Гидравлика

Всего 30 задач.
Задачи с 1 по 15 (Купить 1 ю часть)

Задача 1
Трубопровод длиной l = 80 м и внутренним диаметром d = 0,2 м перед гидравлическим испытанием заполнен водой, находящейся под атмосферным давлением. Температура воды t = 5 °C. Определить, сколько нужно добавить в трубопровод воды, чтобы избыточное давление в нем повысить до величины Δp = 16 • 103 Н/м2. Деформацией трубопровода пренебречь.

Задача 2
В отопительный котел поступает Q1 = 80 м3 при температуре t1 = 70 °С. Сколько кубометров воды будет выходить из котла, если нагрев производится до температуры t2 = 92 °С (рис. 1)?

Задача 3
На сколько изменится величина кинематической вязкости воды при повышении ее температуры от t1 = 20 °С до t2 = 90 °С?

Задача 4
Определенная при помощи вискозиметра Энглера вязкость нефти составляет 8,5 °Е. Определить динамическую вязкость нефти, если ее относительный удельный вес δ = 0,85.

Задача 5
При какой высоте ртутного столбика барометра h (рис. 2) атмосферное давление будет равно одной технической атмосфере?

Задача 6
Определить избыточное давление p в сосуде А (рис. 3) по показанию жидкостного манометра, если в левом открытом колене над ртутью налито масло, а в правом – вода. Дано: h1 = 2 м; h2 = 0,5 м; h3 = 0,2 м.

Задача 7
Из сосуда А в резервуар Б, наполненный водой, опущена стеклянная трубка (рис. 4). На свободную поверхность жидкости в сосуде Б действует атмосферное давление pатм. Уровень жидкости в стеклянной трубке по отношению к свободной поверхности жидкости в резервуаре Б поднялся на высоту h = 3 м. Определить абсолютное давление в сосуде А.

Задача 8
Определить величину абсолютного давления p на поверхности воды в сосуде (рис. 5), если в трубке ртутного манометра вода поднялась на высоту h = 0,28 м, а поверхность воды в сосуде находится на расстоянии H = 1,6 м от нижнего уровня ртути в колене манометра.

Задача 9
Определить силу давления воды на круглую крышку люка диаметром d, закрывающую отверстие на наклонной плоской стенке (рис. 6). Угол наклона стенки равен α. Длина наклонной стенки от уровня воды до верха люка равна a. Найти точку приложения равнодействующей. Построить эпюру гидростатического давления. Дано: d = 1,1 м; α = 60°; a = 1,2 м.

Задача 10
Определить величину суммарного давления воды на сегментный затвор радиусом R при заданных значениях ширины затвора b и угла α (рис. 7). Построить эпюру гидростатического давления и найти точку приложения суммарного давления. Дано: α = 30°; R = 4,3 м; b = 5,5 м.

Задача 11
Определить необходимую толщину стенки стального водовода, предназначенного для работы под давлением p = 14 × 105 кгс/м2. Диаметр трубопровода D = 0,6 м.

Задача 12
Трубопровод насосной станции находится под давлением p = 10 • 105 Н/м2. Диаметр трубопровода d = 1,0 м. Определить равнодействующую давлений воды на колено при повороте трубопровода на угол α = 60°.

Задача 13
Две вертикальные трубы центрального отопления соединены горизонтальным участком, на котором установлена задвижка диаметром d = 0,2 м. Температура воды в правой вертикальной трубе tп = 80 °С, а в левой tл = 20 °С. Найти разность давлений на задвижку справа и слева. Высота воды в вертикальных трубах h = 20 м над уровнем горизонтальной трубы (рис. 8).

Задача 14
Песок на строительство доставляется на деревянной шаланде, которая имеет вертикальные борта и площадь F в плане. Собственный вес шаланды G. Определить, сможет ли пройти шаланда: а) в порожнем состоянии; б) с грузом песка в количестве W, если наименьшая глубина по фарватеру равна hmin. Дано: F = 50 м2; G = 300 кг; W = 20 м3; hmin = 1,3 м.

Задача 15
Насосный агрегат временного водозаборного сооружения установлен на плоту, изготовленном из сосновых бревен длиной l = 3 м и диаметром d = 0,26 м. Вес насосного агрегата и подводящих труб составляет G = 5,6 кг. Определить потребное число бревен в плоту, чтобы выше уровня поверхности воды выступал один ряд из 10 бревен.

Задачи с 16 по 30 (Купить 2 ю часть)

Задача 16
По горизонтальной трубе, где сечение диаметром D плавно переходит в сечение диаметром d, протекает вода (рис. 9). Разность пьезометрических высот в сечениях I и II равна h. Определить υ1 – скорость течения через сечение I и расход Q, протекающей в трубе.

Задача 17
Определить расход воды Q в трубопроводе диаметром D при помощи водомера Вентури, если диаметр горловины d и разность показаний пьезометров h (рис. 9). Дано: D = 0,2 м; d = 0,10 м; h = 0,8 м.

Задача 18
Истечение воды из бака происходит по системе труб переменного сечения. Пренебрегая сопротивлениями, определить скорость истечения, расход и построить пьезометрическую линию, если напор H, а площади сечений трубы: ω1; ω2; ω3; ω4; (рис. 10). Дано: H = 15 м; ω1 = 0,005 м2; ω2 = 0,05 м2; ω3 = 0,015 м2; ω4 = 0,003 м2.

Задача 19
Определить критическую скорость, отвечающую переходу от ламинарного движения к турбулентному, для трубы диаметром d = 0,02 м, при движении в ней воды при температуре t = 15 °С и глицерина при t = 20 °С. Кинематическая вязкость глицерина νгл = 4,1 • 10-4 м2/с.

Задача 20
Определить расход воды в водопроводной трубе бывшей в эксплуатации, диаметром d = 0,30 м, если скорость на оси трубы, замеренная трубкой Пито-Прандтля, равна 4,5 м/с, а температура воды t = 15 °С.

Задача 21
В двух точках живого сечения трубопровода диаметром d = 0,5 м, транспортирующего воду, измерены скорости: на расстоянии от стенки y = 0,11 м u = 2,30 м/с и на оси трубы umax = 2,6 м/с. Найти величину потери напора на трение на 1 пог. м длины трубопровода.

Задача 22
Найти потерю напора при движении воды в стальной новой сварной трубе длиной l, внутренним диаметром d при расходе Q и температуре t = 20 °C. Дано: d = 0,05 м; Q = 0,002 м3/с; l = 1000 м.

Задача 23
Вода при t = 10 °С в количестве Q протекает в горизонтальной трубе кольцевого сечения, состоящей из двух концентрических оцинкованных стальных труб. Внутренняя труба имеет наружный диаметр d, а наружная – внутренний диаметр D. Найти потери напора на трение на длине трубы l. Дано: Q = 0,07 м3/с; d = 0,075 м; D = 0,10 м; l = 300 м.

Задача 24
Найти потерю напора на трение при движении воды с температурой t = 20 °C в цельносварной стальной трубе, бывшей в употреблении, внутренним диаметром d = 0,5 м. Расход воды Q = 0,6 м3/с; длина трубы  l = 500 м.

Задача 25
Вода при помощи сифонного трубопровода спускается из водоема А в водоем В. На трубопроводе имеется колено и решетка. Требуется определить диаметр сифона и построить пьезометрическую линию для пропуска количества воды Q (рис. 11). Дано: Q = 0,06 м3/с = 60 л/с; H = 2 м; h = 2,5 м; L1 = 5 м, L2 = 100 м.

Задача 26
Для ограничения расхода воды в водопроводной линии устанавливается диафрагма. Избыточные давления в трубе до и после диафрагмы постоянны и равны соответственно равны p1 = 6,5 × 104 Н/м2 и p2 = 2,1 × 104 Н/м2. Диаметр трубы D = 0,076 м. Определить необходимый диаметр отверстия диафрагмы d с таким расчетом, чтобы расход в линии был равен Q = 0,06 м3/с.

Задача 27
Вода в количестве Q = 0,02 м3/с протекает по горизонтальной трубе, внезапно суживающемуся от d1 = 0,2 м до d2 = 0,1 м. Определить, какую разность уровней ртути покажет дифференциальный манометр, включенный в месте изменения сечения.

Задача 28
Недалеко от конца трубопровода, транспортирующего вязкую жидкость (γ = 9 кг/м3, ν = 10 • 10-6 м2/с), диаметром d = 0,15 м, имеется задвижка Лудло. Определить пьезометрическое давление перед задвижкой при расходе Q = 0,04 м3/с, когда задвижка вдвинута на ¼.

Задача 29
Вычислить эквивалентную длину местного сопротивления на новом стальном трубопроводе, если коэффициент местного сопротивления в формуле Вейсбаха ζ = 1,80, диаметр трубопровода d = 0,025, скорость течения воды в нем υ = 1,5 м/с; температура t = 20 °С.

Задача 30
Определить высоту положения центра насоса над уровнем воды в колодце (рис. 12), чтобы вакуум в насосе не превышал 7 м вод. ст. (hвак = 7 м). Расход воды, подаваемый насосом, Q = 0,06 м3/с, длина  всасывающей трубы l = 10 м; диаметр трубы d = 0,2 м; труба стальная, температура воды t = 20 °С.