ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
(МИИТ)
Кафедра: «Теплоэнергетика и водоснабжение на железнодорожном транспорте»
Гидравлика и гидрология
Задание на контрольную работу №1
специальность: «Строительство железных дорог, мостов и транспортных
тоннелей»
специализации: «Строительство магистральных железных дорог»
Москва, 2013 г.
Оглавление
ГИДРАВЛИКА И ГИДРОЛОГИЯ 1
Раздел 1 «гидравлика» 3
Задача 1.1 3
Задача 1.2 4
Задача 1.3 6
Задача 1.4 9
Задача 1.5 14
Задача 1.6 17
Задача 1.7 22
Раздел 2 27
Задача № 2.1 27
Задача № 2.2 30
Задача № 2.3 32
Раздел 1 «гидравлика» Задача 1.1
С целью своевременного обнаружения и устранения возможных неплотностей в местах соединений перед сдачей в эксплуатацию трубопровод диаметром d и длиной l подвергается испытанию опрессовкой под действием избыточного давления ∆р=2 МПа, достигаемого нагнетанием в трубопровод дополнительного объема жидкости.
Требуется определить, какой объем жидкости дополнительно нужно подать в трубопровод для достижения необходимого давления при испытании. Деформацией трубопровода пренебречь. Коэффициент объемного сжатия принять равным βw=0,0005 1/МПа.
Исходные данные |
Номер варианта |
7 |
|
l, м |
250 |
d, мм |
450 |
Решение
Для определения ∆ W следует использовать формулу коэффициента объёмного сжатия
βw
=
где βw - коэффициент объемного сжатия жидкости;
∆ W - изменение объема жидкости;
W - первоначальный объем жидкости;
∆р - изменение давления.
Первоначальный объём жидкости находим по формуле:
W
=
∆W
=βw
∆p
= 0,0005*
*2*106
=0,00628 м3
Ответ: ∆W = 3.974 м3
Задача 1.2
В боковой вертикальной стенке резервуара есть прямоугольное отверстие с размерами а и b, перекрываемое плоским щитом, шарнирно закрепленным верхней стороной на горизонтальной оси, вокруг которой он может вращаться против часовой стрелки (рис. 1.2).
Требуется определить вес груза G на конце рычага длиной l, жестко прикрепленного к щиту, который позволил бы щиту открываться при достижении водой в резервуаре уровня
Н.
Рис.1.2.
Исходные данные |
Номер варианта |
7 |
|
а, м |
0,6 |
b, м |
0,7 |
H, м |
3,0 |
l, м |
1,1 |
Решение
Так как давление на свободной поверхности воды в резервуаре и с внешней стороны щита одинаково и равно атмосферному, то для определения силы давления на щит учитываем только избыточное гидростатическое давление.
Сила давления жидкости на плоскую поверхность определяется по формуле:
,
где hцт – глубина погружения центра тяжести поверхности;
– площадь поверхности;
– плотность жидкости.
плотность воды примем:
= 1000 кг/м3.
Определим глубину погружения точки приложения силы давления hд:
,
где Ic – центральный момент инерции щита относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести,
;
Для определения веса груза G составим уравнение моментов относительно шарнира:
:
Масса груза:
Ответ: G = 2.5 кН, М = 255 кг