Гидравлика

Задача №2

Определить силу суммарного давления воды на плоский щит, перекрывающий канал (см. рис.) и усилие, которое необходимо приложить для подъема щита. Ширина канала b= x м. глубина воды в канале h= у м.; вес щита G= z (кг). Коэффициент трения щита по опорам F=0,25.

Исходные данные	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ширина канала, b	1,5	2	2,5	1,8	1,5	3	4	3,5	1,7	1,6
Глубина воды в каналe, h	2	1	1,5	3	3,5	2,5	4	2	1	3
Вес щита. G, кг, кН	150000 15	200000 20	100000 10	250000 25	50000 5	150000 15	1000000 10	200000 20	250000 25	15000 0 15

Решение:

1)Сила суммарного давления жидкости на стенку определяется по формуле:

Р= ρ*g*h_с*ω_B= р_с* ω_B (Н) ,

где р- плотность жидкости;

h_с - глубина погружения центра тяжести площади сов. в нашем случае h_с = h/2;

ω_B - площадь вертикальной стенки

ω_B = h*b (м²)

Р= ρ*g*h_c* ω_B = p*g*h_c* h*b= (p*g*h²*b)/2 (Н)

2) Усилие, необходимо для подъема щита определяем по формуле: T=G+F*P (H),

где G- вес щита, Н

F- коэффициент трения щита

Р- сила давления жидкости на щит (Н)

Задача №3

Средняя скорость V течения нефти плотностью р = 900 кг/м³ в трубопроводе с наружным диаметром D= х мм., толщиной стенки δ= у мм., равна z m/c. Определить годовую пропускную способность нефтепровода G_г (т), считая, что нефтепровод работает 350 дней в году.

Исходные данные	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Наружный диаметр т/п D, мм	76	89	114	156	214	237	325	420	273	156
Толщина стенки трубопровода 8, мм	6	8	12	12	12	14	8	10	12	12
Средняя скорость течения нефти V, м/с	1,0	1,0	1,5	1,0	2,0	1,5	1,5	2,0	1,5	1,0

Решение:

1)Определяем внутренний диаметр трубопровода:

d= D- 2δ (м)

, где D- наружный диаметр трубопровода, м.

d- толщина стенки трубопровода, м.

2)Определяем пропускную способность нефтепровода за 1 с.

Q_c=ρ*V*S=ρ*V*(π*d²/4) (кг/с) . где ρ - плотность нефти, кг/м³

V- средняя скорость нефти в трубопроводе, м/с

S- площадь сечения трубопровода, м³

3)Определяем годовую пропускную способность нефтепровода

G_г=350*24*3600*Q_c (кг/год) (т/год)

Задача №4

Нефтепровод состоит из 2 последовательно соединенных участков: 1-го с наружным диаметром Д₁= x₁ мм., и толщиной стенки δ₁= y₁ мм. и второго с наружным диаметром Д₂ =х₂ мм и толщиной стенки δ₂= y₂ мм. Скорость течения нефти на первом участке составляет V₁= z м/с. Какая скорость течения нефти во втором участке? Исходные данные:

Номер варианта	1	2	3	4		5		6	7		8	9	10
Наружный диаметр Дк 1 -го участка	76	89	114		156	214	236		273		325	420	156
Толщина стенки 1го участка δ2, мм	4	6	8	8		10	10			8	12	14	10
Наружный диаметр Дг 2-го участка	89	114	156	214		236	273		325		420	156	420
Толщина стенки 2-го участка δ2 , мм.	4	6	8	8		10	8		10		14	12	14
Скорость течения на первом участке V. м/с.	1,1	1,2	1,4	1,3		1,5	1,6		1,0		1,2	1,1	1,4

Решение:

1. Находим внутренние диаметры на первом и на втором участке соответственно:

d₁ = Д₁-2δ₁; d₂= Д2- 2δ₂ (м)

2. Находим скорость течения нефти во втором участке исходя из уравнения: V₁*S₁= V₂*S => V₁*(π*d₁²/4)= V₂*(π*d₂²/4)

V₁*d₁² = V₂*d₂² => V₂= Vi*( d₁/ d₂)² (м/с)