Задачи по гидростатике и гидродинамике

Р.61

Задача 3

В U-образную трубку (см. рис. 3) налиты вода и бензин. Определить плотность бензина, если h_б = 500 мм, h_в = 350 мм. Капиллярный эффект не учитывать.

Задача 4

В цилиндрический бак диаметром D = 2 м до уровня H = 1,5 м налиты вода и бензин (см. рис. 4). Уровень воды в пьезометре ниже уровня бензина на h = 300 мм.

Определить:

1) Вес находящегося в баке бензина, если ρ_б = 700 кг/м³.

2) Вес воды, если ρ_в = 1000 кг/м³.

Задача 5

Определить абсолютное давление воздуха в сосуде p₀, если показание ртутного прибора h = 368 мм, высота H = 1 м (см. рис. 5). Плотность ртути ρ_рт = 13600 кг/м³. Атмосферное давление p_ат = 736 мм рт. ст.

Задача 6

Определить абсолютное давление воздуха в баке (см. рис. 6), если при атмосферном давлении, соответствующем h_ат = 760 мм рт. ст., показание ртутного вакуумметра h_рт = 0,2 м, высота h = 1,5 м. Каково при этом показание пружинного вакуумметра? Плотность ртути ρ_рт = 13600 кг/м³.

Задача 7

Определить величину и направление силы F, приложенной к штоку, для удержания его на месте (см. рис. 7). Справа от поршня находится воздух, слева от поршня и в резервуаре, куда опущен открытый конец трубы – вода. Показание пружинного мановакуумметра p = 0,2 ат. Диаметр поршня D = 100 мм, диаметр штока d = 50  мм, ось цилиндра на H = 5 м выше свободной поверхности резервуара.

Задача 8

Паровой прямодействующий насос подает воду на высоту H = 40 м. Каково рабочее давление пара, если диаметр парового цилиндра D = 300 мм, а насосного цилиндра d = 150 мм (см. рис. 8). Потерями на трение пренебречь.

Задача 10

Определить объемный модуль упругости жидкости, если под действием груза А массой m = 250 кг поршень прошел расстояние Δh = 5 мм (см. рис. 10). Начальная высота положения поршня (без груза) H = 1,5 м, диаметры поршня d = 80 мм и резервуара D = 300 мм, высота резервуара h = 1,3 м. Весом поршня пренебречь. Резервуар считать абсолютно жестким.

Задача 18

Вода вытекает в атмосферу по короткому горизонтальному трубопроводу (см. рис. 15), на котором установлен вентиль, под постоянным напором H = 16 м. Диаметры участков трубопровода d₁ = 50 мм и d₂ = 70 мм. Коэффициент сопротивления вентиля ζ = 4. Определить расход в трубе, учитывая только местные потери напора.

Задача 19

Из бака с постоянным уровнем при показании манометра p_м = 175 кПа вода вытекает в атмосферу через сходящийся насадок диаметром d = 25 мм, присоединенный  к вертикальной трубе диаметром D = 50 мм и длиной L = 3 м (см. рис. 16). Труба опущена под уровень на h = 0,5 м и снабжена прямоточным вентилем. Определить теоретическую высоту z фонтана при полностью открытом вентиле (ζ_в = 0,6), принимая коэффициент сопротивления трения в трубе λ = 0,03, коэффициенты сопротивления входа в трубу ζ_вх = 0,5 и насадка ζ_н = 0,06. Сжатие струи на выходе из насадка отсутствует.

Задача 21

По сифонному трубопроводу, для которого задан напор H = 6 м, необходимо подавать расход воды Q = 50 л/с при условии, чтобы вакуумметрическая высота в сечениях трубопровода не превышала 7 м. Опасное сечение С-С расположено выше уровня воды на h = 4 м, длина восходящей линии трубопровода до этого сечения l₁ = 100 м, а нисходящей линии l₂ = 60 м. Трубопровод снабжен приемным клапаном с сеткой (ζ_к = 5) и задвижкой (см. рис. 18). Определить диаметр трубопровода и коэффициент сопротивления задвижки ζ_з, удовлетворяющие условиям задачи. Для коэффициента сопротивления трения λ воспользоваться формулой λ_Т =  (d в м), потерями на поворотах пренебречь.

Задача 23

Вода подается в открытый верхний бак по вертикальной трубе (d = 25 мм; l= 3 м; h = 0,5 м) за счет избыточного давления p_м в нижнем замкнутом баке (см. рис. 20). Определить давление p_м, при котором расход будет равен Q = 1,5 л/с. Коэффициент сопротивления полностью открытого вентиля ζ = 9,3. Коэффициент сопротивления трения λ определить по заданной шероховатости трубы Δ = 0,2 мм.

Купить задачу 23

Задача 24

Определить расход жидкости (ρ = 800 кг/м³), вытекающей из бака через отверстие площадью S₀ = 1 см² (см. рис. 21). Показание ртутного прибора, измеряющего давление воздуха, h = 268 мм; высота H = 2 м, коэффициент расхода отверстия μ = 0,60.

Задача 26

Определить, пренебрегая потерями напора, начальную скорость истечения жидкости из сосуда, заполненного слоями воды и масла плотностью ρ = 800 кг/м³, (см. рис. 23) одинаковой высоты h = 1 м.

Задача 27

Из резервуара А (см. рис. 24) через отверстие диаметром d₁ = 25 мм вода вытекает под уровень В, а из него через отверстие диаметром d₂ = 50 мм – в атмосферу. Уровень воды в резервуаре А над центром тяжести отверстия в резервуаре В выше на величину H = 2 м. Определить разность уровней в резервуарах z и расход из отверстия при установившемся движении жидкости. Коэффициенты расхода принять равными μ = 0,62.

Теоретические вопросы

3. Как определяется коэффициент объемного сжатия жидкости? Какова его связь с объемным модулем упругости?

6. Что такое вязкость жидкости? Как зависит вязкость от температуры и давления?

33. Чем отличаются уравнения Бернулли для идеальной и реальной жидкости, для элементарной струйки и потока?

36. В чем состоит принцип работы расходомера Вентури?

63. Каковы основные типы насадков и каково их практическое применение?

66. Что такое характеристика трубопровода? Ее зависимость от расхода при ламинарном и турбулентном режимах?

Варианты 06 (задачи 6, 21 вопросы 6, 36, 66) и 63 (задачи 3, 18 вопросы 3, 33, 63) можно купить обратившись по e-mail (skype) или купить их сразу на сайте, предварительно зарегистрировавшись

Варианты 79 (задачи 4, 27) и 80 (задачи 5, 26) можно купить обратившись по e-mail (skype) или купить их сразу на сайте, предварительно зарегистрировавшись

Варианты 82 (задачи 7, 24) и 83 (задачи 8, 23) можно купить обратившись по e-mail (skype) или купить их сразу на сайте, предварительно зарегистрировавшись

Задачи 4, 8, 19, 23 можно купить обратившись по e-mail (skype) или купить их сразу на сайте, предварительно зарегистрировавшись