Задачи по гидравлике разные

Задачи по гидравлике по теме плотность жидкостей. Сжимаемость и температурное расширение жидкостей. Вязкость жидкостей.

Задача 1.1. Определить объем воды, который необходимо дополнительно подать в водовод диаметром d= 500 мм и длиной L = 1 км для повышения давления до р =5 МПа. Водовод подготовлен к гидравлическим испытаниям и заполнен водой при атмосферном давлении. Деформацией трубопровода можно пренебречь.

Скачать решение

Задача 1.2. В отопительной системе (котел, радиаторы и трубопроводы) небольшого дома содержится объем воды W=0,4 м3. Сколько воды дополнительно войдет в расширительный сосуд при нагревании с 20 до 90 °С?

Скачать решение

Задача 1.3. Определить среднюю толщину бОТЛ солевых отложений в герметичном водоводе внутренним диаметром в = 0,3 м и длиной L = 2 км (рис. 1.1). При выпуске воды в количестве Wж= 0,05 м3 давление в водоводе падает на величину р = 1 МПа. Отложения по диаметру и длине водовода распределены равномерно.

 

Скачать решение

Задача 1.4. Определить изменение плотности воды при ее сжатии от p1 = 0,1 МПа до р2 = 10 МПа.

Скачать решение

Задача 1.5. Для периодического аккумулирования дополнительного объема воды, получаемого при изменении температуры, к системе водяного отопления в верхней ее точке присоединяют расширительные резервуары, сообщающиеся с атмосферой. Определить наименьший объем расширительного резервуара при частичном заполнении водой. Допустимое колебание температуры воды во время перерывов в работе топки t = 95 - 70 = 25 °С. Объем воды в системе W= 0,55 м3. 

Скачать решение

Задача 1.6. В отопительный котел поступает объем воды W= 50 м3 при температуре 70 °С. Какой объем воды W1 будет выходить из котла при нагреве воды до температуры 90 °С?

Скачать решение

Задача 1.7. Определить изменение плотности воды при нагревании ее от t1 = 7 °С до t2 = 97 °С.

Скачать решение

Задача 1.8. Вязкость нефти, определенная по вискозиметру Энглера, составляет 8,5 °Е. Вычислить динамическую вязкость нефти, если ее плотность р = 850 кг/м3.

Скачать решение

Задача 1.9. Определить давление внутри капли воды диаметром (1= 0,001 м, которое создают силы поверхностного натяжения. Температура воды t = 20 °С.

Скачать решение

Задача 1.10. Определить высоту подъема воды в стеклянном капилляре диаметром d = 0,001 м при температуре воды t1 = 20 °С.и t2 = 80 °С.

Скачать решение

Задача 1.11. Как изменится плотность бензина А76, если температура окружающей среды изменится с 20 до 70°С?

Скачать решение

Задача 1.12. Как изменятся объемный вес и плотность воды друг относительно друга на экваторе и Северном полюсе?

Скачать решение

Задача 1.13. Чему равны удельные объемы и относительные плотности морской воды, ртути и нефти?

Скачать решение

Задача 1.14. Увеличивается или уменьшается коэффициент объемного сжатия воды с увеличением ее температуры с 0 до 30 °С?

Скачать решение

Задача 1.15. Определить изменение давления в закрытом резервуаре с бензином с изменением температуры от 20 до 70 °С.

Скачать решение

Задача 1.16. Определить изменение скорости распространения звука в жидкости при увеличении температуры с 10 до 30 °С.

Скачать решение

Задача 1.17. На сколько процентов увеличится начальный объем воды, спирта и нефти при увеличении температуры на 10 °С?

Скачать решение

Задача 1.18. Рассмотреть явление капиллярности в стеклянных пьезометрических трубках диаметрами d1 = 5 мм, d2 = 2 мм, d3 = 10 мм для воды, спирта (рис. 1.2, а) и ртути (рис. 1.2, б).

Скачать решение

Задача 1.19. Разность скоростей между двумя соседними слоями жидкости толщиной dn = 0,02 мм равна du = 0,0072 м/ч. Рассматриваемая жидкость имеет коэффициент динамической вязкости 13,04-10^-4 Н - с/м2. Определить тангенциальное напряжение и силу трения на 1 м2 поверхности между слоями жидкости (рис. 1.3).

Скачать решение

Задача 1.20. Определить силу трения и тангенциальное напряжение на площади а х Ъ = 10 х 10 см2 при температуре воды t = 14 °С и разности скоростей между двумя соседними слоями толщиной dn = 0,25 мм, равной v = 0,0003 м/мин. Динамическая вязкость при данной температуре 17,92 - 10^-4 Н - с/м2.

Скачать решение

Задача 1.21. Определить кинематический коэффициент вязкости воды, если сила трения T= 12-10^-4 Н на поверхность S=0,06 м2 создает скорость деформации du/dn = 1.

Скачать решение

Задача 1.22. Определить силу трения и тангенциальное напряжение на площади воды S = 0,2-10-2 м2 при температуре t = 8 °С, пред полагая, что скорость деформации равна единице.

Скачать решение

Задача 1.23. Определить величину деформации сплошной среды для интервала dт = 0,1 с, если вода имеет температуру 9 °С и соответствующее тангенциальное напряжение т = 28-10^-4 Н / м2 (рис. 1.4).

 

Скачать решение

 

Задачи по гидравлике Гидростатика

Задача 2.1. Два горизонтальных цилиндрических трубопровода А и В содержат соответственно минеральное масло плотностью 900 кг/м3 и воду плотностью 1000 кг/м3. Высоты жидкостей, представленные на рис. 2.1, имеют следующие значения: hм = 0,2 м; hрт = 0,4 м; hв = 0,9 м. Зная, что гидростатическое давление на оси в трубопроводе А равно 0,6 - 105 Па, определить давление на оси трубопровода В.

Скачать решение

Задача 2.2. К всасывающей стороне цилиндра присоединен водяной вакуумметр с показанием h = 0,42 м. Определить разрежение под поршнем (рис. 2.2).

 

Скачать решение

Задача 2.3. Избыточное давление воды в океане на глубине h = 300м равно 3,15 МПа. Требуется определить: плотность морской воды на этой глубине в общем виде; плотность морской воды на этой глубине в районах Северного полюса и экватора gпоя = 9,831 кг/м3, gэкв =9,781 кг/м3).

Скачать решение

Задача 2.4. Сосуд, имеющий форму конуса с диаметром основания D переходит в цилиндр диаметром d (рис. 2.3). В цилиндре перемещается поршень с нагрузкой G = 3000 Н. Размеры сосуда: D = 1 м; d = 0,5 м; h = 2 м; плотность жидкости р = 1000 кг/м3. Определить усилие, развиваемое на основание сосуда.

 

Скачать решение

Задача 2.5. Вода плотностью р2 = 1000 кг/м3 и минеральное масло плотностью p1 = 800 кг/м3, находящиеся в закрытом резервуаре, сжимают воздух избыточным давлением p0 (рис. 2.4). Поверхность раздела минерального масла и воды находится на расстоянии h1 = 0,3 м от свободной поверхности. Показание U-образного ртутного манометра h' = 0,4 м. Разница высот свободных поверхностей жидкостей в резервуаре и ртутном манометре h = 0,4 м. Определить давление воздуха на свободной поверхности p0.

Скачать решение

Задача 2.6. Изучить равновесие системы трех жидкостей, находящихся в У-образной трубке, представленной на рис. 2.5. Опреде¬лить z0, z1, z2, z3, если z0-z1 = 0,2 м; z1 + z2 = 1 м; z3 - z2 = 0,1 м; ро = 1000 кг/м3; р2 = 13 600 кг/м3; р3 = 700 кг/м3.

Скачать решение

Задача 2.7. Несмешивающиеся жидкости с плотностями р1, р2 и р3 находятся в сосуде (рис. 2.6). Определить избыточное давление на основание сосуда pизб, если р1 = 1000 кг/м3; р2 = 850 кг/м3; p3 = 760 кг/м3; h1 = 1 м; h2 = 3 м; h3 = 6 м.

Скачать решение

Задача 2.8. Разность давлений между двумя горизонтальными цилиндрическими сосудами, наполненными водой и газом (воздухом), измерена с помощью дифференциального манометра, наполненного спиртом (р2) и ртутью (р3). Зная давление воздуха над свободной поверхностью воды в одном из сосудов, определить давление газа р, если рвоз = 2,5 - 104 Н/м2; р1 = 1000 кг/м3; р2 = 800 кг/м3; р3 = 13 600 Н/м3; h1 = 200 мм; h2 = 250 мм; h = 0,5 м; g= 10 м/с2 (рис. 2.7).

Скачать решение

Задача 2.9. Двойная U-образная трубка заполнена двумя жидкостями таким образом, что свободная поверхность во внутреннем от¬ветвлении трубки находится на одном уровне (рис. 2.8). Рассчитать плотность р2, если р1 = 1000 кг/м3; h1 = 0,8 м; h2 = 0,65 см.

Скачать решение

Задача 2.10. Рассчитать избыточное давление на свободной поверхности минерального масла и абсолютное давление в точке М, если h = 2 м; z = 3,5 м; р = 850 кг/м3; Pатм = 105 Па; g = 10 м/с2 (рис. 2.9).

Скачать решение

Задача 2.11. Сосуд содержит две несмешивающиеся жидкости с плотностями р1 и р2 (рис. 2.10). Давление над свободной поверхностью измеряется манометром. Определить избыточное давление на основание сосуда, если pм = 102 Н/м2; р1 = 890 кг/м3; р2 = 1280 кг/м3; h1= 2,1 м; h2 = 2,9 м; g = 10 м/с2.

Скачать решение

Задача 2.12. В сообщающихся сосудах находятся две несмешивающиеся жидкости с плотностями p1 и p2. Определить позицию свободных поверхностей жидкостей Н1 и Н2 по отношению к плоскости сравнения О - О (рис. 2.11), если p1= 1000 кг/м3; р2 = 1200 кг/м3; h= 11 см.

Скачать решение

Задача 2.13. Определить объем воды и минерального масла в закрытом сосуде по данным пьезометра и индикатора уровня, если D = 0,4 м; а = 0,5 м; b = 1,6 м; рм = 840 кг/м3; рв = 1000 кг/м3; g=10 м/с2 (рис. 2.12).

Скачать решение

Задача 2.14. Показание манометра, расположенного на расстоянии h =1 м от днища резервуара, рм = 5 Н/см2. Определить высоту свободной поверхности бензина Н в резервуаре (рис. 2.13), если Рб = 850 кг/м3; g = 10 м/с2.

Скачать решение

Задача 2.15. Два закрытых сосуда содержат воду. Свободные поверхности расположены по отношению к плоскости сравнения О-О на высотах Н1 = 1 м и Н2 = 1,8 м (рис. 2.14). Показание манометра p1 = 1,2 - 105 Н/м2, разница уровней ртути в дифференциальном манометре АА = 200 мм. Определить давление на свободную поверхность второго резервуара р2.

Скачать решение

Задача 2.16. Какую силу нужно приложить к поршню 2, чтобы уравновесить действие силы Рь действующей на поршень 1 диаметром и (рис. 2.15), если Р1 = 147 Н; D = 300 мм; d = 50 мм; h = 300 мм; рв = 1000 кг/м3; g= 10 м/с2?

Скачать решение

Задача 2.17. Какая сила должна быть приложена к поршням Аи В для уравновешивания системы поршней А, B, С (рис. 2.16), если h = 80 см; D = 40 см; d= 5 см; Р1 = 72,64 Н; р = 1000 кг/м3; g= 10 м/с2?

Скачать решение

Задача 2.18. Два плунжера А и В, находящиеся в горизонтальной плоскости, уравновешены (рис. 2.17). Определить показания манометра и силу F2, если сила F1 = 600 Н, площади плунжеров соответственно S1 = 60 см2, S2 = 5 см2.

Скачать решение

Задача 2.19. С помощью ртутного манометра измеряется гидростатическое давление в трубопроводе воды (рв = 1000 кг/м3). Манометр изготовлен из пластичного материала (резиновый шланг) и может растягиваться, увеличиваясь в размерах, например, на величину а (рис. 2.18). Найти величину h - изменение показа¬ния Н ртутного манометра.

Скачать решение

Задача 2.20. Герметично закрытый стальной резервуар (рис. 2.19) содержит воду (рв = 1000 кг/м3). Вентилятором на свободной поверхности создается избыточное давление, показание ртутного манометра (ррт =13 600 кг/м3) z2 = 500 мм. Определить абсолютное давление на свободной поверхности жидкости в резервуаре и пьезометрическую высоту

Скачать решение

Задача 2.21. Во избежание разрыва сплошности потока под поршнем в цилиндре (рис. 2.20) во время всасывания воды (рв = 1000 кг/м3) требуется рассчитать максимальную высоту всасывания hmaxвс, если давление насыщенного пара рc=10 Н/м2.

Скачать решение

Задача 2.22. Вследствие опускания поршня весом О в закрытый резервуар под действием силы Р жидкость поднялась в пьезометре на высоту х (рис. 2.21). Определить величину х, если P = 300 Н; G = 200 Н; d = 0,1 м; h = 0,4 м; р = 1000 кг/м3; g = 10 м/с2.

Скачать решение

Задача 2.23. На зафиксированный на полу поршень опирается цилиндрический сосуд без днища, заполненный водой. Определить величины давления р{ и рг (рис. 2.22), если вес сосуда G = 1000 Н; р = 1000 кг/м3; а = 0,8 м; D = 0,4 м; g= 10 м/с2.

Скачать решение

Задача 2.24. Система трех поршней в сообщающихся сосудах (рис. 2.23) находится в равновесии под действием трех сил Р1, Р2, Р3 (с учетом веса поршней): Площади поршней соответственно S1, S2, S3. Определить высоты h1 и h2, если Р{ = 1300 Н; Р2 = 1000 Н; Р3 = 800 Н; S1 = 0,4 м2; S2 = 0,6 м2; S3 = 0,9 м2; р = 1000 кг/м3; g = 10 м/с2.

Скачать решение

Задача 2.25. В системе трех поршней (см. рис. 2.23) определить изменение сил Р2 и Р3 при заданных условиях (см. задачу 2.24).

Скачать решение

Задача 2.26. Пьезометр и два жидкостных манометра присоединены к резервуару (рис. 2.24), наполненному бензином до отметки 2 м (рб = 700 кг/м3). Определить показания манометра М и пьезометра Я для уровней воды, ртути, указанных на рисунке в метрах. Плотностью воздуха можно пренебречь.

Скачать решение

Задача 2.27. Система двух поршней находится в равновесии (рис. 2.25). Определить разницу показаний пьезометров А, если D/d = 3; H= 2 м;p1 = р2 = соnst.

Скачать решение

Задача 2.28. Определить давление пара в цилиндре поршневого парового насоса (рис. 2.26, золотниковая коробка, обеспечивающая возвратно-поступательное движение поршня в паровом цилиндре, не показана), необходимое для подачи воды на высоту Н= 58 м, если диаметры цилиндров d1 = 0,3 м; d2 = 0,18 м.

Скачать решение

Задача 2.29. Грунтовые воды, формирующие систему с нефтяным пластом, выходят на поверхность (рис. 2.27). Какова должна быть плотность глинистого раствора, применяемого при бурении (Рmin), чтобы не было фонтанирования нефти при вскрытии пласта? Глубина скважины А = 2500 м; расстояние между уровнем выхода подземных вод на поверхность и границей вода-нефть h1 = 3200 м; расстояние между уровнем выхода грунтовых вод на поверхность и устьем скважины h2 = 600 м; плотность подземных вод рв = 1100 кг/м3; плотность нефти рн = 850 кг/м3.

Скачать решение

Задача 2.30. Для проведения опыта по сжатию используют поршневой пресс, имеющий размеры: диаметр цилиндра D = 105 мм, диаметр штока поршня d1 = 55 мм. Насос, управляющий прессом, имеет поршень диаметром d = 18 мм и рычаги с размерами a = 100 мм и b = 900 мм (рис. 2.28). Определить давление р в гидравличе¬ской сети и усилие Р на конце рычага насоса, если усилие сжатия Q = 1 МН.

Скачать решение

Задача 2.31. Цилиндр диаметром d = 20 см заполнен водой и закрыт сверху без зазора плавающим поршнем, на который положен груз массой 5 кг. На какую высоту поднимется вода в пьезометре, со¬единенном с поршнем?

Скачать решение

Задача 2.32. Определить давление воды на дно резервуара и на пробку, закрывающую отверстие в наклонной стенке резервуара. Давление на свободную поверхность жидкости р0 = 5 МПа; А = 2 м; диаметр пробки h = 40 мм; hG = 1 м.

Скачать решение

Задача 2.33. Определить показание вакуумметра hв (мм рт. ст.), установленного на маслобаке (рис. 2.29), если относительная плотность масла рм = 0,85; = 1,2 м; h= 150 мм.

Скачать решение

   

Сила давления жидкости на стенку (плоскую и криволинейную)

Задача 3.1. Рассчитать манометрическое давление рм и силу давления, действующую на верхнюю крышку сосуда, полностью заполненного водой (рис. 3.1), если вес сосуда G = 5-104 Н; диаметр сосуда D=0,4 м; S2 - площадь сечения верхней крышки; диаметр поршня, действующего на жидкость, d = 0,2 м;

Скачать решение

Задача 3.2, Определить силу давления на вертикальную стенку АВСD сосуда, полностью заполненного водой (рис. 3.2), и положение центра давления, если L = 32 м; 1=26 м; h = 18 м; р = 1000 кг/м3; g = 10 м/с2.

Скачать решение

Задача 3.3. Определить силы давления жидкости на стенки и основание открытого соеуда, если l=5м; b=3м; р = 1000 кг/м3; h = 2 м; а = 60°; g=10 м/с2 (рис. 3.3).

Скачать решение

Задача 3.4. Определить силу давления воды Р' на крышку, перекрывающую прямоугольное отверстие в плоской стенке резервуара (рис. 3.4), вертикальную координату hд точки ее приложения и усилие N. которое необходимо приложить к крышке в точке К, если размеры отверстия В = 30 см, Н = 20 см, расстояние от верхней кромки отверстия до свободной поверхности воды а = 120 мм, расстояние между точкой К и осью шарнира О-О l=250 мм, показание манометра, установленного на верхней крышке резервуара, рм= 0,2 • 105 Па.

Скачать решение

Задача 3.5. Определить силы давления на боковые поверхности резервуара, заполненного бензином (рис. 3.5), и координаты центров давления, если а = 60°; b=1м; h = 4м; р = 750 кг/м3; g = 10 м/с2.

Скачать решение

Задача 3.6. Определить силу давления воды на цилиндрическую стенку резервуара (рис. 3.6), а также угол наклона к горизонту линии действия этой силы а, если радиус стенки R= 2 м, ширина стенки В = 3 м, высота уровня воды в трубке пьезометра, установленного на верхней крышке резервуара, h = 0,5 м.

Скачать решение

Задача 3.7. Определить силу давления на основание резервуара (рис. 3.7), а также силу, действующую на землю под резервуаром, если h = 3 м; b = 3 м; р = 1000 кг/м3; l1 = 6 м; а = 60°; g = 10 м/с2. Объяснить полученные результаты. Весом резервуара можно пренебречь.

Скачать решение

Задача 3.8. Определить силу F необходимую для удержания вертикального панно (стенки) шириной b = 4 м и высотой Н= 5,5 м (рис. 3.8) при глубине воды слева Н{ = 5 м, справа h2 = 2 м; р = 1000 кг/м3; g ~ 10 м/с2

Скачать решение

Задача 3.9. Резервуар, содержащий бензин (р = 900 кт/м3), разделен на две части плоской стенкой, имеющей квадратное отверстие, которое закрыто (рис. 3.9). Определить результирующую силу давления и момент сил давления по отношению к точке А, а также точку приложения этой результирующей силы. Исходные данные: p1 = 0,15 Н/см2; р2 = 0,05 Н/см2; а = 1 м; g ~ 10 м/с2.

Скачать решение

Задача 3.10. Резервуар заполнен бензином (рб = 750 кг/м3) на высоту H = 2 м. На дне резервуара расположено отверстие ахb = 0,5 х 0,6 м, закрытое трапом, которое вращается вокруг шарнира А (рис. 3.10). Вес трапа G = 120 Н. Определить силу Tmin открытия тра¬па и расстояние х приложения этой силы.

Скачать решение

Задача 3.11. Трубопровод диаметром d = 0,75 м заканчивается заполненным нефтью (р = 860 кг/м3) резервуаром и закрыт крышкой с 12 болтами (рис. 3.11). Свободная поверхность в резервуаре находится на расстоянии hд = 7 м от центра тяжести крышки. Напряжение На разрыв стали болтов [G] = 7000 Н/см2. Определить силу давления жидкости на крышку, глубину центра давления и диаметр болтов, если D = d.

Скачать решение

Задача 3.12. Определить силу давления на основание резервуаров, представленных на рис. 3.12, а также силу реакции земли. Резервуары заполнены бензином одинаковой плотности. Весом резервуаров можно пренебречь. Исходные данные: d = 1 м; d1 = 0,5 м; D = 2 м; h1 = 1 м; h2 = 2 м; h3 = 1,5 м; р = 700 кг/м3.

Скачать решение

Задача 3.13. Определить силу суммарного давления воды на пло-I кий щит, перекрывающий канал, и усилие, которое необходимо приложить для подъема щита. Ширина канала b = 1,8 м, глубина воды в нем h = 2,2 м. Вес щита G = 15 кН. Коэффициент трения щита по опорам f= 0,25 (рис. 3.13).

Скачать решение

Задача 3.14. Определить результирующую силу давления на плоскую поверхность А и положение точки ее приложения (рис. 3.14). Показание манометра на закрытом резервуаре, заполненном водой, рм=5000Н/м2; H=4 м; D= 1 м; р = 1000 кг/м3; g = 10 м/с2.

Скачать решение

Задача 3.15. Показание манометра М1, р1 = 5 Н/см2, показание манометра М2 р2 = 6 Н/см2, р = 1000 кг/м3 и g = 10 м/с2. Опреде¬лить позицию свободной поверхности от дна резервуара (рис. 3.15).

Скачать решение

Задача 3.16. На плоской боковой поверхности резервуара имеется полусферическая крышка-трап (рис. 3.16). Высота жидкости над центром трапа Я, показание вакуумметра, установленного на резервуаре, ру. Определить результирующее давление на крышку трапа, если D = 0,6 м; H= 3,5 м; ру= 0,05 МПа; р = 1000 кг/м3; g = 10 м/с2.

Скачать решение

Задача 3.17. Щит, перекрывающий канал, расположен под углом а = 45° к горизонту и закреплен шарнирно к опоре над водой (рис. 3.17). Определить усилие, которое необходимо приложить к тросу для опрокидывания щита, если ширина щита b = 2 м, глубина воды перед щитом H1 = 2,5 м, после щита Н2 - 1,5 м. Шарнир расположен над высоким уровнем воды на расстоянии Н3 = 1 м. Весом щита и трением в шарнире можно пренебречь.

Скачать решение

Задача 3.18. Имеется цилиндрическая цистерна с бензином (рис. 3.18). Манометр показывает избыточное давление паров над свободной поверхностью. Определить силу давления на поверхность АВ и координату центра давления, если D = 2,2 м; H =2,4 м; г = 0,72 - 103 кг/м3; pм = 1,5 • 105 Н/м2; g = 10 м/с2.

Скачать решение

Задача 3.19. Уровень жидкости в пьезометре находится на той же горизонтальной плоскости, что и верхняя точка сферического резервуара с жидкостью плотностью р = 1000 кг/м3. Две полусферы диа¬метром 2 м связаны болтами (рис. 3.19). Определить силу Р, действующую на все болты, если P = Fверт1 + Fверт2

Скачать решение

Задача 3.20. Стальной полусферический резервуар радиусом R = 1 м и массой m = 2550 кг, расположенный на горизонтальной плоскости А-А, через пьезометр заполняется водой (рис. 3.20). При какой высоте х произойдет отрыв резервуара от плоскости А-А?

Скачать решение

Задача 3.21. Резервуар наполнен бензином. Определить силы дшшения, действующие на основание, боковые поверхности и крышу, если D = 5 м; h = 1,5 м; H= 4 м; рб = 800 кг/м3; g = 9,81 м/с2 (рис. 3.21).

Скачать решение

Задача 3.22. В стенке резервуара просверлен трап, который закрывается полусферической крышкой радиусом R = 0,1 м и весом 200 Н (рис. 3.22). Какова должна быть высота H воды в резервуаре, чтобы крышка открылась?

Скачать решение

Задача 3.23. Стальной резервуар в форме усеченного конуса не имеет дна и установлен на горизонтальной плоскости (рис. 3.23). На какую высоту х должна подняться жидкость, чтобы резервуар оторвался от горизонтальной плоскости под действием давления жидкости на боковую поверхность, если D = 2м; d=1 м; H= 4 м; а = 3 мм; рст = 7800 кг/м3; рв = 1000 кг/м3; g=10 м/с2?

Скачать решение

Задача 3.24. Простейший ареометр (прибор для определения плотности жидкости), выполненный из круглого карандаша диаметром d = 8 мм и прикрепленного к его основанию металлического шарика диаметром dш = 5 мм, имеет вес G = 0,006 Н. Определить плотность жидкости р, если ареометр цилиндрической частью погру¬жается в нее на глубину h = 1,5 см.

Скачать решение

Задача 3.25. Резервуар, состоящий из двух идентичных частей конической формы, полностью заполнен водой. Рассчитать силы, действующие на болты в горизонтальных плоскостях А-А, В-В и С-С (рис. 3.24). Показание манометра на крышке (А-А) рм = 5 Н/см2 масса крышки m1 = 60 кг, масса конической части m2 = 90 кг; d1 = 1,8 м; d2 = 0,9 м; h = 1,2 м.

Скачать решение

Задача 3.26. Для поддержания стенки резервуара используются четыре двутавровые балки, при этом Р1 = Р2 = Р3 = Р4 (рис. 3.26). Определить расстояния h1 h2, h3, h4, если ширина стенки b = 1 м; высота свободной поверхности Н=6 м.

Скачать решение

Задача 3.27. Резервуар А наполнен жидкостью плотностью ря (рис. 3.27). Внутри крышки-цилиндра В диаметром d = 10 см имеется поршень, на который действует сила F. Жидкость находится в равновесии и расположена на высоте h2 от крышки-цилиндра. По показаниям ртутного манометра h5 = 0,08 м и зная высоты h2=0,25 м, h3 =0,3 м, h4 = 0,7 м, h5 = 0,08 м и h6 = 0,15 м, определить: 1) показание пьезометра Нг; 2) показание манометра С; 3) силу F, действующую на поршень; 4) абсолютное давление жидкости под поршнем pабс, если рт = 105 Па; рх = 900 кг/м3; ррт = 13 600 кг/м3 g = 10 см.

Скачать решение

Задача 3.28. Бассейн, заполненный бензином (р = 900 кг/м3), опорожняется с помощью трубопровода, закрытого клапаном (рис. 3.28). Рассчитать силу Р, необходимую для поднятия клапана, если вес клапана G = 29,4 Н, диаметр трубопровода d = 0,4 м, высота жидкости по отношению к центру тяжести Н= 3,5 м, размеры рыча¬га а = 0,55 м и bn = 1,3 м; а = 30е.

Скачать решение

Задача 3.29. Закрытый резервуар содержит бензин (рис. 3.29) плотностью р = 950 кг/м3. Напряжение насыщенного пара p1, = 70 мм рт.ст. Имеются три полусферические крышки диаметром D = 0,35 м. Зная высоты h = 0,8 м, h1 = 1 м и h2 = 1,8м, найти вертикальную и горизонтальную составляющие, а также равнодействующую силу действующую на болты крышек; координату центра давления.

Скачать решение

   

Плавание тела. Закон Архимеда

Задача 4.1. В обычных условиях человек поднимает без труда стальную гирю массой m1 = 30 кг. Стальную гирю какой массы человек может поднять без труда под водой, если рв = 1000 кг/м3; рст=7,8-103кг/м3?

Скачать решение

Задача 4.2. Прямоугольная баржа размером lхbхH=60х8хЗ,5м (рис. 4.1) наполнена песком относительной плотностью рп = 2,0 кг/м3 и несом G = 14400 kН. Определить осадку баржи h; объем песка, который необходимо отгрузить с баржи, чтобы осадка не превышала h =1,2 м (рв = 1000 кг/м3).

Скачать решение

Задача 4.3. Коническое тело с диаметром основания D и высотой Н плавает в жидкости плотностью р2 (рис. 4.2). Плотность тела p1. Определить глубину погружения конического тела z.

Скачать решение

Задача 4.4. Свободная поверхность жидкости в резервуаре находится на расстоянии h'1 + h'2 от его основания. После погружения цилиндра диаметром и расстояние до свободной поверхности стали равным h1 + h'1 + h'2. Определить диаметр d цилиндра, если h1= 200 мм; h2 = 288 мм; D = 60 мм (рис. 4.3).

Скачать решение

Задача 4.5. Лодка плывет по воде (рис. 4.4). Определить глубину погружения Н. Сколько человек (массой 67,5 кг каждый) может разместиться в лодке при условии, что она не погрузится полностью (плотность лодки рте = 700 кг/м3); h = 0,3 м; а = 0,3 м; b = 5 м?

Скачать решение

Задача 4.6. Понтон весом G1 = 40 кН нагружен грузом О2 (рис. 4.5). Центр тяжести находится на расстоянии h = 0,45 м от основания понтона. Размеры понтона: длина L = 8 м, ширина l = 4 м, высота Н = 1 м. Определить вес груза G2

Скачать решение

Задача 4.7. Поплавок, сделанный из меди, служит для указания уровня раздела воды и бензина. Определить диаметр D поплавка, если б = 1 мм; d = 3 мм; L = 2 м; рмеди = 9000 кг/м3; рб = 860 кг/м3; рв= 1000 кг/м3; l= 1 м; Н= 10 см (рис. 4.6).

Скачать решение

Задача 4.11. Буровая скважина наполнена глинистым раствором плотностью рр = 1400 кг/м3. Определить координату z поперечного сечения, где напряжение [G] = 0. Буровая штанга из стали имеет длину L = 800 м, внутренний диаметр d= 156 мм, толщина стенки трубы б = 7 мм, рст = 7800 кг/м3 (рис. 4.11).

Скачать решение

Задача 4.12. Коническое тело с диаметром основания d= 0,4м, высотой h = 0,5 м и массой m = 10 кг плавает в воде (рис. 4.12). Какое количество воды необходимо залить в эту емкость для полного его погружения?

Скачать решение

Задача 4.13. Стальной конический клапан диаметром В и высотой А служит для закрытия отверстия круглой формы, куда он опускается на 2/3h (рис. 4.13). Позиция свободной поверхности соответствует высоте Н. Определить силу Р, необходимую для открытия клапана, если D = 0,5 h; Н= 5h; рст = 7800 кг/м3; рв = 1000 кг/м3; h = 0,5м.

Скачать решение

   

Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли

Задача 5.1. Расход идеальной жидкости относительной плотности б = 0,860 в расширяющемся трубопроводе с диаметрами d1 = 480 мм (сечение 1-1) и d2 = 945 мм (сечение 2-2) равен Q= 0,18 м3/с (рис. 5.1). Разница в позициях центра сечений равна 2 м. Показание манометра в сечении 1-1 равно р1 = 3 - 105 Н/м2. Определить скорость жидкости в сечениях 1-1 и 2-2; давление р2 в сечении 2-2.

Скачать решение

Задача 5.2. Сифон длиной l = 11 + l2 = 25ми диаметром d = 0,4 м (рис. 5.2) позволяет перетекать воде из одного резервуара в другой. Центральная часть сифона поднимается на высоту h1 = 2м над свободной поверхностью жидкости. Разница уровней в резервуарах z = 2,5 м. Коэффициент потери напора по длине 0,02, коэффициенты местных потерь: входа 0,5, выхода 1; поворота трубопровода 0,4. Определить расход воды в сифоне.

Скачать решение

Задача 5.3. Наклонный трубопровод состоит из четырех составных частей с диаметрами d1 = 100 мм; d2 = 75 мм; d3 = 50 мм; d4 = 25 мм (рис. 5.3). Дебит равен 0,01 м3/с, относительная плотность жидкости б = 0,95. Рассчитать давления р1; р2; р3 в соответствующих поперечных сечениях, имеющих координаты центров z1 = 5 м, z2 = 4 м, z3 = 3 м. Потерями напора можно пренебречь

Скачать решение

Задача 5.4. Последовательно соединенные трубопроводы с водой имеют U-образный ртутный манометр (рис. 5.4). Рассчитать давления и скорости воды в двух сечениях данных трубопроводов, пренебрегая потерями напора, если Q = 10 л/с; d1 = 5 см; d2 =10 см; рв = 1000 кг/см3; рот = 13600 кг/м3; dH= 700 мм рт. ст.; Н= 1 м.

Скачать решение

Задача 5.5 Через трубопровод диаметром d = 100 мм движется вода с расходом Q = 8 л/с (рис. 5.5). С помощью U-образного ртутного манометра между сечениями 1-1 и 2-2, расположенными на расстоянии l=50м друг от друга, берется разность показаний h = 32 мм. Относительная плотность ртути б = 13,6. Определить коэффициент потери напора на трение.

Скачать решение

Задача 5.6. Расходомер Вентури расположен в наклонном трубопроводе с диаметрами d1 = 0,25 м, d2 = 0,1 м (рис. 5.6). В двух сечениях ртутным манометром производится замер разности давлений Зная разницу давлений h = 0,1 м ртутного столба, определить расход воды (ррт = 13600 кг/м3).

Скачать решение

Задача 5.7. Идеальная жидкость относительной плотностью б= 0,8 перетекает через систему трех трубопроводов с диаметрами d1 = 50 мм, d2 = 70 мм, d3 = 40 мм под постоянным напором Н= 16 м (рис. 5.7). Трубопроводы полностью заполнены жидкостью. Определить расход жидкости Q.

Скачать решение

Задача 5.8. Вода протекает по водомеру Вентури, состоящему из трубы диаметром d = 20 см, в которую вставлен участок трубы диаметром d2 = 10 см (рис. 5.8). Пренебрегая сопротивлением, опреде¬лить расход воды, если в пьезометрах П1 и П2 разность показаний h = 0,25 м.

Скачать решение

Задача 5.9. Пренебрегая всеми потерями напора, определить высоту Н и расход С струи воды (рв = 1000 кг/м3) начальным диаметром d = 25 м при выходе из сопла длиной h = 0,25 м. Выброс струи осуществляется вертикальной трубкой диаметром D = 500 мм и длиной H0 = 3 м, которая подпитывается из резервуара с постоянным уровнем под избыточным давлением рм = 5 Н/см2 = 5 - 104 Н/м2 над свободной поверхностью (рис. 5.9).

Скачать решение

Задача 5.10. Центробежный насос должен обеспечить расход Q= 0,1 м3/с и давление на высоте р2 = 4,7 • 10 4 Н/м2. Всасывающая труба имеет диаметр d = 0,3 м и длину L = 24 м, а также фильтр на входе, имеющий местный коэффициент сопротивления е = 5. Всасывание воды осуществляется из открытого резервуара (рис. 5.10). Коэффициент потерь на трение 0,02, коэффициент местных сопротивлений поворот = 0,2. Определить высоту всасывания

Скачать решение

Задача 5.11. Горизонтальная часть эжектора расположена на высоте h = 2 м от свободной поверхности жидкости в резервуаре. Диаметр горловины эжектора d = 20 мм, а диаметр выходного сечения D = 60 мм (рис. 5.11). Определить давление в минимальном сечении эжектора и максимальный расход при отсутствии расхода в трубке А.

Скачать решение

Задача 5.12. Два резервуара, содержащие воду (резервуар А закрыт, резервуар В открыт и связан с атмосферой), соединены с помощью трубопроводов с диаметрами d1 = 70 мм и d2 = 100 мм и длинами l1 = 3 м и l2 = 5 м (рис. 5.12). Разность уровней воды в резервуарах H= 5 м. Предположим, что уровни 1- 1 и 5-5 остаются постоянными. Определить расход воды Q, если ри = 20 Н/см2 = 20 - 104 Н/м2; л=0,02.

Скачать решение

Задача 5.13. Течение воды осуществляется из резервуара с постоянным уровнем Н= 16 м через короткий трубопровод, состоящий из отрезков труб с диаметрами d1 = 50 мм и d2 = 70 мм (рис. 5.13). На конце трубопровода помещено запорное устройство с коэффициентом местных потерь e = 4. Другими потерями можно пренебречь. Определить расход воды Q.

Скачать решение

Задача 5.14. Резервуары А и Б с водой соединены горизонтальным трубопроводом, состоящим из отрезков труб с диаметрами d1 = 100 мм и d2 = 60 мм и имеющим кран с коэффициентом местных потерь e = 5 (рис. 5.14). Другими потерями можно пренебречь. Разница в уровнях жидкости в резервуарах Н = 3 м. Определить расход жидкости в трубопроводе Q. Каким должен быть коэффициент местных потерь, чтобы расход жидкости увеличился в два раза?

Скачать решение

Задача 5.15, Согласно показанию манометра избыточное давление в закрытом резервуаре ризб = 4 - 106 Н/м2. Ось трубопровода находится на глубине h = 5 м от свободной поверхности (рис. 5.15). Коэффициенты местного сопротивления запорного крана 4, сопла 0,06. Линейным сопротивлением трубопровода можно пренебречь. Определить расход воды Q, если d1 = 10 см; d2 = 20 см; d3 = 8 см.

Скачать решение

Задача 5.16. Система из двух соединенных последовательно трубопроводов d1 = 100 мм и d2 = 200 мм, l1 = 200 м и l2 = 300 м соединяет резервуары Аи В, имеющие свободные поверхности на уровнях H1 = 100 м и Н2 = 200 м (рис. 5.16). Коэффициенты потерь на местные сопротивления: е1 = 0,5; е2 = 0,1; е3 = 0,6; коэффициент трения на линейные сопротивления для сформировавшегося турбулентного режима [1, с. 61] л = 0,02 + 0,5/d. Определить расход жидкости между резервуарами.

Скачать решение

Задача 5.17. Жидкость вытекает из резервуара через трубопровод диаметром d = 100 мм длиной l= 50 м (рис. 5.17). Уровень свободной поверхности, находящийся на высоте Н = 4 м, остается постоянным. Рассчитать расход жидкости: в горизонтальном трубопроводе Q1; в наклонном трубопроводе Q2 (z = 2 м). Местными потерями на¬пора можно пренебречь.

Скачать решение

Задача 5.18. Определить, на какую высоту hвых поднимется вода в трубке, один конец которой присоединен к суженной части трубы, а другой опущен в воду (рис. 5.18). Расход воды в трубе Q = 0,025 м3/с, избыточное давление р1 = 49 кПа, диаметры d1 = 100 мм и d2 = 50 мм.

Скачать решение

Задача 5.19  Вертикальный трубопровод, соединяющий основание резервуара с атмосферой, имеет следующие параметры: h=5 м, l1 = 4 м; l2 = 10 м; l3 = 3 м; d1 = 100 мм; d2 = 150 мм (рис. 5.19). Коэффициент потерь напора на линейные сопротивления для сформировавшегося турбулентного режима определен по эмпирической формуле Л=0,02 + 0,5/d. Рассчитать расход жидкости в трубопроводе и давление в точке В. Потерями на местные сопротивления можно пренебречь.

Скачать решение

Задача 5.20. Определить расход воды Q в трубе диаметром d1= 250 мм, имеющей плавное сужение до диаметра d2 = 125 мм, если показания пьезометров: до сужения h1 = 50 см; в.сужении h2 - 30 см. Температура воды 20 °С (рис. 5.20).

Скачать решение

Задача 5.21. Трубопровод диаметром d=25 мм служит для транспортирования воды, которая выливается наружу (рис. 5.21). Показание манометра, установ

Скачать решение

 

Задача 5.22. Имеется центробежный насос производительностью Q = 9000 л/с, состоящий из всасывающего и нагнетательного трубопроводов. На входе во всасывающий трубопровод диаметром d1 = 30 см давление составляет р1 = 200 мм рт. ст., в нагнетательном трубопроводе диаметром d2 = 20 см, находящемся на высоте z =1,22 м над осью всасывающего трубопровода, давление р2 = 7 Н/см2. Определить гидравлическую мощность насоса.

Скачать решение

 Задача 5.23. Определить расход минерального масла, движущегося по трубе диаметром d = 12 мм, изогнутой под прямым углом. Показания манометров, поставленных перед коленом и после него, составляют соответственно р1 = 10 МПа и р2 = 9,96 МПа.

Скачать решение

Задача 5.24. Определить расход жидкости через зазор между цилиндром и поршнем, если dг= 20,04 см, d2 = 20 см, длина сопряжения l=15 см. Поршень неподвижный. Перепад давления р = 20 МПа, вязкость жидкости м = 170 • 10-4 Н - с/м2.

Скачать решение

Задача 5.25. Рассчитать потери давления в прямом трубопроводе длиной L = 40 м и внутренним диаметром d=16 мм при движении в нем жидкости плотностью р = 890 кг/м3 и вязкостью
V = 20 • 10^-6 м2/с. Скорость потока w = 3 м/с.

Скачать решение

Задача 5.26. Определить повышение давления в трубе диаметром d = 5 см с толщиной стенки б = 2 мм при гидравлическом ударе. Скорость потока в трубе v = 7 м/с. Модуль упругости жидкости Еж = 2700 МПа, плотность жидкости р = 900 кг/м3. Модуль упругости материала трубы Е = 2 - 105 МПа.

Скачать решение

 Задача 5.27. Определить давление струи жидкости на неподвижную, наклонную к горизонту на угол 15° стенку. Струя вытекает из конически сходящейся насадки диаметром 1 мм с давлением 20 МПа. Плотность жидкости р = 900 кг/м3.

Скачать решение

Задача 5.28. Определить изменение заключенного в стальном цилиндре объема жидкости, находящейся под атмосферным давлением при его увеличении на 20 МПа. Длина цилиндра 1 м, внутренний диаметр d = 100 мм, толщина стенки цилиндра б=1 мм; Eм = 1700 - 106 Н/м2; Eст = 2 - 105 МН/м2.

Скачать решение

Задача 5.29. Имеются два трубопровода с диаметрами d1, = 100 мм и d2 = 50 мм. Вязкость жидкости в трубопроводах соответственно v1 = 23 - 10-6 м2/с и v2 = 9 - 10-6 м2/с. Скорость жидкости в трубопро¬воде большего диаметра v1= 7 м/с. При какой скорости жидкости в трубопроводе меньшего диаметра потоки будут подобны?

Скачать решение

Задача 5.30. Определить мощность, расходуемую потоком воды на участке трубопровода длиной l = 10 м (рис. 5.23), если угол наклона трубопровода в = 30°, диаметр большой трубы D = 0,2 м, диаметр малой трубы d = 0,1 м, расход воды Q = 0,05 м3/с, разность уровней ртути в дифференциальном манометре h = 0,4 м, движение воды турбулентное.

Скачать решение

Задача 5.31. По трубопроводу (см. рис. 5.23) движется сжатый воздух. Абсолютное давление воздуха р1 = 0,4 МН/м2, температура t = 20 °С, расход Q0 = 0,5 м3/с (расход, приведенный к нормальным атмосферным условиям). Показание дифманометра h = 0,4 м. Определить мощность, расходуемую воздушным потоком на участке длиной l = 10 м при изотермическом процессе.

Скачать решение

   

Cтраница 1 из 2

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100