Задачник по аэрогидромеханике
.pdf
2-7 8. В резервуар налит керосин ( 822 кг / м3 ). Избыточное давление на свободной поверхности равно pизб .
Определить: 1) момент, который необходимо приложить к оси О дискового затвора диаметром D, закрывающего сливную трубу, наклоненную под углом к горизонту (ось затвора расположена на глубине H 1);
2) растягивающее и срезающее усилия на болтовую систему полуцилиндрической крышки радиусом R и длиной L=0,60 м, находящейся на глубине h в стенке резервуара.
2-9 10. |
Бак заполнен маслом ( =830 кг/ м 3 ) под давлением p |
м |
. На на- |
|
|
|
клонном дне сделано круглое отверстие, закрытое полусферической крышкой радиусом R. Глубина погружения центра отверстия H 1. В верхней части бак
имеет наклонную плоскую крышку диаметром D с осью вращения О. Определить: 1) силу F, которой должна прижиматься к наклонной стенке
плоская крышка во избежание утечки масла; 2) усилия на болтовую систему полусферической крышки.
2-11 12. У шарового сосуда радиусом R часть поверхности вырезана и заменена плоской стенкой, на которой посередине имеется круглый люк диа-
метром D. Показание манометра pм . Сосуд заполнен маслом ( =850кг/ м 3 ).
Определить: 1) величину и точку приложения силы давления масла на плоскую крышку люка;
2) величину и направление силы давления масла на верхнюю четверть ab поверхности сосуда.
К задачам 2-7 8 |
К задачам 2-9 10 |
К задачам 2-11 12 |
31
2-13 14. В вертикальной стенке бака на глубине H 1 сделано круглое отверстие диаметром D, закрытое полусферической крышкой. Вверху бак имеет
наклонную крышку размерами |
a a с осью вращения О. Бак заполнен водой |
до уровня h в пьезометре. |
|
Определить: 1) силу F, |
которой должна прижиматься к баку верхняя |
крышка во избежание утечки воды; 2) величину и направление силы давления воды на полусферическую
крышку.
2-15 16. Резервуар со стенками шириной B =2,40м перпендикулярно
плоскости рисунка заполнен керосином ( =720кг/ м 3 ). В наклонной стенке резервуара сделано круглое отверстие диаметром D, закрытое плоской крышкой с осью вращения О на глубине H 1. На свободной поверхности избыточное дав-
ление pизб .
Определить: 1) величину силы F, прижимающую крышку во избежание утечки керосина;
2) величину и направление силы давления керосина на цилиндрическую поверхность ab радиуса R, если точка a находится на глубине h.
2-17 18. У шарового сосуда радиусом R одна четверть поверхности вырезана и заменена горизонтальной полукруглой пластиной и вертикальной полукруглой крышкой с горизонтальной осью вращения О. Сосуд заполнен мас-
лом ( =830кг/ м 3 ) под давлением pм , соответствующему столбу жидкости h.
Определить: 1) величину силы F, необходимую для удержания крышки в закрытом положении во избежание утечки масла;
2) силу воздействия масла на сферическую поверхность сосуда.
К задачам 2-13 14 |
К задачам 2-15 16 |
К задачам 2-17 18 |
R
32
2-19 20. Бак в форме усеченной пирамиды с наклоном стенок имеет сверху полусферическую крышку радиусом R и заполнен водой до уровня h в пьезометре. Боковая стенка бака имеет круглое отверстие диаметром D, закрытое плоской крышкой, ось вращения которой расположена на глубине H 1.
Определить: 1) силу F, которой должна прижиматься плоская крышка к баку во избежание утечки воды;
2) силу давления воды на крышку, если вместо плоской установить полусферическую.
2-21 22. Цилиндрическая цистерна длиной L=4,20м и радиусом R за-
полнена нефтью ( =960кг/ м 3 ). Показание манометра p |
м |
. |
|
|
Определить: 1) величину и точку приложения силы давления жидкости на плоскую крышку, закрывающую круглое отверстие диаметром D сбоку цистерны.
2) величину и направление силы давления нефти на часть ab поверхности цистерны.
2-23 24. Бак высотой H=2,20м в вертикальной стенке имеет отверстие, закрытое шаровым клапаном радиусом R. Заполнение бака нефтью
( =780кг/ м 3 ) производится через наклонную трубу диаметром D, перекрываемую плоским круглым затвором с осью вращения на высоте H 1. Показание манометра составляет pм .
Определить: 1) момент, необходимый для удержания затвора в закрытом положении, если с другой стороны затвора в трубе давление атмосферное;
2) силу и направление воздействия нефти на клапан.
К задачам 2-19 20 |
К задачам 2-21 22 |
К задачам 2-23 24 |
33
2-25 26. Закрытый резервуар имеет прямоугольное окно длиной L=1,20м и шириной D, которое закрывается цилиндрическим затвором. На свободной поверхности воды избыточное давление pизб . Глубина погружения оси затвора
H 1.
Определить усилие на цапфы и момент воздействия воды на затвор.
2-27 28. Бак высотой H=2,00м имеет в днище отверстие, закрытое шаровым клапаном радиусом R. Заполнение бака нефтью ( =950кг/ м 3 ) производит-
ся через наклонную трубу диаметром D, перекрываемую плоским круглым затвором с осью вращения, расположенной на высоте H 1. Показание манометра
составляет pм .
Определить: 1) момент, который нужно приложить к затвору для удержания его в закрытом положении, если с другой стороны затвора в трубе давление атмосферное;
2) усилие воздействия нефти на клапан.
2-29 30. Резервуар длиной L=3,20 м и высотой H 1 в вертикальной стенке на глубине h = 1,2м имеет отверстие диаметром D, закрытое коническим клапаном высотой l=240мм. Резервуар полностью заполнен маслом ( =840кг/ м 3 ). Показание манометра, установленного на крыше резервуара, составляет pм .
Определить: 1) величину и точку приложения силы давления масла на боковую стенку ab резервуара;
2) величину и направление силы воздействия масла на клапан.
К задачам 2-25 26 К задачам 2-27 28 К задачам 2-29 30
34
2-31 32. Цистерна длиной L=3,60 м и высотой H=2,00 м заполнена неф-
тью ( =920 кг/ м 3 ) под избыточным давлением p |
изб |
. Снизу цистерна имеет на- |
|
|
|
|
|
клонную крышку размерами |
a a с осью вращения О. |
||
Определить: 1) силу |
F, которой необходимо прижимать к цистерне |
||
крышку во избежание утечки нефти; 2) величину и направление силы давления нефти на цилиндрическую
часть ab цистерны.
2-33 34. В наклонной стенке бака высотой H=1,60 м сделано круглое отверстие диаметром D, закрытое плоской крышкой. Центр крышки расположен на расстоянии H 1 от дна бака. Показание манометра, установленного на крыше
бака, составляет pм . Бак заполнен маслом ( =800кг/ м 3 ).
Определить: 1) величину и точку приложения силы давления масла на плоскую крышку люка;
2) величину и направление силы давления масла на крышку, если плоская будет заменена полусферической.
2-35 36. Отверстие в дне сосуда, выполненного в виде неправильной призмы (a a, H 1), у которой передняя и задняя грани параллельны, закрыто
конической пробкой диаметром D и высотой l=200мм. Сосуд полностью заполнен водой под давлением pм .
Определить: 1) величину и точку приложения силы давления на боковую грань сосуда;
2) силу давления воды на коническую пробку.
К задачам 2-31 32 |
К задачам 2-33 34 |
К задачам 2-35 36 |
35
2-37 38. Резервуар длиной L=2,00 м и высотой Н =2,20м заполнен маслом ( =760кг/ м 3 ). Показание манометра, установленного на крыше резервуара, составляет pм . В наклонной стенке сделано квадратное отверстие размерами
a a , закрытое плоской крышкой с осью вращения О, расположенной на глубине H 1. Крышка, во избежание утечки масла, прижимается силой F.
Определить: 1) величину силы F;
2) величину и направление силы давления масла на цилиндрическую поверхность ab.
2-39 40. Резервуар с нефтью ( =900 кг/ м 3 ) диаметром 2R и длиной
L=6,0м оборудован сливной наклонной трубой диаметром D. В трубе установлен дисковый затвор, ось которого находится на глубине H 1 под уровнем
нефти. Высота заполнения нефти в резервуаре Н = 1,60 м. На свободной поверхности давление избыточное pизб .
Определить: 1) момент, необходимый для удержания дискового затвора в закрытом состоянии;
2) величину и направление силы давления нефти на цилиндрическую часть ab поверхности резервуара.
2-41 42. Закрытый резервуар имеет прямоугольное окно длиной L=1,40м и шириной D, которое закрывается цилиндрическим затвором. Сосуд заполнен
керосином ( =820кг/ м 3 ) до уровня H 1 от оси затвора. На свободной поверхности давление избыточное pизб .
Определить силу воздействия керосина на затвор и момент этой силы относительно оси О.
К задачам 2-37 38 |
К задачам 2-39 40 |
К задачам 2-41 42 |
36
|
|
2-43 44. |
Бортовая топливная цистерна I заполняется топливом |
( |
т |
780кг / м3 ) |
через приемную трубку 2, выходящую на палубу судна |
|
|
|
(Н=5,5м). В наклонной стенке цистерны имеется отверстие, закрытое плоской крышкой. Центр крышки расположен на расстоянии H 1 от днища. Ширина
цистерны В=1,5м, радиус скулы R, осадка судна Т=3,0м.
Определить: 1) величину и точку приложения силы давления топлива на крышку отверстия, если оно круглое диаметром D;
2) величину и направление силы давления воды на часть KMN обшивки корпуса судна на длине a одной рамной шпации.
2-45 46. По условиям задач 2-43 44 определить:
1)величину и точку приложения силы давления топлива на крышку отверстия, если оно имеет эллиптическую форму размерами a D;
2)величину и направление сил давления воды и топлива на скуловой лист MN на длине 5,4м.
2-47 48. В кормовой части судна имеется отсек, заполненный топливом ( т =0,87) до уровня H1. С другой стороны переборки – давление атмосферное.
Поперечную переборку отсека условно можно представить в виде в виде, приведенном на рисунке.
Определить: 1) величину и точку приложения силы воздействия топлива на переборку, если над топливом давление атмосферное;
2) величину и направление силы давления воды на лист ВС на длине шпации а, считая форму корпуса в пределах шпации цилиндрической.
2-49 50. По условиям задач 2-47 48 определить:
1)величину и точку приложения силы давления топлива на переборку, если над топливом создано избыточное давление pизб ;
2)величину и направление силы давления воды на лист обшивки АВ на длине шпации а , считая форму корпуса в пределах шпации цилиндрической.
К задачам 2-43 46 |
К задачам 2-47 50 |
37
2-51 52. Топливные цистерны подводной лодки диаметром D снабжены воздушными гуськами и заполнены топливом ( т 810 кг / м3 ) так, как указано на рисунке. Глубина погружения лодки H1. В отсеке избыточное давление воз-
духа pизб . Плотность морской воды 1025кг / м3 .
Определить: 1) величину и точку приложения силы давления, действующей на круглую крышку диаметром d цистерны, если глубина погружения центра крышки h;
2) величину и направление результирующей сил давления, действующих на часть АВ обшивки лодки на длине шпации l=1,6м.
2-53 54. По условиям задач 2-75 76 определить:
1)величину и точку приложения силы давления, действующей на квадратную d d крышку топливной цистерны, если глубина погружения центра крышки h;
2)величину и направление результирующей сил давления, действующих на часть АС обшивки корпуса на длине шпации l=0,8м.
2-55 56. Вид и размеры поперечной переборки топливной цистерны судна приведены на рисунке. Цистерна заполнена топливом ( т =0,85) до уровня
H 1. Осадка судна Т=4,2м. Плотность морской воды 1025кг / м3 .
Определить: 1) величину и точку приложения силы давления топлива на поперечную переборку;
2) величину и направление силы давления воды на килевой лист АВ обшивки корпуса судна на длине в одну шпацию а .
2-57 58. По условиям задачи 2-55 56 определить:
1)величину и точку приложения силы давления воды на лист ВС бортовой обшивки судна на длине в одну шпацию а;
2)величину и направление силы давления топлива на участок АВ днищевой обшивки судна длиной a.
К задачам 2-51 54 |
К задачам 2-55 58 |
38
2-59 60. На судне шириной В=10,0м и осадкой Т=3,5м цистерна-отсек заполнена топливом ( т =0,82) до уровня H1. Радиус скулы R.
Определить: 1) величину и точку приложения силы давления топлива на поперечную переборку топливной цистерны;
2) величину и направление силы давления воды на часть KMN наружной обшивки в пределах шпации а.
2-61 62. По условиям задач |
2-59 60 определить: 1) величину, направле- |
|||
ние и точку приложения сил давления топлива на участки KM, MN и NP об- |
||||
шивки цистерны при ее длине l=5,4м. |
||||
2-63 64. Цистерна подводной лодки диаметром D находящейся на глуби- |
||||
не H |
1 |
, заполнена топливом ( |
т |
865кг / м3 ) под избыточным давлением |
|
|
|
||
pизб . Вне топливной цистерны в отсеке лодки давление атмосферное. Плот-
ность морской воды 1025кг / м3 .
Определить: 1) величину и точку приложения силы давления, действующей на поперечную переборку топливной цистерны, если она заполнена на половину;
2) величину и направление результирующей сил давления на пластину ВС на длине шпации а.
2-65 66. По условиям задач 2-63 64 определить: 1) величину и точку приложения силы давления, действующей на поперечную переборку топливной цистерны, если она заполнена практически полностью;
2) величину и направление результирующей сил давления на пластину ВС на длине шпации а.
К задачам 2-59 62 |
К задачам 2-63 66 |
39
2-67 68. Топливная цистерна военного корабля, оборудованного булями и имеющего килеватое днище, заполнена топливом ( т =0,82), как показано на
рисунке. Ширина корпуса корабля В=20,0м, осадка Т=8,0м, радиус буля R. Плотность морской воды 1025кг / м3 .
Определить: 1) величину и точку приложения силы давления топлива на часть днищевой секции судна на длине шпации а;
2) величину и направление силы давления воды, приложенной к участку ACD бортовой секции судна на длине одной шпации.
2-69 70. По условиям задач 2-67 68 определить:
1)величину и точку приложения силы давления воды на часть днищевой секции судна на длине шпации а;
2)величину и направление силы давления топлива на обшивку буля на длине одной шпации.
2-71 72. Топливная цистерна судна, |
имеющего развал бортов , запол- |
||||
нена топливом ( |
т |
790кг / м3 ) до уровня |
H |
1 |
. Осадка судна Т=3,6м, радиус |
|
|
|
|
||
скулового подворота R =1,1м. Плотность забортной воды 1025кг / м3 . Определить: 1) величину и точку приложения силы давления забортной
воды на часть АВ бортовой секции на длине в одну шпацию а; 2) величину и направление силы давления топлива на участок ВС обшив-
ки судна на длине в одну шпацию.
2-73 74. По условиям задач 2-71 72 определить:
1)величину и точку приложения силы давления топлива на часть АВ бортовой секции на длине l=3а;
2)величину и направление силы давления забортной воды на участок ВС обшивки судна на длине l=3а.
К задачам 2-67 70 |
К задачам 2-71 74 |
40