Решение задач часть 4 Давление на свободной поверхности
Задача 10.1. Определить давление на свободной поверхности жидкости в закрытом сосуде (рис.5), если подключенный ртутный манометр показывает разность уровней ртути h = 210мм, глубина воды в сосуде Н=1,2м, h1= 0,6м. Удельный вес ртути у=133400 Н/м3
Скачать решение задачи 10.1 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 10.2.В закрытом сосуде (рис. 6) находится вода плотностью 1000кг/м3. Глубина наполнения сосуда 2,8 м. Давление на поверхности жидкости Ро=130000 Н/м2.
Скачать решение задачи 10.2 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 10.3. Прямоугольный резервуар (рис. 13) разделен стенкой на 2 отсека. Глубина воды в первом отсеке h1=2м и во втором h2=1,6м. Ширина резервуара b1=1,5м у =9810 Н/м3. Определить силы давления Р1 и Р2, действующие слева и справа, и точки их приложения, а также величину равнодействующей этих сил и точку ее приложения.
Скачать решение задачи 10.3 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 10.4. Призматический сосуд заполнен бензином на высоту h= 3 м. Отверстие в вертикальной стенке закрыто крышкой, радиус крышки R= 1 м, ширина крышки b=2 м. Определить отрывающее усилие Рx и срезающее усилие Рz , воспринимаемые болтами (рис. 13). Найти силу полного давления жидкости на крышку и направление действия этой силы. Удельный вес бензина у=7000 н/м3.
Скачать решение задачи 10.4 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 10.5.По трубе переменного сечения из закрытого резервуара (рис.21) вода вытекает в атмосферу под напором Н =4 м и избыточным давлением Рм=30 кПа, созданным на свободной поверхности в резервуаре. Температура воды t=40C. Материал трубопровода – сталь, шероховатость Rz=0,1мм, Свх=0,5, Скр=4. На середине второго участка установлен кран. Длина первого участка l1 =20 м, длина второго участка l2 =30 м. На глубине Н к резервуару присоединен цилиндрический внутренний насадок (насадок Борда) диаметром dн=100мми длиной lН = 5dн; d1=200мм, d2=100 мм. Определить – режим течения, расход Q и скорость V протекающей по трубопроводу воды; – скорость и расход, проходящий через цилиндрический внутренний насадок, если коэффициент скорости фн=0,71, коэффициент расхода мн=0,71; – сравнить скорость и расход через насадок со скоростью и расходом через отверстие в тонкой стенке того же диаметра, если фотв=0,97, мотв=0,62.
Скачать решение задачи 10.5 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 10.6.От пункта А (рис. 26) проложена водопроводная сеть с последовательным и параллельным соединением стальных бывших в эксплуатации трубопроводов, на которой расположено два водоема на разных уровнях с постоянной разницей в уровнях H. Вода подается из одного водоема в другой посредством сифона, выполненного из стального трубопровода диаметром d. От нижнего водоема отходит стальной трубопровод, заканчивающийся задвижкой. На последнем участке последовательного соединения трубопроводов имеется равномерно распределенный путевой расход q. Требуется: 1. Определить расход в сифоне с углами поворота a и b. 2. Определить распределение расхода воды Q1 в параллельных ветвях водопровода. 3. Определить потери напора по длине трубопровода на участках последовательного соединения, если расход в конце трубопровода Q2. 4. Определить повышение давления dр в трубопроводе длиной L и диаметром d при внезапном закрытии задвижки. Исходные данные:
Скачать решение задачи 10.6 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 10.7.Для поддержания постоянного уровня в резервуаре Hг=20 м вода из берегового колодца перекачивается центробежным насосом (рис. 31). Всасывающий трубопровод имеет длину lвс=10 м и диаметр dВС=150 мм. Длина нагнетательного трубопровода dн =50 м, диаметр dн =100 мм. Коэффициенты гидравлического трения всасывающего трубопровода 0,02, нагнетательного - 0,03. Суммарные коэффициенты местных сопротивлений во всасывающем и нагнетательном трубопроводах соответственно равны Cвс=10,0; Cн=14,0. Требуется: 1. Произвести выбор центробежного насоса, обеспечивающего откачку воды Q=15 л/с. 2. Построить его рабочие характеристики Hтр=f1(Q), Nн=f2(Q), nн=f3(Q). 3. Построить характеристики трубопровода Hтр = f(Qтр)и определить рабочую точку насоса. При необходимости откорректировать рабочую точку насоса. 4. Определить мощность на валу насоса для расхода Qрт и напора Нр т , соответствующих рабочей точке насоса. Коэффициент полезного действия насоса определить по характеристике nн=f3(Qн) 5. Определить как изменится напор и мощность насоса, если подачу воды задвижкой увеличить на 20%.
Скачать решение задачи 10.7 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 10.8. Полив четырехпольного севооборотного участка производится четырьмя дождевальными машинами «Фрегат» с централизованной водоподачей к гидрантам от стационарной насосной станции (рис. 34). Каждая машина работает на двух позициях. Перемещение машин с одной позиции на другую обеспечивает трактор. Конструктивная длина дождевальной машины l = 423,9 м, объемный расход воды одной машиной Q = 50 л/с, необходимый напор воды на гидранте Н = 65 м. Расстояние от насосной станции до поля L = 2*l. Отметка уровня воды в водоисточнике у насосной станции и высотные положения гидрантов, расположенных на наиболее удаленных участках поля казаны цифрами на рис. 34. Произвести расчет централизованной системы водоподачи, подобрав диаметры труб и определив потери напора и напор насосной станции. Трубы принять стальные, бывшие в эксплуатации. Местные потери принять 10% от потерь по длине.
Скачать решение задачи 10.8 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 10.9.Для передачи энергии от двигателя мобильной машины к рабочему органу и управления режимами его работы применен нерегулируемый объемный гидропривод (ОГП). Структурная схема ОГП с гидромотором указана на рис. 36. Рабочая жидкость - масло МГ-30 (плотность р = 910 кг/м3, кинематическая вязкость v = 0,3 стокса при (t = 50°С). Принять потери напора в гидрораспределителе 0,3 МПа, в фильтре -0,15 МПа; объемный и общий КПД гидромотора 0,95 и 0,9, гидроцилиндра — 1,0 и 0,97, насоса 0,94 и 0,85 соответственно. Исходные данные: Крутящий момент на валу гидромотора Мм = 300 Нм, частота вращения вала nм = 1400 об/мин; рабочий объем qм = 50 см3/об, длина гидролинии l1 = 2,0 м; l2 = 2,0 м; l3 = l4 = 4,0 м; l5 = 2,4 м. Требуется начертить гидравлическую схему гидропривода по ГОСТу, определить рабочее давление и расход заданного гидродвигателя, выбрать диаметры трубопроводов и определить потери давления в них, определить подачу, давление, мощность насоса и общий КПД гидропривода.
Скачать решение задачи 10.9 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 10.10.Для передачи энергии от двигателя мобильной машины к рабочему органу и управления режимами его работы применен нерегулируемый объемный гидропривод (ОГП). Структурная схема ОГП задана с гидроцилиндром (рис. 9.2). Рабочая жидкость - масло МГ-30 (плотность р = 910 кг/м , кинематическая вязкость 19 = 0,3 стокса , t= 50°С). Принять потери давления в гидрораспределителе 0,3 МПа, в фильтре 0,15 МПа, объемный и общий кпдгидромотора 0,95 и 0,9 соответственно, гидроцилиндра - 1,0 и 0,97 соответственно, насоса - 0,94 и 0,85 соответственно. Исходные данные: Внутренний диаметр гидроцилиндра D = 100 мм, диаметр штока dшт= 45 мм, усилие на штоке Fшт = 100 кН, скорость штока vшт = 0,14 м/с, длины гидролиний: l1 = 2,4 м; l2 = 1,9 м; l3 = l4 = 3,0 м; l5 = 2,2 м. Требуется начертить гидравлическую схему гидропривода по ГОСТу, определить рабочее давление и расход гидроцилиндра, выбрать диаметры трубопроводов и определить потери давления в них; определить подачу, давление, мощность насоса и общий КПД гидропривода.
Рис. 37. Гидравлическая схема объемного гидропривода с гидроцилиндра примеру 12: l1 - всасывающая линия, (l2 + l3) - нагнетательная линия, l4 + l5 - сливная линия
Скачать решение задачи 10.10 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 11-1. Цилиндрический закрытый сосуд (см.рис.) с вертикальной осью, имеющий высоту Н и диаметр 2R, наполнен жидкостью на глубину Нo. Определить скорость его вращения (число оборотов в минуту) в двух случаях: а) когда вершина воронки жидкости расположится на высоте h над дном сосуда; б) когда диаметр воронки жидкости будет равен 2r. Для одного из этих случаев показать изменение давления по высоте боковой стенки сосуда и по его днищу.
Скачать решение задачи 11.1 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 11-2. Определить ударное повышение давления в трубе перед краном, если горизонтальная труба имеет диаметр d, длину l, толщину стенки б, материал стенки Т, кран закрывается за время tзк, по закону, обеспечивающему линейное уменьшение скорости в трубе перед краном в функции времени. Труба служит для отвода жидкости Ж в количестве Q из большого открытого резервуара.
Скачать решение задачи 11.2 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 11-3. Определить показание h, двухжидкостного дифференциального манометра, при котором система из двух поршней, имеющих общий шток, будет находиться в равновесии, если в обоих цилиндрах находится жидкость A, а в колене двухжидкостного дифференциального манометра—жидкость Б; абсолютное давление, показываемое пружинным манометром, Pм (см. рис.). Трением поршней в цилиндрах пренебречь.
Скачать решение задачи 11.3 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 11-4. Определить давление р1, которое должен создавать насос в начале нагнетательного трубопровода (см. рис.), для торго, чтобы обеспекчить подачу жидкости Жв количестве Q в бак с абсолютным давлением p2 , если длина горизонтального участка трубы l, вертикального h, диаметр трубы d, наполнение трубы H. Материал трубы T. Построить пбезометрическую линию
Скачать решение задачи 11.4 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 11-5. Построить кривую изменения напора и подачи центробежного насоса (см рис.) в процессе наполнения закрытого верхнего бака жидкостью Ж от h1 до h2, полагая, что в начале наполнения давление воздуха равно атмосферному, сжатие воздуха происходит по изотермическому закону. Диаметр бака D, его высота Н. Диаметр стальной трубы d, ее длины lв, и lн. Уровень в нижнем, питающем резервуаре считать неизменным, ввиду того, что он имеет очень большие размеры в плане. Указание. Для выполнения расчета можно высоту h2-h1— разбить на несколько (например, 10) элементов ?h и, полагая движение жидкости установившимся, определить время t заполнения каждого слоя ?h. В заключение расчета желательно oцeнить знак и порядок величины ошибки, вызванной тем, что не учтено изменение давления воздуха в верхнем баке и напора Насоса на протяжении каждого отрезка времени Дt.
Скачать решение задачи 11.5 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача. 11-6. Испытуемая жидкость заливается в кольцеобразную щель между двумя цилиндрическими поверхностями, имеющими диаметры D и d (рис. 2). Определить динамический кинематический коэффициенты вязкости испытуемой жидкости, а также ее вязкость в условных градусах Энглера, если внутренний цилиндр вращается относительно неподвижного внешнего цилиндра со скоростью n об/мин, для чего необходим вращающий - момент Mo+M, где Mo — момент трения в опорах, т. е. при отсутствии испытуемой жидкости в кольцевом зазоре; М—момент трения в слое испытуемой жидкости. Ввиду того, что d << (D—d), зазор (щель) между цилиндрами при расчете трения можно считать не круговым (кольцевым), а плоским.
Скачать решение задачи 11.6 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 11-7. Определить расход жидкости Ж, перетекающей по вертикальной трубе, которая соединяет резервуары А и Б, (см .рис.) если диаметр трубы d и D. ее длины Ld и LD, разность уровней в резервуарах Н, показание жидкостного манометра h, жидкость в манометре Жм, диаметр трубки манометра ?. Построить пьезометрическую линию.
Скачать решение задачи 11.7 (Решебник 7) (цена 60р)
Задача 11-8. Определить допустимое наибольшее расстояние l от колодца до центробежного насоса (см. рис), перекачивающего воду с температурой t"С, если высота всасывания hв, погружение заливочного клапана под уровень воды в колодце а, диаметр стальной всасывательной трубы d, насос при n об/мин и напоре Н обеспечивает подачу Q. Коэффициент кавитации в формуле Руднева. принять равным С.
Скачать решение задачи 11.8 (Решебник 7) (цена 60р)