Контрольная работа по Гидравлике

Подождите немного. Документ загружается.

Задача 4

Определить избыточное давление

изб

=? на дне

океана, глубина которого Н=1О км, приняв плотность

морской воды



=1030 кг/м3 и считая ее несжимаемой.

Определить плотность воды





=? на той же глубине с учетом

сжимаемости, приняв модуль объемной упругости К=2000

МПа.

Решение:

Из основного уравнения г. статики

ghPP





ghPP

0абс





;

атм0изб

PghPP 



На океане

атм0

PP 

ghPghPP

aaизб





1010430001000081,91030P

изб



Па = 101,043МПа

Вода сжимается -





на дне:







- плотность воды на дне









; так как масса неизменна, то







т.е. изменение объема пропорционально изменению

плотности.











;















;









;

кг

2000

043,1011030









кг

1080521030 





Задача 17

Для измерения падения давления в вентиляционной

трубе применяется чашечный наклонный микроманометр,

наполненный спиртом плотностью

сп



= 0,8 г/см3. Наклон

трубки



= ЗО



. Определить необходимую длину l=?

манометрической шкалы для измерения падения давления



= 0,001 атм.

Решение:

hgP

сп





cп









;

сп

кг

800

см

8,0 



атм

P001,0P 



: при норм. условиях

Па100000МПа1,0P

атм



Па100001,0100000P 



мм75,12м01275,0

7848

100

81,9800

100

h 







sin



мм5,25

5,0

75,12

30sin

sin

l 







мм5,25l 

Задача 26

Поворотный клапан АО закрывает выход из

бензохранилища в трубу квадратного сечения со стороной h

= 0,3 м. Прямоугольная nластина клапана опирается на срез

трубы, сделанный под углом



= 45°. В трубе жидкость

отсутствует. Опредёлить (без учета трения в опоре О

клапана и ролике В) силу Т=? натяжения троса,

необходимую для закрытия клапана, если уровень бензина Н

= 0,85 м, давление над ним по манометру М=5 кПа..

Плотность бензина



= 700 кг/м3.

Решение:

Из механики

0М





0сFbFaT

0изб



;

bFCF

изб0





где

изб

- г. статическое давление жидкости (избыточное)

- сила от давления на свободную поверхность

F – сила, действующая на клапан

изб0

FFF 

;

клманом0

SPF 

lhS

кл



;

м42,0

45cos

3,0

cos

l 







;

кл

м126,042,03,0S 

Н635126,05000F



Точка приложения

- центр тяжести смоченной

поверхности клапана

н28,0

42,0

c 

клцтизб

ShghF 



;

где

цт

- координата центра тяжести поверхности щита.

м7,0

3,0

85,0

цт



Н3,611127,07,08,9700F

изб



Определим координаты (из давления) приложения

силы

изб



sin

)hH(h

цд





;

клцт

цтцд





;

где

- центральный мом. инерции .





;

м721,0

42,03,07,012

42,03,0

7,0h

цд









;

м244,0

45sin

)3,085,0(721,0

b 





Точка приложения силы Т:

м244,045cos42,0cosla 



Н917

244,0

244,03,61121,0635

bFCF

изб0











Задача 36

Определить силу Fрез=?, прижимающую стальной

(относительная плотность



= 8) шаровой всасывающий

клапан радиусом R = 100 мм к седлу,, имеющему диаметр d

= 125 мм, если диаметр насосного цилиндрa D.= 350 мм, а

усилце по штоку Р = 4000 Н. Седло клапана расположено

ниже оси цилиндра на расстояние

= 0,5 м и выше

свободной поверхности в резервуаре с атмосферным

давлением на расстояние

= 6,5 м, причем труба под

клапаном заполнена водой.

Решение:

ст.гвытклст.грез

FFGFF 

;

где

ст.г

- сила гидростат. давления,. действующая

сверху на шарик.



кл

вес шара (клапана).

gmG

клкл



)архим(выт

- сила выталкивания (Архимеда) – шарик

погружен в воду

ст.г

- сила гидростат. давления воды снизу – от

атмосферного давления

тдст.г

WgF





;

тд

- объем тела давл. (объем воображ. ограниченный

снизу криволин. поверхностью, а сверху ее проекцией на

свободную плоскость.

клцд.т

WWW 

;

где

- объем воображ. цилиндра;

кл

- объем шарового клапана (за вычетом сектора,

отсекаемого седлом, ввиду малости не учитываем)

цц

HR2W 

;

1ПЦ

hНH 

- давление, создаваемое насосом

- высота от насоса до пьезометр. поверхн. (

атм

);

нас





;

нас

Р 

;

нас

м096,035,0

S 



- площадь насосн. поршня.

Па41512

0096,0

4000

нас



;

м24,4

81,91000

41512

нас









м74,45,024,4Н



м848,074,41,02W 

кл

м00419,01,0

W 



д.т

м84338,000419,0848,0W 

Н82788,8277844,081,91000F

1.ст.Г



gmG

кл



;

клкл

Wm 



;

онкл





кл

кг

800010008 



;

кг52,3300419,08000m

кл



Н8,32881,952,33G

кл



Н1,4100419,081,91000gWF

кларх





кл02.ст.г

SPF 

;

кл

- площадь отверстия седла клапана;

кл

м098,0125,0

S 



20атм

ghРР





2атм0

ghРР





;

Па362355,681,91000100000P



Н3551098,036235F

2.ст.г



Н1,435735511,418,3288278F

рез



- сила, прижимающая

шарик к седлу

Задача 46

Определить давление р1=? жидкости, которую

необходимо подвести к гидроцилиндру, чтобы преодолеть

усилйе, направленное вдоль штока: F=1 кН. Диаметр:

цилиндра D=5О мм, штока d=25 мм. Давление в бачке Р0 =

50 кПа, высота Н0=5 м. Силу трения не учитывать.

Плотность жидкости



=1000 кг/м3.

Решение:

Р 

;

где

- площадь поршня слева,





м1096,100196,0

05,014,3









FFF 

222

SPF 

;

002

gHPP





Па9900058,9100050000 

2222

м00147,0

)025,005,0(14,3

)dD(

S 











Н5,14500147,099000F





1000+145,5 = 1145,5 Н

Па7,584438

00196,0

5,1145



= 584,5 кПа.

Задача 57

Вода вытекает в атмосферу по короткому

горизонтальному трубопроводу, на котором установлен

вентиль, под постоянным напором Н = 16 м. Диаметры

участков трубопровoда d 1 = 50мм, d 2 = 70 мм.

Коэффициент сопротивления вентиля



= 4. Определить

расход в трубе



=?, учитывая только местные потери напора.

Построить линию полного напора и пьезометрическую

линию.

Решение:

Исходное уравнение Бернулли:

222

111

g2g

z 









где

Hz 

;

атм21

PPP 

;



;предполагая изначально





(турбулентн. режим.)

H 



;





g2g2g2g2

вент

с.вн

расш.вн

вхП



















;