Гидромеханика

РУх.УГТУ.2

Решение задач по гидравлике

Есть готовые решения этих задач, контакты

ГИДРОСТАТИКА

Задача 1

Для слива жидкости из хранилища имеется прямоугольный патрубок с размерами a хb, закрытый крышкой. Крышка может поворачиваться вокруг оси А-А и установлена под углом a к горизонту. Уровень жидкости равен H.

Над поверхностью жидкости находится газ, давление которого может быть больше атмосферного (тогда показание мановакуумметра равно р_м0 ) или меньше атмосферного (тогда показание мановакуумметра равно р_v0 ). Внутри патрубка жидкости нет и на крышку действует атмосферное давление.

Определить силу T натяжения троса, необходимую для открытия крышки. Вес крышки не учитывать. Температура жидкости равна t°.

Задача 2

Решите задачу 1 при условии, что крышка имеет вес, равный G.

Задача 3

Решите задачу 1 при условии, что внутри патрубка находится жидкость.

Задача 4

Определить суммарную силу давления на торцевую стенку АВ горизонтальной цилиндрической цистерны диаметром d , заполненной жидкостью плотностью r, если уровень жидкости в горловине находится на расстоянии H от дна.

Цистерна герметически закрыта и над поверхностью жидкости находится газ. Давление газа может быть больше атмосферного (тогда показание мановакууммера равно р_м0 ) или меньше атмосферного (тогда показание мановакуумметра равно р_v0 ).

Определить также координаты точки приложения силы давления.

Задача 5

Определить суммарную силу давления на торцевую стенку АВ горизонтальной цилиндрической цистерны диаметром D, заполненной жидкостью плотностью r, находящейся при температуре t° C. Уровень жидкости в горловине находится на расстоянии H от дна. Горловина закрыта поршнем диаметром d, на который действует сила R.

Определить также координаты точки приложения силы давления на крышку AB.

Задача 6

Щитовой затвор шириной k должен автоматически поворачиваться вокруг оси АВ, открываться при уровне воды H₂ и пропускать её в левый отсек. Угол наклона щита равен a, температура жидкости t°C. Силой трения на цапфах при повороте пренебречь. Диаметр цапфы равен d.

Определить, на каком расстоянии x должна быть расположена ось AB поворота щита, если под ним находится постояный уровень воды H₁.Определить также результирующую силу давления жидкости.

Купить Задачу 6 (вариант 2)

Купить Задачу 6 (вариант 4)

Задача 7

При условии задачи 6 определите величину x, если дополнительно необходимо учесть силу трения скольжения при повороте щита на цапфах. Коэффициент трения скольжения равен f.

Купить Задачу 7 (вариант 3)

Купить Задачу 7 (вариант 4)

Задача 8

При условии задачи 6 определите величину x, если под щитом нет жидкости и величина H₁ равна нулю.

Купить Задачу 8 (вариант 0)

Купить Задачу 8 (вариант 7)

Задача 9

При условии задачи 7 определите величину x, если под щитом нет жидкости и величина H₁ равна нулю.

Купить Задачу 9 (вариант 1)

Купить Задачу 9 (вариант 8)

Купить Задачу 9 (вариант 9)

Задача 12

Прямоугольный поворотный затвор размерами m × n перекрывает выход воды в атмосферу из резервуара, уровень в котором равен H.

Определить, на каком расстоянии х от нижней кромки затвора следует расположить его ось поворота, чтобы для открытия затвора нужно было преодолевать только момент трения в цапфе. Найти также момент трения, если диаметр цапф равен d, а коэффициент трения скольжения  f.  Принять f = 0,2 для всех вариантов.

Задача 13

Решите задачу 12 при условии, что сила трения, возникающая при вращении вала, не учитывается.

Задача 14

Решите задачу 12 при условии, что слева от щита находится жидкость на высоте h = k×m, где величина k зависит от варианта.

Задача 15

Определить минимальное натяжение T канала, необходимое для удержания щита, закрывающее треугольное отверстие в стенке резервуара. Щит может поворачиваться вокруг оси 0. Заданы линейные размеры H, b, m, n и углы α₁ = α₂ = 60°.

Купить Задачу 15 (вариант 8)

Задача 17

Герметически закрытый сосуд разделен перегородкой на два отсека. В перегородке сделано треугольное отверстие, закрытое крышкой. Крышка крепится к перегородке болтами. Над жидкостью в отсеках находится газ под разным давлением, измеряемым с помощью мановакуумметров. Показания мановакуумметров равны p_м1 и p_м2, разность уровней жидкости в отсеках равна h₀. Определить результирующую силу давления на крышку и точку ее приложения.

Купить Задачу 17 (вариант 1)

Купить Задачу 17 (вариант 3)

Купить Задачу 17 (вариант 4)

Задача 18

Решите задачу 17 при условии, что справа жидкости нет и газ заполняет весь отсек.

Купить Задачу 18 (вариант 0)

Купить Задачу 18 (вариант 7)

Задача 19

Решите задачу 17 при условии, что слева жидкости нет и газ заполняет весь отсек.

Купить Задачу 19 (вариант 1)

Купить Задачу 19 (вариант 8)

Купить Задачу 19 (вариант 9)

Задача 20

Покоящийся на неподвижном поршне и открытый сверху и снизу сосуд массой m состоит из двух цилиндрических частей, внутренние диаметры которых d и D.

Определить, какой минимальный объем жидкости W должен содержаться в верхней части сосуда, чтобы он всплыл над поршнем. Температура жидкости t °C.

Купить Задачу 20 (вариант 5)

Купить Задачу 20 (вариант 9)

Задача 21

На рисунке изображена схема гидравлического мультипликатора. Определить высоту h подъема жидкости, если дано: R, d₀, d₁, d₂, температура воды 20 °C, а температура жидкости – t °C.

Задача 22

Решите задачу 21 при условии, что в полости А давление газа не равно атмосферному. В условии задачи задается избыток (p_м) или недостаток (p_v) этого давления до атмосферного.

Задача 24

Определить силу прессования Р, развиваемую гидравлическим прессом. Диаметр большого плунжера равен D, а малого d. Большой плунжер расположен выше меньшего на величину H, усилие, приложенное к рукоятке, равно R. Температура жидкости 20°С.

Задача 27

В днище резервуара с водой имеется круглое спускное отверстие, закрытое плоским клапаном. Определить, при каком диаметре D цилиндрического поплавка клапан автоматически откроется при достижении высоты уровня жидкости в резервуаре равной H? Длина цепочки, связывающей поплавок с клапаном, равна l, вес подвижных частей устройства G, давление на свободной поверхности жидкости измеряется мановакуумметром, его показание равно p_м, температура жидкости t °C.

Купить Задачу 27 (вариант 3)

Купить Задачу 27 (вариант 4)

Задача 28

Решите задачу 27 для случая, когда весом подвижных частей устройства можно пренебречь.

Купить Задачу 28 (вариант 0)

Купить Задачу 28 (вариант 7)

Задача 29

Решите задачу 27 для случая, когда давление газа меньше атмосферного и p_м = p_v.

Купить Задачу 29 (вариант 1)

Купить Задачу 29 (вариант 8)

Купить Задачу 29 (вариант 9)

Задача 30

Перед подземным ремонтом газовую скважину «задавили», залив ее ствол до устья (до поверхности земли) водой (t = 20 °C). Затем в скважину лебедкой спустили насосно-компрессорные трубы, по которым при эксплуатации скважины поступает из пласта газ. Длина спущенных труб равна l, внешний диаметр D, толщина стенки δ, вес одного метра длины q.

Определить максимальное усилие на крюке лебедки для двух случаев:

1) нижний конец труб открыт – четные варианты;

2) нижний конец труб заглушен – нечетные варианты.

Купить Задачу 30 (вариант 5)

Есть готовые решения этих задач, контакты

ГИДРОДИНАМИКА

Задача 1

Насос подает жидкость из подземной ёмкости с избыточным давлением газа на поверхности жидкости. На всасывающей линии (длина l, диаметр d, трубы сварные, бывшие в эксплуатации) имеются местные сопротивления: приёмная коробка с клапаном и сеткой, колено и кран с коэффициентом сопротивления x_кр. Показание вакуумметра на входе в насос равно р_v, расход жидкости Q, температура t°C.

Определить рабочую высоту всасывания насоса h_вс и предельную высоту из условия отсутствия кавитации на входе в насос. Объяснить также, почему при кавитации насос не всасывает жидкость и рабочее колесо насоса выходит из строя.

Задача 2

Решите задачу 1 при условии, что высота подъёма жидкости h_вс задана, а расход Q нужно определить.

Задача 3

Решите задачу 1 при условии, что высота подъёма жидкости h_вс задана, а диаметр трубы d нужно определить.

Задача 4

Решите задачу 1 при условии, что высота подъёма жидкости h_вс задана, а нужно определить максимальный расход в трубопроводе из условия отсутствия кавитации.

Задача 5

Решите задачу 1 при условии, что высота подъёма жидкости h_вс задана, а нужно определить минимальный диаметр трубопровода из условия отсутствия кавитации.

Задача 6

Для поддержания пластового давления при добыче нефти в нагнетательную скважину глубиной H по насосно-компрессорным трубам (диаметр d, длина l, шероховатость D_э) закачивается Q м³ воды в сутки. Забойное избыточное давление равно р_заб. Температура воды t°C.

Определить показание устьевого манометра р_м и полезную мощность N_п, затрачиваемую при закачке.

Задача 7

При условии задачи 6 и известном давлении на устье определить расход воды.

Задача 8

При условии задачи 6 и известном давлении на устье определить диаметр трубопровода.

Задача 9

По трубопроводу (длина l, диаметр d, трубы стальные, сварные, умеренно заржавленные, Σξ = Σξ₀) вода при t°C подается к пожарному брандспойту с расходом Q. Превышение обреза сопла над осью трубопровода равно h.

Определить необходимый диаметр сопла d_c и избыточное давление в начальном сечении трубопровода р_и, исходя из условия, что струя воды должна достигать высоты H. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Задача 10

1. При условии задачи 9 и известном давлении на входе в трубопровод определить расход воды.
2. Определить диаметр выходного сечения сопла.

Купить Задачу 10 (вариант 7)

Задача 11

1. При условии задачи 9 и известном избыточном давлении на входе р_м определить диаметр трубопровода.
2. Определить диаметр выходного сечения сопла.

Задача 12

Поршень диаметром D, двигаясь равномерно, всасывает жидкость из открытого бака с атмосферным давлением р_ат  на поверхности жидкости. Высота всасывания равна z₀.  Всасывающая труба — длина l, диаметр d, стальная, новая, сварная. Гидравлические сопротивления показаны на рисунке. Температура жидкости t°C. Атмосферное давление равно 100 кПа.

Определить максимально возможную скорость J_п поршня и силу Р, приложенную к нему, по условию кавитации в цилиндре.

 Рисунок к задачам  12, 13, 14 и 15

Задача 13

При условии задачи 12 и известном расходе жидкости определите минимальный диаметр трубопровода по условию кавитации.

Задача 14

При условии задачи 12 и известном расходе жидкости определите высоту z₀ по условию кавитации.

Задача 15

При условии задачи 12 и известной силе Р определите высоту z₀ . Проверьте, имеет ли место явление  кавитации в сечении 2-2.

Задача 16

Поршень диаметром D, двигаясь равномерно со скоростью J_п, подает жидкость в закрытый бак с избыточным давлением р_м  на поверхности жидкости. Разность уровней жидкости в цилиндре и баке равна z₀.

Нагнетательная труба — длина l, диаметр d, стальная, новая, сварная. Гидравлические сопротивления показаны на рисунке. Температура жидкости t°C.

Определить силу Р, приложенную к поршню.

Задача 20

Гидравлический демпфер (гаситель колебаний) представляет цилиндр, в котором под действием внешней силы R перемещается поршень. Он прогоняет масло плотностью r из одной полости цилиндра в другую через обводную трубку и регулируемый дроссель. Диаметр поршня D₁, штока D₂, обводной трубки d. Коэффициент сопротивления дросселя x_др, скорость поршня J.

1. Определить неизвестную величину.

2. Получить уравнение статической характеристики демпфера, представляющей зависимость скорости равномерного движения поршня ν от приложенной к нему нагрузки R. Построить график этой зависимости.

Диапазон изменения силы R – от нуля до значения в данной задаче.

Примечание: в трубе учитывать только местные гидравлические сопротивления. Утечками и трением в цилиндре пренебречь.

Купить Задачу 20 (вариант 7)

Задача 22

Через отверстие диаметром d в поршне гидравлического демпфера масло плотностью r переливается из нижней полости в верхнюю полость гидроцилиндра под действием внешней нагрузки R. Диаметр гидроцилиндра D, высота поршня l, жесткость пружины с, её поджатие х.

Определить неизвестную величину.

Задача 24

Жидкость плотностью r под избыточным давлением р_м0 подается по трубе с площадью поперечного сечения w к баллону. На трубе перед баллоном установлен кран с коэффициентом сопротивления x. Из баллона жидкость вытекает в атмосферу через отверстие площадью w₀ с расходом Q.

Определить неизвестную величину.

Задача 26

Жидкость плотностью ρ перетекает из левого отсека бака в правый через отверстие в перегородке диаметром d. Над жидкостью находится газ. Показание ртутного манометра равно h_рт, а показание пружинного вакуумметра равно p_v. Расстояния от поверхности жидкости в отсеках до центра тяжести отверстия равны H₁ и H₂.

Определить неизвестную величину.

Задача 27

Решите задачу 26 при условии, что к отверстию присоединен внешний цилиндрический насадок.

Задача 28

Жидкость плотностью r перетекает из цилиндра через отверстие в дне диаметром d в резервуар. В цилиндре находится поршень диаметром D, на поршень действует сила R. Расстояния от поверхности жидкости до дна цилиндра равно H. Дно цилиндра расположено на глубине h под уровнем жидкости в резервуаре.

Определить неизвестную величину.

Задача 29

Решите задачу 28 при условии, что к отверстию присоединен внешний цилиндрический насадок.

Задача 30

Газ течет по трубопроводу длиной l и диаметром d при температуре t °C. Движение установившееся и изотермическое. Давление в начале трубопровода равно p₁, в конце трубопровода p₂, массовый расход газа равен Q_m.

Определить неизвестную величину, а также объемный расход газа, приведенный к атмосферному давлению.

Купить Задачу 30 (вариант 4)

Купить Задачу 30 (вариант 7)

Есть готовые решения этих задач, контакты