| 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.
|
