_к принять по данным табл. 2

Задача 26

Из открытого резервуара А вода по трубопроводу, состоящему из трех стальных труб, перетекает в резервуар Б (рис. 22). Длины и диаметры труб соответственно равны l₁, d₁, l₂, d₂, l₃, d₃. Разность уровней в резервуарах H поддерживается постоянной. Определить расход жидкости, поступавшей в резервуар Б, а также распределение расходов между параллельно соединенными трубопроводами. Местные потери напора не учитывать.

Задача 27

Вода из бака по трубопроводу длиной l₃ и диаметром d₃ поступает в разветвленный трубопровод, одна из ветвей которого изменяет диаметр d₁ и длину l₁, соответственно d₂, l₂. Определить расход воды, поступающей в точки 1 и 2, если напор равен H (рис. 23).

Задача 28

Трубопровод транспортирующий воду с расходом Q, разветвляется в точке А на три параллельные ветви. Определить распределение расхода в параллельных трубопроводах, если давление в точках А и Б (рис. 24) соответственно равны p₁ и p₂. Трубы чугунные, не новые.

Задача 29

Вода в резервуарах А поступает в количестве Q и по системе трубопроводов в два открытых бака, напоры которых Н₁ и Н₂ (рис. 25). Определить расходы, подаваемые в каждый из бачков, а также напор Н в резервуаре А.

Задача 30

Водоснабжение объекта C производится из двух водонапорных башен (рис. 26), напоры которых H1 и H2. Стальные трубопроводы имеют соответственно длины и диаметры l1, d1 и l2,  d2. Определить: 1) максимально возможный водозабор в точке С, равном HС; 2) расход, поступающий из одной башни в другую при отсутствии водозабора в точке С.

Задача 31

Из отверстия d в тонкой стенке резервуара (рис. 27) вытекает вода, имеющая температуру t °С. Отверстие расположено на высоте h над поверхностью земли. Постоянный напор воды в резервуаре H. Определить расход и скорость истечения, а также расстояние x, на котором струя коснется поверхности земли.

Задача 32

Два резервуара, напоры в которых поддерживаются постоянными и равными соответственно H₁ и H₂, соединены между собой короткой трубкой длиной l и диаметром d (рис. 28). Определить расход воды, перетекающей из одного резервуара в другой, если температура жидкости t °С.

Задача 33

В нижней части цилиндрического резервуара присоединена короткая труба диаметром d, на которой установлен кран (рис. 29). Расход воды, поступающей в резервуар, равен Q. Пренебрегая потерями напора по длине, определить коэффициент сопротивления крана, при котором напор воды стабилизируется и станет равным Н.

Задача 34

Определить время, за которое разность уровней в двух резервуарах уменьшится с H₁ до H₂ (рис. 30). Уровень воды в правом резервуаре поддерживается постоянным, диаметр левого резервуара D. Резервуары соединены между собой трубопроводом длиной диаметром d (эквивалентная абсолютная шероховатость k_эк = 0,5 мм).

Задача 35

Определить длину трубопровода диаметром d, при которой расход вытекающей воды будет такой же, как из малого отверстия того же диаметра. Напор воды равен H. Коэффициент гидравлического трения трубы принять равным λ = 0,03. Температура воды t° С.

Задача 36

Подача воздуха в количестве Q осуществляется по трубопроводу прямоугольного сечения (стороны a, b) длиной l. Как изменятся потери давления при замене трубы прямоугольного сечения на круглую, при сохранении неизменными расхода и скорости в трубе? Плотность воздуха ρ, кинематический коэффициент вязкости ν. Трубы стальные, не новые.

Задача 37

К концам участка длиной L воздухопровода прямоугольного сечения (a × b) подключен микроманометр, заполненный спиртом (удельный вес спирта γ_сп = 7740 Н/м³). При угле наклона измерительной трубки α. Показание манометра l. Расход воздуха Q, удельный вес воздуха γ. Определить коэффициент гидравлического трения λ.

Задача 38

Подобрать размеры прямоугольного сечения воздухопровода (сторона a, b), если падение давления на участке длиной l составило Δp. Весовой расход воздуха G. В расчетах принять значение коэффициента гидравлического трения λ = 0,025, отношение b/a = 2. Плотность воздуха ρ.

Задача 40

Вода при температуре t°С протекает в количестве Q в горизонтальной трубе кольцевого сечения, состоящей их двух концентрических оцинкованных труб. Внутренняя труба имеет наружный диаметр D1, а наружная труба имеет внутренний диаметр D2. Найти потери напора по длине трубы L.

Задача 41

Определить потери давления в газопроводе диаметром и длиной. Плотность газа ρ = 0,79 кг/м³, динамический коэффициент вязкости μ = 12,0 · 10^-6 Н · с/м².

Задача 42

Определить минимальное начальное давление газа p₁, необходимое для пропуска весового расхода G по стальному газопроводу, диаметром d и длиной l, чтобы давление в конце трубопровода было бы не менее p₂. Удельный вес газа γ = 8 Н/м³, кинематический коэффициент вязкости ν = 14,5 · 10^-6 м²/с.

Задача 43

Определить диаметр газопровода, при котором обеспечивается пропуск расхода Q по трубопроводу длиной l если начальное давление p₁, конечное – p₂. Удельный вес газа γ = 7,5 Н/м³, кинематический коэффициент вязкости ν = 14,5 · 10^-6 м²/с, эквивалентная абсолютная шероховатость k_э = 0,15 мм.

Задача 44

Определить, какой расход может пропустить газопровод диаметром d и длиной l если создать на концах его разность давлений Δp = p₁ – p₂. Плотность газа ρ = 0,72 кг/м³, кинематический коэффициент вязкости ν = 15,5 · 10^-6 м²/с, эквивалентная абсолютная шероховатость k_э = 0,1 мм.

Задача 45

Стальной газопровод диаметром d и длиной l предназначен для пропуска массового расхода M. Выяснить, не упадет ли давление в конце трубопровода ниже p₂, если в начале газопровода создать давление p₁. Удельный вес газа γ = 7,7 Н/м³, кинематическая вязкость ν = 16 · 10^-6 м²/с.

Задача 46

Определить силу, с которой воздушный поток, движущийся со скоростью V, стремится опрокинуть цилиндрическую дымовую трубку диаметром D и высотой H. Удельный вес воздуха γ.

Задача 47

Определить гидравлическую крупность шарообразной частички диаметром d с удельным весом γ, которая равномерно осаждается в жидкости (или газе), имеющей плотность ρ.

Задача 48

Определить скорость витания шара (диаметром шара d, его плотность ρ), находящегося в восходящем потоке жидкости (или газе), удельный вес которой γ.

Задача 49

Определить расход и скорость воздуха в сечении струи, расположенной на расстоянии L от круглого сопла, если выходное отверстие сопла имеет диаметр d; а скорость выхода воздуха из него – V.

Задача 50

Стальной новый трубопровод диаметром d, по которому будет транспортироваться вода, для определения величины сопротивлений продувается воздухом в аэродинамической лаборатории. Определите необходимую скорость воздуха при продувке, если скорость воды Vв, t0 = 20 °С.

Есть готовые решения этих задач, контакты

С этими задачами также ищут задачи по теплотехнике

Вариант 22 (задачи 2, 12, 22, 32, 42) можно купить обратившись по e-mail (skype) или купить их сразу на сайте, предварительно зарегистрировавшись

Вариант 29 (задачи 4, 12, 25, 31, 44) можно купить обратившись по e-mail (skype) или купить их сразу на сайте, предварительно зарегистрировавшись

Вариант 32 (задачи 7, 17, 27, 37, 47) можно купить обратившись по e-mail (skype) или купить их сразу на сайте, предварительно зарегистрировавшись

Вариант 48 (задачи 3, 11, 24, 32, 45) можно купить обратившись по e-mail (skype) или купить их сразу на сайте, предварительно зарегистрировавшись