Основы гидравлики

Контрольная работа - Физика

Другие контрольные работы по предмету Физика

Задача 1

 

Определить абсолютное и избыточное гидростатическое давление воды в точке А на глубине h от поршня, если на поршень диаметром 200 мм воздействует сила Р, атмосферное давление ра=0,1 МПа.

Дано:

H=0,68

D=0,0002 м

Р=6,5

ра=0,1 МПа

Найти: Рп- ? Рж - ?.

Согласно основного уравнения гидростатики абсолютное гидростатическое давление в точке А определится:

 

.

 

Избыточное давление в точке А равно:

 

 

Пьезометрическая высота для точки А равна:

 

 

Можно отметить, что пьезометром удобно измерять только относительно малые давления, в противном случае требуется большая высота пьезометра, что неудобно в эксплуатации.

Задача 2

 

Определить максимальную глубину воды в водонапорном баке объемом W, установленном на перекрытии. Дополнительная нагрузка на перекрытие от установки бака с водой не должна превышать Р. Масса бака с арматурой m.

Дано:

1. Абсолютное гидростатическое давление в сечении 0 - 0

 

=?ат+?рт hx (1)

 

2. Абсолютное гидростатическое давление в сечении а - а

 

= + ?в h1 = ?ат + ?рт hх +? h1 (2)

 

3. Абсолютное гидростатическое давление в сечении а - а со стороны закрытого арматурой.

 

= ?в h2 (3)

 

4. Решая уравнения 2 и 3 определить hх

 

+ ?рт hх + ?в h1 = ?в y2

hх = = = 0,08 м

 

Задача 3

 

Определить силу избыточного гидростатического давления на заслонку размерами axb, закрывающую отверстие в стенке резервуара с бензином плотностью р=800 кг/м3. Высота слоя бензина до начала заслонки h. Построить эпюру избыточного гидростатического давления.

Определим горизонтальную составляющую силы Р:

 

Рx = ?ghcSB;

 

hc - глубина погружения центра тяжести вертикальной проекции;

 

hc =

 

SB - площадь вертикальной проекции смоченной поверхности;

SB = bH = 0,70,4 =0,28 м2;

Тогда: Рx = 9,8110000,20,28 = 549.36 Н;

Теперь определим вертикальную составляющую силы Р:

 

Рz = ?V

 

где V - тело давления (BCC/В)

Так как тело давления не заполнено жидкостью, то Рz, будет направлена вверх

значит

 

V = ;

R = м;

АС/ = Rcos? = 0,46cos60o = 0,23 м;ACC/ =м2;ACC/ = bSACC/ = 0,70,046 =0.032 м2;

тогда объем тела давления:

V =0.046 м3;

Поэтому Рz = 98100,046 = 451.26 H;

Тогда величина искомой силы:

 

Н;

 

Определим угол, задающий направление силы Р:

 

tg? =

 

? =39,4

 

Задача 4

 

Для заполнения пожарного водоема используется трубопровод длиной L. Определить необходимый напор насоса, если возвышение водоема над источником Z, гидравлический уклон i, свободный напор в конце линии Нсв.

Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2, принимая

 

;

 

Учитывая, что z1 = z2 = 0, пренебрегая в первом потерями напора, т.е. принимая = 0 и полагая ?1 = ?2 = 1; получим:

 

;

Из уравнения неразрывности (постоянства расхода) течения имеем: V = S1?1 = S2?2;

 

, а , то ;

 

Обозначим: , тогда уравнение Бернулли запишется в виде:

 

;

 

Откуда:

 

;

 

Тогда расход воды в трубе:

 

;

 

Но так как мы пренебрегли потерями напора, то расход воды будет меньше. С учетом этих потерь формула для определения расхода запишется в виде:

 

?;

где ? - коэффициент, учитывающий уменьшение расхода вследствие потерь напора.

Примем ? = 0,98

тогда:

0.0618 м3/с;

? зависит от и числа Рейнольдса (по приложению 13 с. 233 Примеры расчетов по гидравлике под ред. Альтшуля, 1976 г.)

=0,5;

 

Re =;

 

Скорость в сужении трубы:

 

м/с;

 

Кинематическую вязкость воды находим по прил. 2 для t = 32 оС, ? = 0,8110-6 м2/с;

Тогда Re =607407.4 > 2320 (значит режим турбулентный)

Ответ: V = 0,0618 м3/с.

 

Задача 5

давление поршень насос бак

Определить предельную высоту расположения оси центробежного насоса над уровнем воды в водоисточнике h, если расход воды из насоса Q, диаметр всасывающей трубы d. Вакуумметрическое давление, создаваемое во всасывающем патрубке Рв, потери напора во всасывающей линии 1 м.

Запишем уравнение Бернулли для потока жидкости во всасывающем трубопроводе (линия всасывания) для сечений О-О и Н-Н:

 

 

И уравнение Бернулли для потока жидкости в напорном трубопроводе (линия нагнетания) для сечений К-К и 1-1:

 

 

Рассматривая выше представленные равнения, найдём приращение удельной энергии жидкости в насосе для единицы её веса:

 

 

Величина

 

 

Определяется трубопроводом и носит название кривой потребного напора, а величина (принимая ?к=?н=1)

 

 

Называется напором насоса. Напор насоса является функций его объёмной подачи, т.е. объёма подаваемой жидкости в единицу времени Q.

Зависимость основных технических показателей насоса, в том числе напора, от подачи при постоянных значениях частоты вращения, вязкости и плотности жидкости на входе в насос называется характеристикой насоса.

Необходимым условием устойчивой работы насоса, соединённого трубопроводом, является равенство, развиваемого насосом напора, величине потребного напора трубопровода.

 

 

Для расчета коэффициента гидравлического сопротивления (коэфф?/p>