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>