Гидравлика

Вариант 9

Задачи 1,2,3,4,5,6,7

В формате pdf

Задача 1

Построить эпюры избыточного гидростатического давления воды на стенки плотины ломаного сечения. Определить силы давления на 1 метр ширины вертикальной и наклонной частей плотины (рис. 1) и точки их приложения, если: глубина воды h, высота вертикальной части стены АВ hАВ; угол наклона стены ВС к горизонту 30°.

1

Задача 2

Определить величину и направление силы гидростатического давления воды на 1 метр ширины вальцового затвора диаметром D (рис. 2).

2

Задача 3

Определить давление воды р1 в узком сечении трубопровода (рис. 3, сечение 1–1), если: давление в широкой его части (сечение 2–2) равно р2, расход воды, протекающей по трубопроводу, Q = 5 л/с, диаметры труб узкого и широкого сечений соответственно d1 иd2.

Режим движения в трубопроводе – турбулентный.

3

Задача 4

Определить диаметр d самотечного трубопровода длиной l, подающего воду из реки в береговой колодец, и разность уровней воды H в колодце и реке (рис. 4), если: расход воды, забираемой насосом из берегового колодца на нужды водоснабжения, Q; расчетная скорость движения воды по самотечному трубопроводу V = 0,7 ÷ 1,5 м/с; эквивалентная шероховатость трубы kэ = 1 мм; температура воды t° C.

Примечания: 1. Скоростями движения воды на свободной поверхности в реке и береговом колодце следует пренебречь.

2. Вычисленный диаметр самотечной трубы следует округлить до ближайшего большего стандартного значения: 50, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 мм.

3. Коэффициенты местных сопротивлений принять:

на входе в трубу, имеющую сетку с обратным клапаном, ζвх = 3,0;

на выходе из трубы в колодец, ζвых = 1,0.

4

Задача 5

Определить расход воды Q, проходящий через водоспускную трубу в бетонной плотине, если: напор над центром трубы H, диаметр трубы d, длина ее l (рис. 5).

5

Задача 6

Дорожная насыпь, имеющая высоту Hнас, ширину земляного полотна B = 12 м и крутизну заложения откосов m = 1,5, пересекает водоток с переменным расходом, для пропуска которого в теле насыпи укладывается с уклоном im, круглую железобетонную трубу, имеющую обтекаемый оголовок.

Требуется.

1. Подобрать диаметр трубы для пропуска расхода Qmax в напорном режиме при допустимой скорости движения воды в трубе Vдоп = 4 м/с и минимально допустимом расстоянии от бровки насыпи до подпорного уровня amin = 0,5 м.

2. Определить фактическую скорость движения воды в трубе Vф при пропуске максимального расхода и глубину H воды перед трубой, соответствующую этому расходу.

3. Рассчитать предельные расходы и соответствующие им глубины перед трубой, при которых труба будет работать в безнапорном и полунапорном режимах.

6

Задача 7

Магистральный оросительный канал трапецеидального сечения, имеющий ширину по дну b, крутизну откосов m = 1,5, коэффициент шероховатости стенок n = 0,025, проложенный с уклоном i и пропускающий расход Q, пересекает железнодорожную линию.

На пересечении железной дороги с каналом установлен малый однопролётный мост, имеющий прямоугольное отверстие. Возвышение низа пролетного строения моста над дном русла Нм.

Требуется:

1. Определить ширину отверстия моста bм  для пропуска расхода Q, если максимально допустимая скорость движения воды в подмостовом русле Vдоп, а минимально допустимое превышение низа пролетного строения над уровнем подпертого горизонта перед мостом аmin = 0,5 м.

2. Найти глубину воды Н перед мостом при пропуске через выбранное отверстие моста заданного расхода.

3. Вычислить скорости движения воды перед  мостом V, за мостом V0 и в расчетном сечении подмостового русла Vр.

4. Определить ширину потока по урезу воды перед мостом В и за мостом В0.

Примечание: При решении задачи принять коэффициент расхода μ = 0,35; критерий затоплении N = 0,8; расчетный коэффициент k = 0,52.