Раздел 7 Применение законом количесва и момента движения часть 1
7а Найти усилие, вызываемое течением воды в схематизированной системе охлаждения судовой энергетической установки (рис. 7.4). Расход охлаждающей воды Q = 1,0 м3/с. Площадь сечения водозаборника S1 = 1,0м2, площадь выходного сечения, которое можно считать плоским, S2 = 1,2м2. Угол между нормалью выходного сечения и диаметральной плоскостью е = 75. Истечение воды происходит под углом б = 45. Закон распределения скорости во входном сечении соответствует коэффициенту кинетической энергии a1=1,10 и неравномерности количества движения b1 =1,05; в выходном сечении - a2 =1,25; b2 =1,10. Избыточное давление во входном сечении p1=10 кПа, коэффициент суммарного сопротивления канала, отнесенный к средней скорости на входе, ξ=4,6. Течение можно считать происходящим в горизонтальной плоскости.
Скачать решение задачи 7а (решебник АГМ) (цена 100р)
7б Определить сопротивление симметричного крыла по расчетам измерения профиля скорости за ним в сечении 2-2 следа (рис.7.5), где давление p0 постоянно и равно давлению в потоке перед крылом. Профиль скорости в следе аппроксимируется выражением Скорость набегающего воздушного (p =1,23кг/м3) потока v = 50м/с, максимальный дефицит скорости на оси следа vm = 20м/с, ширина следа Bсл = 0,2м
Скачать решение задачи 7б (решебник АГМ) (цена 100р)
7в Вода вытекает из неподвижного сосуда через вращающуюся трубку с насадком диаметром d=20 мм под статическим напором H=1,2м (рис. 7.6). Радиус вращения выходного сечения насадка r=500 мм. Определить расход через трубку и внешний момент М, который должен быть к ней приложен при частоте вращения n=200 об/мин. Гидравлическими и механическими сопротивлениями пренебречь.
Скачать решение задачи 7в (решебник АГМ) (цена 100р)
7-1-2. Найти упор P и коэффициент полезного действия (КПД) ? водометного движителя. Продольная составляющая скорости vx во входном сечении приемного патрубка площадью S1 во всех точках равна v?. Изменением обтекания корпуса за счет работы движителя пренебречь. Коэффициенты, характеризующие скорости в выходном сечении сопла - a2 и b2, во входном сечении - a1 и b1, коэффициент потерь напора внутреннего тракта, отнесенный к средней скорости на выходе, -C , площадь выходного сечения сопла S2 = 0,5*S1,скорость набегающего потока v? , средняя скорость выброса воды vв . Вычислить P и n при к = 0,7; C =1,0; S1 = 0,2м2; a1=1,25; b1=1,1; a2 =1,1; b2 =1,05.
Задача 7-1 v = 10м/с, vBcp = 20м/с
Задача 7-2 v = 12м/с, vBcp = 22м/с
7-3-4. Найти поддерживающую силу P на единицу длины схематизированного аппарата на воздушной подушке. Вязкостью воздуха пренебречь, толщину струи считать малой по сравнению с высотой парения H, скорость в струе v, давления на внешней p0 и внутренней p1 ее поверхностях считать постоянными, угол наклона сопла по отношению к вертикали. Найти общее выражение P и ее значение при t = 20град, B = 3,2 м, t = 0,05м, p = 1,23 кг/м3.
Задача 7-3 v = 30м/с, Н = 0,5м (цена 120р)
Задача 7-4 v = 40м/с, Н = 0,6м
7-5-6. Пластина, наклоненная к горизонту на угол а, глиссирует по поверхности неподвижной воды со скоростью v, вызывая за собой понижение уровня на h=10 мм. Пренебрегая вязкостью жидкости и силой тяжести и рассматривая поток как плоский, определить в расчете на единицу ширины пластины гидродинамическую реакцию потока, а также мощность, необходимую для перемещения пластины.
Задача 7-5 v = 10м/с, а = 45 (цена 100р)
Задача 7-6 v = 15м/с, а = 30 (цена 100р)
7-7-8. Определить сопротивление Fтх тела вращения при осесимметричном обтекании водой по измерению скорости в сечении следа, где давление p0 постоянно и равно давлению в потоке перед телом. Полученный профиль скорости выражается приближенной формулой v=v -vm [1+cos(2*r/ Dсл)], где r – расстояние от оси до рассматриваемой точки, Dсл - диаметр следа. Вычислить Fтх при Dсл =1,0 м.
Задача 7-7 v = 10м/с, vm = 5м/с
Задача 7-8 v = 8м/с, vm = 6м/с (цена 150р)
7-9-10. Определить реакцию и полезную механическую мощность, развиваемую потоком воды на подвижном сосуде, который перемещается со скоростью v и из которого жидкость вытекает через трубу с выходным сечением S=25 см2 под постоянным напором H. Гидравлическими сопротивлениями пренебречь.
Задача 7-9 v = 15м/с, Н = 2м (цена 150р)
Задача 7-10 v = 5м/с, Н = 5м (цена 150р)
7-11-12. Водометный движитель судна создает тяговую силу за счет струи воды, забираемой насосом спереди судна и выбрасываемой в корме с относительной скоростью w. Определить силу тяги, создаваемую движителем, и развиваемую им мощность, пренебрегая гидравлическими сопротивлениями в подводящей и отводящей трубах. Скорость судна v, подача насоса Q=750 л/с.
Задача 7-11 v = 4,5м/с, w = 7,5 м/с (цена 150р)
Задача 7-12 v = 3м/с, w = 5 м/с (цена 150р)
7-13-14. Пластина, введенная в свободную струю воды перпендикулярно ее оси, отсекает часть расхода струи Q1 и вызывает отклонение остальной части струи на угол . Определить силу воздействия струи на пластину и угол отклонения α , если скорость струи v, полный расход Q=36 л/с. Весомостью жидкости и трением струи о пластину пренебречь.
Задача 7-13 v = 30м/с, Q1 = 12 л/с (цена 150р)
Задача 7-14 v = 25м/с, Q1 = 16 л/с
7-15-16. Пластина, введенная в свободную струю воды перпендикулярно ее оси, отклоняет часть расхода струи на угол а. Определить силу воздействия струи на пластину, если скорость струи v при полном расходе Q=32 л/с. Весомостью жидкости и трением струи о пластину пренебречь.
Задача 7-15 v = 32м/с, а = 40 (цена 150р)
Задача 7-165 v = 30м/с, а = 30 (цена 150р)
7-17-18. Определить проекции равнодействующей гидродинамических сил, действующих на единицу длины крылового профиля в бесконечной плоской решетке, имеющей шаг a. Жидкость – невязкая (p =1,23кг/м3), поток – установившийся. Скорость перед решеткой v1 = v и составляет угол α1 = 45 с осью O, скорость за решеткой - v2 и угол α2 =15 . Принять давления перед и за решеткой одинаковыми.
Задача 7-17 v = 30м/с, а = 0,04м
Задача 7-18 v = 40м/с, а = 0,05м (цена 150р)
7-19-20. Для быстрого торможения тележки опытного стенда в канал с водой опускается цилиндрический ковш, который отбрасывает струю воды в сторону движения тележки под углом ? к горизонту (на рисунке изображено относительное обтекание ковша). Определить толщину h струи, которую должен захватить ковш, чтобы тележке массой 200 кг, имеющей начальную скорость v, сообщить начальное замедление a=-10g. Ширина ковша B=20 см. Силой тяжести струи и потерями напора при обтекании ею ковша пренебречь. С какой силой при этом струя будет прижимать тележку к рельсам ?
Задача 7-19 v = 50м/с, а = 30 (цена 150р)
Задача 7-20 v = 40м/с, а = 20 (цена 100р)
7-21-22. Определить равнодействующую гидродинамических сил на единицу длины крылового профиля, вокруг которого создана циркуляция Г. Профиль обтекается установившимся потоком идеальной жидкости (p =1,23кг/м3), имеющим скорость v = v. Указания. 1. Циркуляцию представить бесконечной вихревой нитью по оси Oz. 2.Давления p0 и p на бесконечности и на контрольной поверхности S1 связаны интегралом Эйлера, откуда определяется избыточное гидродинамическое давление p-p0 на S1.
Задача 7-21 v = 40м/с, Г = 10 м2/с (цена 150р)
Задача 7-22 v = 50м/с, Г = 8 м2/с (цена 150р)
7-23-24. Найти тягу Rт , создаваемую гидрореактивным движителем схематизированного подводного аппарата. Скорость движения аппарата va постоянна, площадь выходного сечения сопла движителя Sс , коэффициент потери напора в нем С, распределение скорости в выходном сечении сопла принять постоянным; избыточное давление на поверхности воды в цистерне движителя pс и ее уровень Н считать постоянными. Вычислить Rт при vа = v, Sс =0,0028 м2, pс =1,0 МПа, ξ =0,1, если погружение оси сопла под свободную поверхность составляет 8,0 м.
Задача 7-23 v = 16м/с, Н = 1,2 м (цена 150р)
Задача 7-24 v = 20м/с, Н = 1,5 м (цена 100р)
7-25-26. Какое давление pс следует создать на поверхности воды в цистерне схематизированного подводного аппарата, чтобы получить гидрореактивным движителем тягу Rт = 2,0 кН, если диаметр выходного сечения сопла движителя d, а ось погружена под свободную поверхность на 10 м. Скорость движения аппарата и уровень воды в цистерне принять постоянными и равными соответственно vа = v м/с и H=1,0 м. Потерями при движении воды в сопле пренебречь.
Задача 7-25 v = 12м/с, d = 0,056 м (цена 100р)
Задача 7-26 v = 16м/с, d = 0,05 м (цена 150р)