3 Задания к расчетно-графической и контрольной работе

Расчетно-графические и контрольные работы, приведенные в методических указаниях, закрепляют теоретические знания студентов, изучающих дисциплину «Гидравлика».

Задания к расчетно-графической и контрольной работе приведены по вариантам. В каждом варианте по шесть заданий. Номер варианта устанавливается преподавателем по журналу.

Студенты, выполняющие контрольную работу, решают первые пять заданий варианта (пятое включительно).

Студенты, выполняющие расчетно-графическую работу, решают все задания варианта.

Задание №1 на тему: «Свойства жидкости»

Задание №2 на тему: «Гидростатическое давление»

Задание №3 на тему: «Сила гидростатического давления на плоскую и криволинейную поверхность»

Задание №4 на тему: «Уравнение Д. Бернулли без учета потерь энергии»

Задание №5 на тему: «Режимы движения жидкостей. Гидравлические потери»

Задание №6 на тему: «Уравнение Д. Бернулли с учетом потерь энергии»

18

Определяем разность уровней h в обеих частях сосуда:

Ответ: h=0,252 м.

Задача №3

Определить величину силы гидростатического давления воды на вертикальный щит шириной b=3 м, если глубина воды перед щитом Н=2 м.

Дано:

ρ_воды=1000 кг/м;

Н=2 м;

b=3 м.

Определить:

F

Решение:

Запишем уравнение для определения силы гидростатического давления воды на вертикальный щит:

(1)

где h_ц.т. - глубина погружения центра тяжести смоченной части площади поверхности, м;

ω - площадь смоченной части поверхности, м².

Рассчитаем площадь смоченной части поверхности. Так как щит имеет прямоугольную форму, то

(2)

(см. приложение Б)

Глубина погружения центра тяжести смоченной части площади поверхности (см. приложение В) определяется как:

(3)

51

Задача №2

В U-образный сосуд налиты ртуть и вода. Линия раздела жидкостей расположена ниже свободной поверхности ртути на h_pт=2 см. Определить разность уровней h в обеих частях сосуда.

Дано:

ρ_воды=1000 кг/м³;

ρ_ртути=13600 кг/м³;

h_рт=2 см =0,02 м.

Определить:

H

Решение:

Запишем уравнение для определения абсолютного гидростатического давления на уровне раздела жидкостей в левом колене U-образного сосуда:

(1)

где р_а - атмосферное давление на свободной поверхности воды в левом колене U-образного сосуда, Па;

ρ_вgh_в - вес столба воды высотой h_в, Па.

В правом колене на этом уровне абсолютное гидростатическое давление определяется по следующему выражению:

(2)

г де р_а атмосферное давление на свободной поверхности ртути в правом колене U-образного сосуда, Па;

ρ_pтgh_pт - вес столба ртути высотой h_pт, Па.

Так как абсолютное гидростатическое давление на выбранном уровне в правом и левом колене U-образного сосуда будет одинаковым, то уравнения (1) и (2) можно приравнять:

50