Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

КР гидравлика

.docx
Скачиваний:
37
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
70.1 Кб
Скачать

Задание 1. Вариант 3

Определить равнодействующую силу избыточного давления воды на плоский затвор прямоугольного сечения, а также расстояние ℓц.д. до центра давления на затвор слева и справа. Расчет силы и ц.д. произвести аналитическим и графоаналитическим способом.

h1 = 1,3 м

h2 = 0,7 м

b = 1,2 м

α = 75о

Определяем силу избыточного давления на стенку АВ с левой стороны Ризб 1 :

находим расстояние до ц.д. силы

Определяем силу избыточного давления на стенку СВ с правой стороны Ризб 2:

находим расстояние до ц.д. силы

Строим эпюру избыточного давления:

Задание 2. Вариант 3

Определить напор необходимый для пропуска заданного расхода воды через гидравлический трубопровод состоящий из двух последовательных соединённых участков труб с разными диаметрами.

Q = 12 л/с = 0,012 м3/с

Р0 = 96 кПа = 96000 Па

d1 = 125 мм = 0,125 м

d2 = 100 мм = 0,1 м

1 = 82 м

2 = 66 м

t0 = 120 С

∆ = 0,5 мм

Схема 1.

Уравнение Бернулли

Составляем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 относительно горизонтальной плоскости 0-0

Находим среднюю скорость в трубах

Определяем потери напора:

Определяем местные потери hм:

при αкр = 300

м

Определяем потери по длине :

- коэффициент гидравлического трения зависящий от режима движения жидкости

Находим число Рейнольдса в первой трубе:

– кинематический коэффициент вязкости, зависит от t0 воды

при t0 = 120

В первой трубе турбулентный режим движения.

Находим число Рейнольдса во второй трубе:

Во второй трубе турбулентный режим движения.

Для турбулентного режима движения коэффициент гидравлического трения определяется по формуле:

Задание 3. Вариант 3

Определить время полного опорожнения резервуаров.

Ω1 = 2 м2

Ω2 = 4,2 м2

= 16 см2 = 0,0016 м2

h1 = 2,4 м

h2 = 3 м

Время полного опорожнения определяется по формуле:

H1 = h1 + h2 = 2,4 + 3 = 5,4 м

H2 = h2 = 3 м

= 0,62 – коэффициент расхода отверстия

= h2 = 3 м

= 0

Задание 4. Вариант 3

Из напорного бака с постоянным уровнем вода подается потребителям по трубопроводу, состоящему из двух последовательно соединённых участков гидравлически длинных труб. Требуется: 1. определить расчетный расход на каждом участке; 2. вычислить потери напора на каждом участке, пользуясь таблицами для гидравлически длинных труб.

QВ = 48 л/с

Qр1 = 0 л/с

Qр2 = 46 л/с

d1 = 300 мм

d2 = 250 мм

1 = 340 м

2 = 660 м

Новые чугунные

Последовательно соединение труб поэтому напор равен сумме напоров в каждой трубе

Участок АВ

Находим скорость в трубе

По таблице 13.1 стр. 259 т.к. область не квадратичная. Ищем поправку стр. 592 табл. 4

стр. 593 табл. 5

Участок ВС

Находим скорость в трубе

По таблице 13.1 стр. 259 т.к. область не квадратичная. Ищем поправку стр. 592 табл. 4

стр. 593 табл. 5

Задание 5. Вариант 3

Вода поступает по трубопроводу d и длинной ℓ при избыточном давлении Р0. При резком закрытии задвижки установленной в конце трубопровода возникает гидравлический удар. Определить скорость распространения ударной волны и длительность фазы. Выяснить вид удара и определить максимально повышенное давление.

Q = 990 л/с

d = 800 мм

е = 80 мм

ℓ = 0,9 км

Р0 = 200 кПа

Тз = 0 с

сталь

Находим скорость распространения волны гидравлического удара

для воды – сталь табл. 14.1 стр. 292

Находим фазу гидравлического удара

т.к. Тз = 0 = 1,32 то удар прямой

Определяем повышенное давление по формуле Жуковского

Находим среднюю скорость в трубе

Задание 6. Вариант 3

Определить глубину, среднюю скорость и относительную ширину при равномерном движении в канале трапецеидального сечения.

Q = 10 м3/с

b = 4 м

m = 1,5

i = 0,0003

n = 0,02

Задачу решаем методом подбора по уравнению Шизи задаваясь рядом значений глубины h, расчеты сводим в таблицу

h, м

м2

м2/с

0,5

2,37

5,80

0,4

42,94

1,11

1,0

5,5

7,61

0,72

47,47

3,83

1,5

9,37

9,41

0,99

49,92

8,06

2,0

14

11,21

1,25

51,71

14,02

Проверяем канал на размыв, находим среднюю скорость в канале

по табл. 16.3 стр. 330 при суглинке Срасч = 0,15*105 Па и глубине 1,65 м определяем допустимую скорость на размыв Vдоп = 1,25 м/с

т.к. то канал не размывается.

Задача 7. Вариант 3

В конце канала, рассчитанного в задаче 6, устроено сооружение, которое нарушает равномерное движение. При этом устанавливается конечная глубина и формируется кривая подпора или спада.

Определить:

  1. Критическую глубину hкр в начале канала при расходе Q;

  2. Сравнивая h0, hкр, hкон выяснить зону формирования кривой свободной поверхности (привести расчетную схему), с помощью дифференциального уравнения неравномерного движения определить вид кривой и назначить начальную глубину.

Q = 10 м3/с

b = 4 м

m = 1,5

i = 0,0003

h0 = 1,65 м

hкон = k * h0 = 1,5*1,65 = 2,47 м

Определение критической глубины с трапецеидальном сечении

– критическая глубина в прямоугольном русле

Проводим анализ кривой свободной поверхности по уравнению неравномерного движения

Составляем расчетную схему

Для оценки знака числителя сравниваем глубины – конечную и нормальную

, поэтому расход характеризуется при неравномерном движении , поэтому

Для оценки знака знаменателя сравнивают глубины – конечную и критическую , состояние потока спокойное

Глубины вдоль канала увеличиваются образую кривую подпора

Назначаем расчетные глубины

hнач = 1,02*h0 = 1,68 м

hкон = 2,47 м

Расчет кривой подпора методом Чертоусова при х = 4,

h, м

∆ h, м

ω, м2

В

Пк

1-Пк

1-Пкср

∆Z

Ф(Z)

∆ Ф(Z)

ℓ, м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

1,68

0,79

10,95

9,04

10,05

1,08

52,56

575,53

0,069

0,931

0,928

0,98

0,46

1,52

- 0,62

1,71

5700

5871

2,47

19,03

11,41

12,9

1,47

64,15

1220,77

0,075

0,925

1,44

0,9

при hнач = 1,68 м

при hкон = 2,47 м

Задача 8. Вариант 3

При входе в трапецеидальный канал проектируется регулятор, работающий как прямоугольный водослив с широким порогом. Высота водослива со стороны верхнего и нижнего бьефов равны . При пропуске расчетного расхода Q глубина воды в канале перед водосливом равна hк, за водосливом hб. Определить ширину регулятора.

Q = 30 м3/с

hб = 2,65 м

∆Z = 0,4 м

bк = 6 м

m = 2

р1 = 0,2 м

Регулятор – это водослив с широким порогом размерами

Определяем напор над водосливом

Находим скорость подхода к водосливу

т.к. коэффициент потопления (ϭп) коэффициент расхода (m) зависят от ширины регулятора (b) которое нам не известно, то выделяем из формулы расхода водослива комплекс неизвестных величин

Расчет сводим в таблицу

b, м

m

К2

подтопление

ϭп

ϭп*m*b

3

0,25

0,31

0,94

подтоплен

0,20

0,97

0,94

4

0,33

0,32

0,88

подтоплен

0,26

0,98

1,25

5

0,41

0,33

0,83

не подтоплен

1

1,65

т.к. поток при входе из канала на регулятор сжимается и порог на входе р1 ≠ 0, а сопряжение в плане по типу обратно стенки, то коэффициент расхода m определяется по формуле Смыслова

К2 определяем по таблице 22.3 стр. 439

Проверяем подтопление водослива

Водослив подтоплен если , тогда ϭп находим по таблице 22.4 стр. 441

Водослив не подтоплен если , тогда ϭп = 1

b = 4,3 м По ГОСТу принимаем ширину регулятора b = 4,5 м

Задача 9. Вариант 3

Водосливная плотина – это водослив практического профиля с криволинейным очертанием имеет n одинаковое число пролетов с затворами на гребне водослива, поддерживающими НПУ (нормальный подпорный уровень). Ширина одного пролета b. За профилирующий напор принимается напор при НПУ. Скорость подхода к водосливу V0. Высота водослива со стороны ВБ и НБ равны p1 = p.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.