Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
задачник Microsoft Word - копия.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
15.11.2019
Размер:
606.72 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Архитектурно-строительный институт

Кафедра водоснабжения и водоотведения

Гидростатика и гидродинамика

Практикум по курсу

«Гидравлика», «Гидромеханика»,

«Механика жидкости и газа».

Специальности:

290800 «Водоснабжение и водоотведение»,

290500 «Городское строительство и хозяйство»,

290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Новокузнецк

2011

Рецензент: __________________________________________________

Гидростатика и гидравлические сопротивления: Практикум по курсу «Гидравлика» / Сост. О.В. Савилова: СибГИУ. – Новокузнецк, 2011 - _________

Изложены основные теоретические сведения, приведены примеры решения задач по гидростатике и гидравлическим сопротивлениям и представлены для самостоятельного решения 6 заданий по 25 вариантов задач в каждом.

Предназначен для студентов специальностей «Водоснабжение и водоотведение» (290800), «Городское строительство и хозяйство» (290500), «Теплогазоснабжение и вентиляция» (290700).

Общие сведения

Настоящий сборник задач ориентирован на самостоятельное решение каждым студентом 3 задач по гидростатике и3 задач по гидравлическим сопротивлениям.

Первая цифра номера задачи является номером задания, вторая цифра в заданиях №1, 2 и 6 является номером варианта, соответствующего номеру фамилии студента в журнале группы, в заданиях №3, 4 и 5 каждая задача содержит 5 вариантов цифровых данных.

Каждое задание студент должен выполнить не позже, чем через неделю после изучения соответствующего раздела курса на лекциях, затем оформить решение задачи для контроля преподавателем и подготовки к зачету или экзамену.

  1. Гидростатическое давление

Гидростатическое давление Р представляет собой напряжение сжатия в точке, расположенной внутри покоящейся жидкости. Его размерность в системе СИ – Н/м2 (Паскаль, 1 Па = 1 Н/м2), внесистемные единицы – бар, атмосфера (ат); м. вод. ст.; мм. рт. ст.

Гидростатическое давление в атмосфере на уровне земли обозначается Ра. Для практических расчетов 1 техническая атмосфера 1 кгс/см2 = 10 м вод ст. = 735 мм рт ст. = 9,81·104 Па = 105 Па = 1 бар.

Полное напряжение сжатия от всех действующих поверхностных и массовых сил, приложенных к жидкости, называется абсолютным давлением:

Рабс0+gh, (1)

где Р0 – давление на свободной поверхности жидкости или известное давление;

 - плотность жидкости;

h – глубина погружения точки.

Для пресной воды при 4С  = 1000 кг/м3, для ртути при 20С  = 13540 кг/м3.

Если Р0 = Ра то уравнение (1) примет вид:

Рабса+gh, (2)

Разность между абсолютным и атмосферным давлением называется избыточным или манометрическим давлением:

Римабса (3)

Если абсолютное давление меньше атмосферного, то разность между атмосферным и абсолютным давлением называется вакуумом:

Рвакаабса-(Риа)=-Ри (4)

Пример 1.

К котлу, заполненному холодной водой, присоединена вакуумметрическая трубка, опущенная в стакан с ртутью (рис.1). Найти абсолютное Рабс, и избыточное Ри давления на дне котла.

Решение: На уровне А-А давление в трубке и на поверхности ртути одно и то же – атмосферное: Рабс = Ра. Это давление уравновешивается давлением на свободной поверхности котла и давлениями столбов воды и ртути:

Ра0+вgh2+ртgh1,

откуда

Р0а-вgh2-ртgh1=105-1000·9,81·2-13540·9,81·0,4=27249 Па

Абсолютное давление на дне котла (точка Д) выражается через давление на поверхности воды как:

РД абс0+вgh3=27249+1000·9,81·5=76299 Па

Избыточное давление на дне котла:

РД иД абса=76299-105=23701 Па

ЗАДАЧИ

Задача 1.1. Определить атмосферное давление, если абсолютное давление воздуха в резервуаре Р=1,02 атм., разность уровней воды и керосина h=100 мм, плотность керосина к=800 кг/м3.

Задача 1.2. Определить массу m груза, находящегося на поршне диаметром D=200 мм, если масло плотностью м=900 кг/м3 поднялось в трубке на высоту h=0,7 м, показание манометра, установленного на воздушном резервуаре, Рм = 470 кгс/м2.

Задача 1.3. К всасывающей трубе насоса (в точке А) присоединен ртутный манометр. Найти абсолютное давление и вакуум на стыке дифманометра и всасывающей трубы, если h1=1,3 м; h2=0,2 м. Величина атмосферного давления Ратм=9,81·104 Па.

Задача 1.4. Определить абсолютное и избыточное давление в точке подключения ртутного манометра за насосом (точка А), если h1=0.49 м, h2=0.57 м.

Задача 1.5 Определить глубину нефти Н в резервуаре по показанию дифманометра h = 0,5 м и высоте h=0,45 м. Дифманометр подсоединен к трубке, по которой подается сжатый воздух, выходящий из нее в точке А, плотность нефти н=890 кг/м3.

Задача 1.6 Поверхность раздела между маслом и водой определяется в отстойнике по трубке А, уровень масла – по трубке В. Найти плотность масла, если а=0,4 м, в=1,6 м, с=1,4 м.

Задача 1.7 Определить абсолютное давление и вакуум на поверхности воды в резервуаре, если h1=0,45 м, h2=0,25 м.

Задача 1.8 В отопительном котле избыточное давление пара не должно превышать Р=160 кПа. При повышении этого давления должен произойти перелив холодной воды из U – образной трубы с выпуском пара. Найти минимальное значение линейного размера h и избыточное давление на дне котла, если плотность воды в=980 кг/м3, Н=1,4 м.

Задача 1.9 Определить разность давлений в центрах закрытых сосудов, если расстояния от центров сосудов до уровней ртути в U – образной трубке Н1=625 мм, Н2=600 мм, плотность масла м=850 кг/м3.

Задача 1.10 Определить показание манометра, установленного на маслобаке, если разности уровней жидкости h1=120 мм, h2=170 мм, h3=210 мм, плотность масла м=820 кг/м3.

Задача 1.11 Определить избыточное давление в центре сосуда Б, если показание манометра, подключенного к сосуду А, Рм=0,72 кгс/см2, плотность керосина к=800 кг/м3, высоты уровней h1=250 мм, h2=250 мм.

Задача 1.12 Определить показание манометра, установленного в верхней точке резервуара, если высота масла в U – образной трубке Н=1,2 м, плотность масла м=880 кг/м3, высота h=200 мм.

Задача 1.13 Определить абсолютное давление воздуха в сосуде, если высоты уровней в U – образной трубке равны Н=0,9 м, h=390 мм, показание барометра 760 мм.рт.ст.

Задача 1.14 Определить разность уровней воды и масла в вертикальных трубках h, если абсолютное давление воздуха в сосуде P=0,9 ат., плотность масла м=820 кг/м3, показание барометра 721 мм.рт.ст.

Задача 1.15 Какое давление (манометрическое или вакуум) показывает мановакууметр, установленный на резервуаре, и какова его величина, если показание манометра Рм=0,11 кгс/см2, высоты жидкостей Н1=0,82 м, Н2=0,67 м, плотность масла м=890 кг/м3.

Задача 1.16 Определить показания вакуумметра Рвак, подключенного к резервуару Б, если абсолютное давление воды в центре резервуара А Ра=125,5 кН/м2, высоты уровней ртути в U – образной трубке h1=730 мм и h2=970 мм. Атмосферное давление Ратм=733 мм.рт.ст.

Задача 1.17 Определить расстояние Н от поверхности воды в резервуаре до свободной поверхности ртути в U – образной трубке, если разность уровней ртути h=127 мм, показание манометра Рм= 0,12 ат.

Задача 1.18 Определить абсолютное давление в верхней точке закрытого сосуда, если H=286 мм, h=135 мм, Ратм=740 мм.рт.ст.

Задача 1.19 Определить разность давлений Р в центрах закрытых сосудов I и II, заполненных водой, если h1=0,5 м, h2=300 мм, плотность масла м=880 кг/м3.

Задача 1.20 Определить абсолютное давление Р на поверхности воды в резервуаре, если показание манометра Рм=0,75 атм, высоты уровней жидкостей h1=105 мм, h2=95 мм, показания барометра Ра=755 мм.рт.ст.

Задача 1.21 Определить показание вакуумметра Рвак, установленного на маслобаке, если высоты уровней жидкости h=350 мм, Н=0,85 м, плотность масла м=890 кг/м3.

Задача 1.22 Определить, какое давление (манометрическое или вакуум) показывает мановакууметр, установленный на воздушном резервуаре, и его величину hМВ, если высоты уровней жидкостей h=1020 мм, Н=1,5 м, плотность масла м=900 кг/м3.

Задача 1.23 Определить избыточное давление Р в верхней части правого резервуара, Рм=0,6 кгс/см2, плотности жидкостей ж1=850 кг/м3, ж2=900 кг/м3, h1=350 мм, h2=350 мм.

Задача 1.24 Определить высоты жидкостей h1 и h2, если разность уровней жидкости Н=0,3 м, плотность жидкости в правом колене =900 кг/м3.

Задача 1.25 Определить высоту столба ртути h (мм), если Н=1,4 м, показание вакуумметра в=215 мм.рт.ст.

Рис.1.1 Рис. 1.2 Рис.1.3

Рис.1.4 Рис.1.5 Рис.1.6

Рис.1.7 Рис.1.8 Рис.1.9

Рис.1.10 Рис.1.11 Рис.1.12

Рис.1.13 Рис.1.14 Рис.1.15

Рис.1.16 Рис.1.17 Рис.1.18

Рис.1.19 Рис.1.20 Рис.1.21

Рис.1.22 Рис.1.23 Рис.1.24

Рис.1.25

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

Оставленные комментарии видны всем.