Р.39
Заказать задачи, которых здесь нет, Вы можете, обратившись по e-mail (skype)
Задача 1.7. В вертикальном цилиндрическом резервуаре диаметром 4 м хранится 105 кг нефти, плотность которой при 0 °С составляет 850 кг/м3. Определить колебания уровня в резервуаре при изменении температуры нефти от 0 °С до 30 °С. Расширение резервуара не учитывать. Коэффициент теплового расширения нефти принять αТ = 0,00072 1/град.
Задача 1.13. На сколько будет ниже уровень ртути hрт открытой стеклянной трубки диаметром d = 1 мм, если коэффициент поверхностного натяжения ртути σрт = 0,460 Н/м; ρрт = 13,6 · 103 кг/м3.
Задача 1.18. Определить необходимый объем и давление масла p в цилиндре гидропривода пожарной лестницы, если диаметр поршня D, ход поршня S, максимальное усилие на штоке поршня F, гидравлический коэффициент полезного действия η. Лестница оборудована двумя механизмами подъема, установленными слева и справа. Исходные данные приведены в таблице.
Задача 1.31. Для измерения малых отклонений давления от атмосферного или малых перепадов давления используются двухжидкостные чашечные микроманометры (рисунок к задаче 1.31).
Определить давление газа в баллоне по показаниям двухжидкостного чашечного микроманометра, заполненного жидкостями, имеющими плотности ρ1 и ρ2, если задано отношение диаметров трубки и чашки прибора d/D.
Задача 1.41. Клапанный затвор пожарного водоема, имеющий плоскую поверхность шириной 10 м, создает подпор воды Н = 2 м. Затвор наклонен под углом α = 45° к горизонту.
Определить суммарную силу натяжения тросов Т, удерживающих затвор в заданном положении (без учета трения в шарнире и массы затвора).
Задача 1.48. Для увеличения жесткости стенок металлический водонапорный бак, имеющий высоту Н = 4 м, снабжен пятью горизонтальными поясами жесткости из профильного железа. Как должны быть расположены эти пояса, чтобы каждый из них воспринимал одинаковую нагрузку?
Задача 2.2. Определить гидравлический радиус воздуховода трапецеидального сечения, если ширина по верху a = 0,4 м, по низу b = 0,5 м, высота воздуховода 0,3 м.
Задача 2.10. Для измерения скорости движения жидкости в струе, вытекающей из пожарного ствола, а значит и расхода воды, можно использовать модификацию трубки Пито (разработка ВНИИПО). Изогнутая тонкая трубка 1 вводится в струю, вытекающую из пожарного ствола. Ребро жесткости 2 предотвращает вибрации трубки 1. Трубка 1 соединена с полой рукояткой 3, на которой установлен манометр 4. Носик трубки 1 должен быть нормален к вектору скорости. В этом случае показание манометра максимально.
Задача 3.5. Определить режим движения воды в пожарном рукаве, если расход воды Q, диаметр рукава dр. Коэффициент кинематической вязкости воды ν = 10-6 м2/с. Исходные данные приведены в таблице.
Задача 3.10. Труба Вентури с входным диаметром D = 300 мм и горловиной d = 150 мм, предназначенная для измерения расхода керосина, тарируется путем испытания ее на модели, выполненной в масштабе 1:3 от натуры, на воде.
Определить, каким должен быть расход Qм в модели для соблюдения подобия, если расход керосина в натурной трубе равен Qн = 100 л/с. Значения кинематической вязкости воды при t = 20 ºC составляет ν = 10-6 м2/с, а керосина ν = 4,5 · 10-6 м2/с. Каковы будут потери напора h и перепад давления Δp в натурном расходомере (см. рисунок к задаче 3.10), если при испытании модели на расходе, обеспечивающем соблюдение подобия, получено hм = 0,2 м и Δpм = 10 кПа. Плотность керосина ρ = 820 кг/м3, а воды – ρ = 103 кг/м3.
Задача 4.21. Из водоема А (рисунок к задаче 4.21) в приемный колодец D вода при температуре t = 20 °С поступает по сифону ABCD диаметром 200 мм, с абсолютной шероховатостью стенки трубы Δ = 1 мм. Коэффициенты сопротивлений поворотов В и С принять равными ζкол = 0,2. Длина сифона lABCD = 80 м. Разность уровней воды в водоеме А и приемном колодце D равна H1 – H2 = 1 м. Определить расход воды Q через сифон.
Задача 4.22. Определить вакуум в точке В сифона в задаче 4.21. Значения Н1 и lАВ взять из таблицы.
Задача 4.28. С помощью насоса, поддерживающего давление pман в пункте А вода должна подаваться в пункт В в количестве Q по новой чугунной водопроводной трубе l. Местность горизонтальная. Требуется определить диаметр трубы, если давление в конце трубы равно 1,2 атм. Расчетные данные приведены в таблице.
Задача 5.12. Гарантированный напор воды перед насадком равен Н, м. Определить наименьший стандартный диаметр насадка, обеспечивающий струю с расходом Q, л/с. Коэффициент расхода насадка принять равным μ = 0,98. Какой требуется напор перед выбранным стандартным насадком пожарного ствола, обеспечивающий расход Q, л/с? Исходные данные приведены в таблице.
Задача 5.24. Определить, какое постоянное абсолютное давление газа следует поддерживать на поверхности ацетона в резервуаре, чтобы его аварийный слив происходил в 2 раза быстрее, чем при атмосферном давлении.
Определить время снижения уровня жидкости от Н1 = Н = 6 м до Н2 = 2 м. Цилиндрический вертикальный резервуар имеет диаметр 5 м. Аварийный слив происходит через трубу диаметром d = 100 мм, длиной l = 10 м, на трубе установлена задвижка. Плотность ацетона ρ = 790 кг/м3.
При решении задачи учесть коэффициенты трения на входе в трубу, задвижки, поворота трубы и коэффициент сопротивления трения. Высота выступов шероховатости в трубе Δ = 3 мм. Считать, что труба работает в квадратичной области сопротивлений.
Задача 6.7. Определить реакцию струи, вытекающей из насадка диаметром d = 25 мм, при напоре H = 50 м. Построить на миллиметровой бумаге зависимость реакции струи от диаметра насадка (при H = const) и от напора (при d = const).
Задача 6.8. При расчете пожарной автолестницы принято, что реакция струи не должна превышать величины F, при напоре перед насадком Н, м.
Определить максимальный допустимый диаметр насадка. Во сколько раз изменится реакция струи, если диаметр насадка уменьшится в n раз? Исходные данные приведены в таблице.
Задача 7.7. Из бака с постоянным уровнем жидкости Н через трубу длиной l и диаметром d вытекает вода. Коэффициент местного сопротивления задвижки ζ = 6, коэффициент сопротивления трения λ = 0,03. Толщина стенок δ = 5 мм. Сравнить величину повышения давления при мгновенном закрывании задвижки для стальной и чугунных труб. Исходные данные приведены в таблице.
Задача 8.7. Определить диаметр трубопровода установки газового пожаротушения, если должна быть обеспечена подача Qт = 2,5 кг/с азота при избыточном давлении 0,5 МПа.
Избыточное давление в начале трубопровода поддерживается 0,7 МПа, а его длина l = 80 м. Температура газа постоянная и равна 25 °С. μ = 17,8 · 10-6 кг/(м · с), R = 296,8 Дж/(кг · К), Δ = 0,15 мм (труба бесшовная стальная, после нескольких лет эксплуатации) – см. задачу 8.4.
Указание. Для решения задачи использовать метод последовательных приближений. В первом приближении принять λ = 0,02.
Теория
5. Как определить давление на некоторой глубине h в покоящейся жидкости? Сформулируйте закон Паскаля. Приведите примеры пожарной техники, расчет и принцип действия которой основаны на законе Паскаля.
11. Выведите формулу для определения выталкивающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость. Сформулируйте закон Архимеда.
14. Приведите вывод уравнения неразрывности для элементарной струйки и для потока жидкости и объясните его физический смысл.
16. Напишите уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости и для потока реальной жидкости. Объясните его физический смысл и дайте геометрическую интерпретацию.
23. Сущность метода анализа размерностей. Вид формул для определения линейных и местных потерь напора. От каких величин зависят коэффициенты линейных (λ) и местных (ζ) потерь напора.
29. Дайте классификацию трубопроводов и поясните методику гидравлического расчета длинных трубопроводов.
35. Как определить время аварийного слива жидкости при постоянном напоре? Методика определения расхода с учетом зависимости коэффициентов линейных сопротивлений от числа Рейнольдса.
38. Поясните понятия “свободная струя”, “незатопленная струя”, “затопленная струя”, “сплошная струя”, “раздробленная струя”. Причины распада сплошных струй и как обеспечить получение дальнобойных пожарных струй.
45. Методика расчета газопроводов при малых перепадах давления.
Заказать задачи, которых здесь нет, Вы можете, обратившись по e-mail (skype)