Решение задач на законы гидростатики

Р.89

Задач, которых нет, Вы можете заказать

Партнерская программа

Задача 1

Канистра, заполненная жидкостью и не содержащая воздуха, нагрелась на солнце до температуры t₂.

На сколько повысилось бы давление жидкости внутри канистры, если бы она была абсолютно жесткой?

Начальная температура жидкости t₁. Модуль объемной упругости жидкости K, коэффициент температурного расширения β_t.

Купить Задачу 1 (вариант 7)

Задача 2

В вертикальном цилиндрическом резервуаре диаметром d хранится нефть, масса которой m и плотность при 0° С ρ₀.

Определите изменение уровня в резервуаре при изменении температуры нефти от 0° С до t₂. Расширение резервуара не учитывать. Коэффициент температурного расширения нефти β_t = 7,2 · 10^-4 1/°С.

Купить Задачу 2 (вариант 3)

Задача 3

Определите избыточное давление в точке А трубопровода, если высота столба ртути по пьезометру h₂, центр трубопровода расположен на h₁ ниже линии раздела между жидкостью и ртутью ρ_рт = 13600 кг/м³.

Купить Задачу 3 (вариант 4)

Задача 4

Определите давление газа в баллоне p по показанию h двухжидкостного чашечного манометра, заполненного жидкостями с плотностями ρ₁ и ρ₂ и разницу уровней в чашечках манометра Δh. p_ат = 10⁵ Па.

Задача 5

Определите избыточное давление в сосуде А с жидкостью многоступенчатого двухжидкостного манометра имея следующие данные: h₁, h₂, h₃, h₄, h₅, ρ_ж, ρ_рт = 13600 кг/м³.

Купить Задачу 5 (вариант 3)

Задача 7

Вертикальный щит А, перекрывающий водослив плотины, может перемещаться в пазах В вверх и вниз. Глубина жидкости H, ширина b.

Какую силу T нужно приложить, чтобы поднять щит, если его вес G, коэффициент трения о пазы f = 0,3.

Купить Задачу 7 (вариант 3)

Задача 8

Наклонный прямоугольный щит плотины шарнирно закреплен на оси О.

При каком уровне воды H щит опрокинется, если угол наклона щита α, а расстояние от его нижней кромки до оси шарнира a. Вес щита не учитывать.

Купить Задачу 8 (вариант 4)

Задача 9

Определите силу давления жидкости на торцевую плоскую стенку горизонтальной цилиндрической цистерны диаметром d, заполненной жидкостью плотностью ρ, если уровень жидкости в горизонте находится на расстоянии H от дна. Цистерна герметично закрыта и избыточное давление на поверхности жидкости составляет p_изб. Определите положение центра давления относительно центра тяжести стенки.

Задача 10

Закрытый резервуар высотой H разделен на два отсека вертикальной прямоугольной перегородкой шириной b. В левом отсеке уровень жидкости H₁, в правом отсеке уровень водыH₂. Избыточное давление паров в левом отсеке над жидкостью p_изб.

Определите равнодействующую сил давления на перегородку и точку ее приложения. Силой давления паров на несмоченную часть стенки пренебречь.

Задача 11

Квадратное отверстие со стороной а в стенке резервуара с жидкостью закрыто щитом ОА, который прижимается грузом G, подвешенным на рычаге длиной x.

Расстояние от верхней кромки отверстия до оси вращения О равно h.

Найдите минимальный вес груза G, достаточный для удержания жидкости в резервуаре на уровне H, если избыточное давление на поверхности жидкости p_изб. Весом щита, рычага, а также трением в шарнире пренебречь.

Задача 13

Сферический резервуар находится под избыточным давлением p_м, которое показывает манометр, установленный на h ниже центра тяжести резервуара. Определить усилия, разрывающие резервуар по горизонтальной и вертикальной диаметральным сечениям. Радиус резервуара R, плотность жидкости ρ.

Задача 14

Какой объем жидкости ρ_ж можно залить в железнодорожную цистерну внутренним объемом V_вн и массой m, чтобы она еще сохраняла плавучесть в пресной воде ρ = 1000 кг/м³.

Задача 16

Во сколько раз изменится удельная кинетическая энергия жидкости при ее переходе в трубу меньшего диаметра, если отношение диаметров труб d₁/d₂ = a/b. Режим течения не меняется.

Задача 17

Из открытого резервуара с постоянным уровнем идеальная жидкость по горизонтальной трубе вытекает в атмосферу. Определите показание пьезометра h, если известны H, d₁ и d₂.

Задача 18

Поток воды у входа в турбину в сечении 1–1 имеет скорость V₁ и давление p₁. На выходе из турбины сечение 2–2 V₂ и p₂. Расход воды через турбину Q. Расстояние между сечениями h.

 Определите мощность на валу турбины N, если КПД ее η.

Купить Задачу 18 (вариант 1)

Задача 20

На горизонтальном участке с длиной l и диаметром d действующего пожарного водопровода нефтебазы при расходах Q₁ и Q₂ измерили падение давления Δp₁ и Δp₂.

Определите состояние стальных труб ν_воды = 10^-6 м²/с.

Купить Задачу 20 (вариант 1)

Задача 21

При перекачке нефти ν = 1 Ст с расходом Q по трубопроводу диаметром d и шероховатостью Δ постепенно на его стенках образовался слой парафина толщиной δ.

Как это повлияет на потери на трение?

Задача 22

При промывке скважины глубиной Н воду в нее закачивали по НКТ d₁, а обратно на поверхность она поступала по кольцевому пространству в обсадной колонне с d₂.

Определите потери давления на трение по длине системы, если расход воды Q, трубы бывшие в эксплуатации с шероховатостью Δ.

Толщиной стенок труб и местными сопротивлениями пренебречь.

Купить Задачу 22 (вариант 3)

Задача 23

На одном участке длиной l₁ без местных сопротивлений горизонтального трубопровода диаметром d разность давлений Δp₁, а на другом длиной l₂ с частично прикрытой задвижкой Δp₂.

Определите коэффициент местного сопротивления задвижки при расходе Q и степень закрытия n (приложение 2).

Задача 25

По трубопроводу диаметром d и длиной l подается жидкость с вязкостью ν под действием перепада давления Δp. Плотность жидкости ρ. Определите режим течения.

Задача 26

Определите расход керосина Q в горизонтальной трубе длинойl диаметром d, если разность давлений в начальном и конечном сечениях трубы Δp. Вязкость керосина ν, плотность ρ.

Задача 28

Определить абсолютное давление жидкости перед входом в центробежный насос при подаче Q и высоте всасывания H_вс. Всасывающая труба имеет длину l и диаметр d. Сопротивление приемного клапана ξ_кл.  Вязкость жидкости равна ν. Атмосферное давление h мм. рт. ст., ρ_рт = 13600 кг/м³.

Задача 30

Насос, оборудованный воздушным колпаком, перекачивает бензин по трубопроводу длиной l, диаметром d, толщиной стенок δ в количестве Q. Плотность бензина ρ, модуль упругости бензина K = 1,1 · 10⁹ Па, модуль упругости материала Е = 2 · 10¹¹ Па. Определите, за какое время необходимо перекрыть задвижку, чтобы ударное повышение давления было меньше 1 МПа.

Задача 31

По трубопроводу длиной l, диаметром d, толщиной стенок δ, соединенному с баком под напором H, течет вода, модуль упругости которой K = 2 · 10⁹ Па. В некоторый момент времени происходит мгновенное перекрытие потока в конце трубопровода.

Найдите скорость распространения волны гидравлического удара и величину ударного повышения давления, если труба стальная E = 2 · 10¹¹ Па. Коэффициент гидравлического сопротивления λ = 0,03. Как изменится ударное повышение давления, если стальную трубу заменить чугунной тех же размеров (E = 0,98 · 10¹¹ Па)?

Купить Задачу 31 (вариант 3)

Задача 32

Бензин с плотностью ρ подается по трубопроводу длиной l, диаметром d, толщиной стенок δ, с расходом Q. Необходимо определить максимальное ударное повышение давления и время закрытия концевой задвижки, при котором гидравлический удар становится непрямым.

Задача 33

В горизонтальном трубопроводе длиной l, диаметром d находится нефть, характеризующаяся свойствами вязкопластичной жидкости. Ее начальное напряжение сдвига τ₀, вязкость η, плотность ρ. Насос может создать разность давлений по концам трубопровода Δp. Необходимо определить, будет ли при этом нефть перемещаются в трубопроводе, если будет, то с каким расходом.

Задача 34

Артезианская скважина диаметром d заложена в водоносном пласте, залегающем на глубине H от поверхности земли. Мощность пласта h, коэффициент фильтрации k_ф. Статическое давление, измеренное манометром у устья скважины при открытой задвижке p_м, радиус влияния скважины R_к. Определите дебит скважины, если при откачке уровень воды в ней устанавливается на глубине h_с от поверхности земли.

Задача 35

В центре кругового пласта расположена скважина с радиусом r_с, с глубиной H, радиусом контура питания R_к, мощность пласта h, коэффициентом проницаемости k, пористостью m. Вязкость нефти η, плотность ρ, абсолютное пластовое давление p_пл. Необходимо определить, может ли скважина фонтанировать, если ее открыть в атмосферу, и чему будет равен ее дебит при p_с.

Задач, которых нет, Вы можете заказать

Теория

Вариант 3

1. Что называется плотностью жидкости? Каковы единицы измерения плотности жидкости? Какие факторы и как влияют на плотность?

2. От каких факторов зависит величина коэффициента гидравлического сопротивления?

Вариант 4

1. Что называется эквивалентной длиной местного сопротивления?

2. Чем характеризуется сжимаемость и температурное расширение капельной жидкости?

Вариант 7

1. Каковы единицы измерения динамической и кинематической вязкости и какова их взаимосвязь?

2. Каковы основные расчетные формулы для определения λ при турбулентном режиме?

Вариант 15

1. Чем дифференциальный жидкостный манометр отличается от простого и как по его показаниям можно определить разность давлений в точках подключения такого манометра?

2. Как определяется средняя скорость потока, если известен объемный расход жидкости?

Купить сразу Вариант 7 (Задачи 10, 11, 17, 26 Вопросы 1, 2), предварительно зарегистрировавшись

Купить сразу Вариант 15 (Задачи 3, 11, 22, 28, 33 Вопросы 1, 2) предварительно зарегистрировавшись

Задач, которых нет, Вы можете заказать