Задача 18

Для накопления энергии используется грузовой гидравлический аккумулятор (рис. 2.8), вес плунжера которого равен G, диаметр - D. Определить запасаемую аккумулятором энергию при ходе плунжера Н = 6 м.

Дано: D = 300 мм, G - 196, 2 кН.

Задача 19

Цилиндрический резервуар с водой диаметром D и весом G висит на плунжере диаметром d (рис. 2.9). Сосуд заполнен водой на высоту а = 0,5 м. К поршню через блоки подвешен груз, удерживающий систему в равновесии. Оп­ределить вакуум в сосуде, обеспечивающий равновесие цилиндра. Трением в системе пренебречь.

Дано: D = 600 мм, d = 400 мм, G = 0,196 кН.

Задача 20

Плунжер диаметром d и весом G висит на цилиндрическом сосуде, запол­ненном воздухом (рис. 2.10). Определить вакуум в сосуде, обеспечивающий равновесие плунжера. Трением в системе пренебречь.

Дано: d= 150 мм, G = 0,10 кН.

Схемы к задачам 11-20

Данный рисунок следует представить в виде схемы согласно ГОСТ 2.780-68, 2-781-68, 2.784-70

РАЗДЕЛ 3. Давление на плоскую стенку

Задача 21

Шлюзовое окно закрыто щитом треугольной формы, ширина которого а, высота в, (рис. 3.1). За щитом воды нет, а глубина воды перед ним h₁ при этом горизонт воды перед шитом совпадает с его вершиной. Определить силу абсолютного гидростатического давления и положение центра давления на щит. Удельный вес воды γ_в = 9,81 кН/м³.

Дано: h₁ = 4 м, а = 1,5 м, b = 4 м.

Задача 22

Плоский квадратный щит установлен с углом наклона к горизонту а (рис. 3.2). Глубина воды перед щитом — h₁, за шитом - h₂, ширина щита - b. Опреде­лить силу избыточного гидростатического давления и центр давления жидкости на щит. Удельный вес воды γ_в = 9,81 кН/м³.

Дано: h₁ = 6 м, h₂ = 1,5 м, b = 4 м, α = 45°.

Задача 23

Для сброса излишков воды используется донный водовыпуск, прямо­угольный затвор которого имеет размеры а и b (рис. 3.3). Глубина воды от ее свободной поверхности до нижней кромки затвора h₁, угол наклона затвора α, плотность воды ρ = 1000 кг/м³. Определить силу абсолютного гидростатического давления жидкости на затвор водовыпуска.

Дано: h₁ = 10 м, а = 1,2 м, b = 2 м, α = 60°.

Задача 24

Затвор донного водовыпуска треугольной формы имеет ширину а и высоту b (рис. 3.4). Угол наклона затвора α, нижняя кромка затвора находится в во­де на глубине h₁ плотность воды ρ = 1000 кг/м³. Определить силу абсолютного гидростатического давления жидкости и положение центра давления на затвор.

Дано: h₁ = 9,5 м, а = 1,2 м, b = 1,5 м, α = 45°.

Задача 25

Цистерна диаметром D наполовину заполнена керосином (рис. 3.5). Оп­ределить силу избыточного гидростатического давления Р, которую необходимо приложить для открытия крышки А цистерны, а также найти координату точки приложения этой силы. Плотность керосина ρ _к = 830 кг/м³.

Дано: D = 1,2 м.

Задача 26

Отверстие шлюза-регулятора (рис. 3.6) перекрыто плоским металлическим затвором с размерами: высота а, ширина b и толщина с = 0,25 b. Глубина воды слева от затвора h₁, а справа - h₂. Определить начальную силу тяги, необходимую для открытия затвора, равнодействующую силы давления воды на за­твор и положение центра ее приложения. Коэффициент трения скольжения f =0,4, удельный вес материала, из которого изготовлен затвор, γ_з — 11 кН/м³, удельный вес воды γ_в = 9,81 кН/м³.

Дано: h₁ = 3 м, h₂ = 1,5 м, а = 4 м, b = 2 м.

Задача 27

Прямоугольный щит перекрывает отверстие в теле плотины (рис. 3.7). Щит установлен с углом наклона α, имеет высоту а, ширину b и толщину с =0,25 b. Нижняя кромка щита находится в воде на глубине h₁, масса щита m = 2 т. Определить силу тяги Т, которая необходима для поднятия щита вверх, прини­мая коэффициент трения скольжения его направляющих f = 0,3, Удельный вес воды γ_в = 9,81 кН/м^З.

Дано: h₁ = 10 м, а = 2 м, b = 1,6 м, α = 70°.

Задача 28

Плоский прямоугольный щит перекрывает выходное отверстие резервуа­ра (рис. 3.8). Щит имеет размеры a∙b, вес G = 26 кН. Глубина воды перед щитом от свободной поверхности воды до нижней его кромки h₁ за щитом – h₂. Определить начальную силу тяги Т троса, необходимую для открывания щита. Удельный вес воды γ_в = 9,81 кН/м³. Трением в шарнирах пренебречь.

Дано: h₁ = 5 м, h₂ - 2 м, а = 3 м, b — 4 м.

Задача 29

Для создания подпора в реке применяется плотина Шануана (рис. 3.9), представляющая собой плоский прямоугольный щит, который может вращаться вокруг горизонтальной оси О. Угол наклона щита α, глубина воды перед щитом h₁, а за щитом - h₂. Определить положение оси вращения щита (х₀), при котором в случае увеличения верхнего уровня воды выше плотины щит опрокидывался бы под ее давлением.

Дано: h₁ = 2 м, h₂ = 0,4 м, α = 60°.

Задача 30

Ирригационный канал перегораживается плоским квадратным наклон­ным щитом шириной а (рис. 3.10). Угол наклона щита α, глубина воды перед щитом h₁, аза ним - h₂, вес щита G = 20 кН. Определить, пренебрегая трением в шарнире, начальную силу тяги Т, которую необходимо приложить для подъема щита.

Дано: h₁ = 2 м, h₂ = 0,8 м, a = 4 м, α = 60°.

Схемы к задачам 21-30

РАЗДЕЛ 4. Длинные трубопроводы.

Параллельное и последовательное соединение труб.

Сифонный трубопровод. Гидравлический удар

Задача 31

От пункта А (рис. 4.1) проложена водопроводная сеть с последователь­ным и параллельным соединением стальных бывших в эксплуатации трубопроводов, на которой расположены два водоема на разных отметках с постоянной разницей уровней Н. 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 объемный расход q.

Требуется:

1. Определить объемный расход в сифоне с углами поворота α и β.

2. Определить распределение объемного расхода воды Q₁ в параллельных ветвях водопровода.

3. Определить потери напора по длине трубопровода на участках последовательного соединения, если объемный расход в конце трубопровода Q₂.

4. Определить повышение давления Δp в трубопроводе длиной L и диаметром d при внезапном закрытии задвижки.

Дано: d = 300 мм, L = 300 м, Q₁×10^-3 = 29,5 м³/с, Q₂×10^-3 = 5,5 м³/с, q ×10^-2 =2 л/с, α = 45°, β = 60°, Н = 1 м, е = 6 мм, ν₀= 1,8 м/с.

Дата добавления: 2015-08-27