10788

pА в g z в g h pB в g h в g h рт g h;

p pА pB рт g h в g (h z) 13600 9,8 0,2 1000 9,8 0,7 19800 Па.

Задача № 3. Решение (см. рис. 2.2.3 б).

Возможно решение задачи другим способом: посредством пересчета давлений при переходе от точек 1 и 2 к точке 3.

Задача № 4. Решение (см. рис. 2.2.4 б).

41

Эп-Эп – плоскость равных давлений (эквипотенциальная поверхность);

(·)1 – размещена на свободной поверхности объема воды;

(·)2 – размещена в объеме воды, который содержится в пьезометре;

hизб0 – пьезометрическая высота,

измеренная от точки объема свободной поверхности

Рисунок 2.2.1 б – Расчетная схема к задаче № 1

h – дополнительное измерение (временное, т.е. не входящее в конечную расчетную формулу);

(·) 1 и (·) 2 – размещены в объеме ртути

Рисунок 2.2.2 б – Расчетная схема к задаче № 2

hвак0 – вакуумметрическая высота от

свободной поверхности в объеме масла до пьезометрической плоскости P-P; hизб – пьезометрическая высота от

плоскости P-P до дна резервуара

Рисунок 2.2.3 б – Расчетная схема к задаче № 3

42

Рисунок 2.2.4 б (1 ) – Расчетная схема к задаче № 4

Рисунок 2.2.4 б (2 ) – Расчетная схема к задаче № 4

43

2.2.2. Сила давления, действующая на плоские стенки

Задача № 5. Исходные данные (см. рис. 2.2.5 а).

Прямоугольный поворотный щит шириной B = 4 м и высотой H = 4,5 м перекрывает выпускное отверстие плотины. Справа от щита уровень воды

H1 6,0м, слева – H2 3,2м. Определить: 1) силу натяжения троса T, необходимую для открытия щита; 2) силу PA , с которой щит прижимается к порогу А в закрытом положении.

Задача № 5. Решение (см. рис. 2.2.5 б)

P1 g hC1 1 g (H1 H2 ) H B 1000 9,8 (6 4,52 ) 4,5 4 661,5 103Н;

l2 hD2 (H H2) 2,1 (4,5 3,2) 3,4м;

hD2 23 H2 23 3,2 2,1м;

l H sin30 4,5 12 2,25м;

T 661,5 2,7 200,7 3,4 490,7 кН; 2,25

44

Рисунок 2.2.5 а – Исходные данные к задаче № 5

Рисунок 2.2.5 б – Расчетная схема к задаче № 5

45

2.2.3. Сила давления, действующая на цилиндрические поверхности

Задача № 6. Исходные данные (см. рис. 2.2.6 а).

Определить силу давления P на цилиндрическую поверхность – четверть боковой поверхности круглого цилиндра с основанием радиусом r = 0,5 м. Длина цилиндра по образующей – b = 1 м. Определить также положение центра давления hD. Известно, что глубина слоя воды в открытом резервуаре H = 1,5 м.

Задача № 6. Решение (см. рис. 2.2.6 б).

P PX2 PZ2 61302 54302 8200Н;

tg PZ 5430 0,887; 41 35; PX 6130

hD H r sin 1,17м.

Рисунок 2.2.6 а – Исходные данные к задаче № 6

46

Рисунок 2.2.6 б – Расчетная схема к задаче № 6

2.3. Гидравлический расчет напорных трубопроводов

Задача № 7. Исходные данные (см. рис. 2.3.1 а).

Определить расход потока воды Q в горизонтальном прямолинейном

Задача № 8. Исходные данные (см. рис. 2.3.2 а).

Горизонтальный трубопровод диаметром D включает расходомер Вентури (с диаметром сужения d), пьезометр в узком сечении и трубку Пито в сечении трубопровода после расходомера. Разность показаний приборов – h. Определить расход потока воды Q и среднюю скорость потока V в

трубопроводе. Потерями напора на участке между приборами пренебречь.

48

1 – приемный бак (с площадью «зеркала воды» – Ω); Ω ω; 2 – всасывающий трубопровод (с площадью поперечного сечения ω); 2 – насос;

2 – нагнетательный трубопровод; 3 – механический вакуумметр

(шкала циферблата прибора может быть оцифрована в показаниях hвак, м вод.ст.)

Рисунок 2.3.4 а – Исходные данные к задаче № 10

Задача № 9. Исходные данные (см. рис. 2.3.3 а).

Определить действующий напор H в начале трубопровода, создаваемый

питателем – открытым резервуаром, если расход потока воды Q в

горизонтальном трубопроводе диаметром dвн 100мм и длиной l 50м

составляет Q = 15,7 л/с. При известном материале труб 0,025; имеются

местные сопротивления: вход в трубу с острой кромкой ВХ 0,5 и шаровой

кран КР 5,47 .

Задача № 10. Исходные данные (см. рис. 2.3.4 а).

Определить диаметр dвн всасывающего трубопровода насосной установки и высоту всасывания hвc насоса, если измеренная

вакуумметрическая высота hвак 4м, допускаемая средняя скорость потока

воды Vдоп 0,8м/с, подача насоса Q = 15 л/с, общая длина трубопровода l 30м.

Для выбранного материала труб – 0,036. На трубопроводе имеется местные

сопротивления: приемный клапан с сеткой КЛ 10,0 и поворот на 90

П 0,15 .

49

Задача № 7. Решение (см. рис. 2.3.1 б).

z1 pg1 12Vg12 z2 pg2 22gV22 hf ;

V2 4 DQ2 .

Задача № 9. Решение (см. рис. 2.3.3 б).

z1 pg1 12Vg12 z2 pg2 22gV22 hf ;