по Гидравлики
Южно-Уральский государственный университет
Заочный инженерно-экономический факультет
Кафедра «Гидравлика и гидропневмосистемы»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ГИДРАВЛИКЕ
(вариант № 5)
| Выполнил: студент 3 курса заочного инженерно-экономического факультета группы ПГС-394, шифр 06-075 Хамидуллин Марсель Рафкатович Проверил: Дурасов Алексей Анатольевич |
Челябинск, 2010
Задача 11
В сообщающиеся трубки вначале налили ртуть, затем в левую трубку – воду, а в правую – масло. Верхние уровни воды и масла совпали. Определить разность уровней ртути в трубках, если высота столбика воды известна. ДАНО:
h1=1,5м.
НАЙТИ: h3 - ?
РЕШЕНИЕ: В сечении 0–0, проведенном по уровню ртути, давление во всех точках одинаково:
;
Определяем уровень ртути:
ОТВЕТ: 0,0118 м.
Задача 35
К борту корабля подведена стальная камера. После крепления и откачки воды из камеры производится ремонт подводной части корабля. Нижняя часть камеры имеет форму четверти цилиндра, верхняя – параллелепипеда. Определить силу гидростатического давления воды на камеру при известных ее размерах и построить эпюру давления.
ДАНО:
r=1,3 м;
h=2,2 м;
В=2,6 м.
НАЙТИ: Р - ?
РЕШЕНИЕ:
Результирующая сила:
,где Ргор – горизонтальная составляющая;
Рверт – вертикальная составляющая.
(Кн).где рц.т. – давление, приложенное в центре тяжести прямоугольника;
Sверт. – площадь вертикальной проекции фигуры.
,где Wт.д. – объем тела давления;
W1/4 цил. – объем четверти цилиндра;
Wпарал. – объем параллелепипеда.
. 
ОТВЕТ: 189,04 кН.
Задача 49
 | Заданы размеры водомера Вентури (d1,d2). Рассчитать и построить график зависимости расхода воды от перепада давления ∆h(в диапазоне расходов от Q=0 до Q=Qmax). |
ДАНО:
d1=34 мм =0,034м;
d2=27 мм =0,027м;
Qmax=4 л/с.
НАЙТИ: Q - ?
РЕШЕНИЕ:
Составим уравнение неразрывности и уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2:
; 
или 
; 
;преобразуем уравнение (1):
отсюда 
;из уравнения (2):
подставим уравнение (3) 
= 
отсюда 
= 
=5,715 
Q=
= 
5,715 
= 
0,003 
Задача 62
Из резервуара диаметром D и начальным наполнением Н вода вытекает через отверстие диаметром d. Определить время полного опорожнения резервуара.
ДАНО:
D=1,4 м;
Н=1,2м;
d=16мм=0,016м.
НАЙТИ: t=?
РЕШЕНИЕ:
Пусть Н – начальный напор жидкости в сосуде, Н2 – конечный,
h – некоторый промежуточный напор.
За бесконечно малый отрезок времени dt уровень жидкости опустился на величину dh. Объем жидкости, вытекающей из сосуда через отверстие в дне, определяется:
Знак «–» поставлен ввиду снижения напора.
Приравниваем правые части выражений и разделяя переменные, получим:
Время, за которое напор уменьшится от Н до Н2:
Время полного опорожнения сосуда (при Н2 = 0):
Принимаем μ = 0,62 – коэффициент расхода отверстия.
ОТВЕТ:102 мин.
Задача 102
При известном расходе воды в стальном трубопроводе и его геометрии определить повышение давления при гидравлическом ударе, если время закрытия быстродействующей задвижки равно t. Как изменится давление, если стальной трубопровод заменить чугунным?ДАНО:
Q=35 л/с=0,035;
d=150 мм=0,15м;
l=1600м;
δ=5мм=0,005м;
t=0,3 c.
НАЙТИ: ∆
-?, -?РЕШЕНИЕ:
Средняя скорость движения жидкости в трубе до закрытия:
Скорость распространения ударной волны вдоль трубопровода:
где Еж и Етр – соответственно модули упругости жидкости и материала стенок трубопровода; ρ – плотность жидкости; δ – толщина стенки трубопровода.
Для стальных труб (Етр = 2·1011 Па):
Фаза гидравлического удара:
где ℓ – длина трубы.
Так как
то удар прямой (tЗ – время закрытия задвижки).Повышение давления при прямом ударе:
Для чугунных труб (Етр = 1·1011 Па):
– удар прямой; 
ОТВЕТ: ∆
∆ 
Задача 121
Два одинаковых центробежных насоса, соединенных параллельно, подают воду к фонтану на высоту НСТ. При заданной геометрии стального трубопровода определить высоту фонтанной струи hф (сопротивление воздуха не учитывать). При расчете местные потери принять равными 10% от потерь по длине.Характеристика насоса ½ К – 6 при n = 2900 об/мин и диаметре рабочего колеса D = 128 мм.
| Q, л/с | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Н, м | 20 | 21,5 | 20 | 17 | 15 | 11 |
ДАНО:
=5 м;l=120 м;
d=40 мм =0,04м;
16 мм =0,016м.
НАЙТИ: hф - ?
РЕШЕНИЕ: 1. Определяем коэффициент трения: Δ = 0,0002 м (сталь);
для V зоны сопротивления:
Строим характеристику сети:
Строим зависимости: Нсети= f(Q) и Ннасоса= f(Q).
| Q, л/с | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Ннасоса, м | 20 | 21,5 | 20 | 17 | 15 | 11 |
| Нсети, м | 5 | 8,1 | 18,5 | 33,3 | 55,3 | 83,6 |
Определяем рабочую точку (точку пересечения графиков): точка А.
Рабочий расход насоса: QН = 2,2 ;
Рабочий напор насоса: НН= 21,4 (м).
Определяем скорость напора через насадок:
;
Определяем высоту фонтана:
ОТВЕТ: hф=6,17 м.