- •Сборник заданий и задач по гидравлике
- •Введение
- •1. Понятие жидкости и ее свойства
- •Примеры гидравлических расчетов
- •Контрольные вопросы и задания
- •Примерные темы докладов и рефератов
- •2. Гидростатическое давление
- •Примеры гидравлических расчетов
- •Методические рекомендации к проведению расчетов
- •Контрольные вопросы и задания
- •Примерные темы докладов и рефератов
- •3. Силы давления покоящейся жидкости на плоские и криволинейные поверхности. Эпюры давления
- •Примеры гидравлических расчетов
- •Методические рекомендации к проведению расчетов
- •Контрольные вопросы и задания
- •4. Основные понятия гидродинамики
- •Примеры гидравлических расчетов
- •Методические рекомендации к проведению расчетов
- •Контрольные вопросы и задания
- •Примерные темы докладов и рефератов
- •5. Уравнение Бернулли
- •Примеры гидравлических расчетов
- •Методические рекомендации к проведению расчетов
- •Контрольные вопросы и задания
- •Примерные темы докладов и рефератов
- •6. Гидравлический расчет трубопроводов
- •Примеры гидравлических расчетов
- •Методические рекомендации к проведению расчетов
- •Контрольные вопросы и задания
- •Примерные темы докладов и рефератов
- •7. Истечение жидкости через отверстия, насадки
- •Примеры гидравлических расчетов
- •Методические рекомендации к проведению расчетов
- •Контрольные вопросы и задания
- •Примерные темы докладов и рефератов
- •Литература
- •Международная система единиц си
- •Соотношение между единицами физических величин
- •Множители и приставки для единиц, применяемые
- •Положение центра тяжести плоских фигур и формулы моментов инерции относительно оси, проходящей через центр тяжести
- •Формулы для расчета живого сечения, смоченного периметра и гидравлического радиуса для сечений потока различной формы
- •Значения эквивалентной шероховатости δ для различных труб
- •Для новых стальных труб (по результатам исследования вти)
- •Зависимость коэффициентов истечения из малых отверстий в тонкой стенке от числа Рейнольдса
- •Коэффициенты истечения из насадков
Методические рекомендации к проведению расчетов
Для того, чтобы определить силу суммарного давления на плоскую стенку следует:
определить глубину погружения центра тяжести стенки
(используя приложение 5);найти площадь смачиваемой поверхности стенки S;
рассчитать суммарную силу давления по формуле (3.1);
точку приложения силы давления – центр давления – определить по формуле (3.2), где момент инерции рассчитывается по формулам, приведенным в приложении 5 (см. примеры 3.1 и 3.2)
Для того, чтобы определить силу суммарного давления на криволинейную стенку следует:
определить горизонтальную и вертикальную составляющие по формулам (3.4) и (3.5);
вычислить суммарную силу давления, используя формулу (3.3);
направление силы давления показать, определив угол β по формуле (3.6) (см. пример 3.1).
Для построения эпюр давления – диаграмм распределения давления на смоченную поверхность следует:
в точке соприкосновения свободной поверхности жидкости со стенкой восстанавливают перпендикуляр и на нем откладывают значение давления р0;
из точки пересечения стенки со дном восстанавливают другой перпендикуляр, равный в масштабе сумме значений р0 и ρgH;
соединив полученные отрезки, получают эпюру абсолютного давления.
Задачи
Задача
3.1. Определить
силу гидростатического давления и центр
давления воды на прямоугольный затвор
шириной b
= 1,2 м, закрывающий вход в прямоугольную
трубу, высота которой h
= 0,8 м. Глубина жидкости в резервуаре H
= 3,5 м, а
= 0,5 м. 
Задача
3.2. Определить
силу гидростатического давления жидкости
на круглую крышку колодца диаметром D
= 1,2 м. Относительная плотность жидкости
δ
= 1,25, глубины H1
= 4,5 м, H2
= 1,0 м.
Задача
3.3. Определить
силу и центр давления воды на стенку
шириной b
= 15 м, глубина воды h
= 3 м.
Задача
3.4. Определить
равнодействующую силу и центр давления
воды на наклонную прямоугольную стенку
шириной b
= 10 м, если глубина воды Н1
= 6 м, Н2
= 2 м, а угол наклона стенки α
= 60°.
Задача
3.5. Прямоугольное
отверстие высотой h
= 0,4 м и шириной b
= 1 м в вертикальной стенке открытого
резервуара с водой закрыто щитом.
Определить силу и центр давления воды
на щит, если Н
= 1,3 м.
Задача 3.6. Определить равнодействующую силу и центр давления воды на прямоугольную стенку шириной b = 10 м, если глубина воды Н1=5 м, Н2=3 м.

Задача 3.7. В вертикальной стенке имеется отверстие, перекрываемое щитом в виде равностороннего треугольника, сторона которого b = 1,5 м. Определить силу гидростатического давления и положение центра давления, если H = 2,3 м.

Задача 3.8. В вертикальной стенке имеется отверстие, перекрываемое щитом в форме эллипса с размерами а = 1,5 м, b = 2,5 м. Определить силу гидростатического давления и положение центра давления, если H = 0,3 м.

Задача
3.9. В боковой
вертикальной стенке резервуара имеется
отверстие, которое перекрывается
равносторонним треугольным щитом со
стороной b
= 1,5 м. Определить силу гидростатического
давления и положение центра давления,
если H
= 2,3 м, избыточное давление в резервуаре
р0изб
= 5 кПа.
Задача
3.10. В боковой
вертикальной стенке резервуара имеется
отверстие, которое перекрывается щитом
в форме эллипса с размерами а = 1,5 м, b
= 2,5 м. Определить силу гидростатического
давления и положение центра давления,
если H
= 3,2 м, вакуумметрическое давление в
резервуаре р0вак
= 10 кПа.
Задача
3.11.
Цилиндрический резервуар для хранения
мазута диаметром D
= 4 м имеем
полусферическую крышку и сообщается с
атмосферой через трубу диаметром d
= 0,2 м. Определить вертикальную составляющую
силы гидростатического давления мазута
на крышку, если
Н1 =
4 м, Н2
= 8 м, а
плотность мазута ρ = 890 кг/м3.

Задача 3.12. Построить тело давления и определить силу, открывающую полусферическую крышку диаметром d = 1 м, Н = 2 м.
Задача 3.13. Построить тело давления и определить силу, прижимающую коническую крышку диаметром d = 1,2 м к основанию резервуара. Резервуар заполнен водой, глубина воды Н = 3 м, высота крышки h = 1 м.

Задача 3.14. Определить величину и направление силы давления воды на боковую поверхность цилиндрического затвора диаметром d = 1,6 м и длиной l = 4 м. Глубина воды Н = 3 м.

Задача
3.15. Построить
тело давления и определить величину и
направление силы гидростатического
давления жидкости с относительной
плотностью δ = 1,25 на затвор. Затвор
является частью цилиндра радиусом R
= 2,6 м, глубина жидкости в резервуаре Н
= 3,8 м.
Задача
3.16. На щите,
наклоненном к горизонту на угол α
= 60°, имеется отверстие, которое
перекрывается круглой крышкой диаметром
d
= 0,8 м. Определить силу гидростатического
давления и центр давления воды на крышку
люка, а
= 1,0 м.
Задача
3.17. В
вертикальной стенке имеется отверстие,
перекрываемое щитом в виде равностороннего
треугольника, сторона которого b
= 2,5 м. Определить силу гидростатического
давления и положение центра давления,
если H
= 3,4 м.
Задача
3.18. В боковой
вертикальной стенке резервуара имеется
отверстие, которое перекрывается щитом
в форме эллипса с размерами а = 1,5 м, b
= 2,5 м. Определить силу гидростатического
давления и положение центра давления,
если H
= 0,3 м, вакуумметрическое давление в
резервуаре р0вак
= 20 кПа.
Задача
3.19. Построить
тело давления и определить силу,
прижимающую полусферическую крышку
диаметром d
= 1,2 м к основанию резервуара. Резервуар
заполнен водой, глубина воды Н
= 3 м.
Задача
3.20. Построить
тело давления и определить величину и
направление силы гидростатического
давления жидкости с относительной
плотностью δ
= 0,8, действующей на цилиндрическую
поверхность, если радиус и длина
образующей цилиндра соответственно R
= 1,2 м, b
= 0,5 м.
