Основы гидравлики и теплотехники

Вариант 8

Задача 1.1
Для приема дополнительного объема воды, получающегося в процессе ее расширения при нагревании, к системе водяного отопления в верхней ее точке присоединяют расширительные резервуары, сообщающиеся с атмосферой.
Определить необходимый объем расширительного резервуара при нагревании воды от 10 до 90 °C.
Коэффициент температурного расширения воды принять равным βt = 0,00045 1/°C. Объем воды в системе W.

Задача 1.2
Прямоугольный поворотный щит (рис.1.2) шириной В = 4 м и высотой Н закрывает выпускное отверстие плотины. Справа от щита уровень воды Н1 слева Н2, плотность воды ρ = 1000 кг/м3.
1. Определить начальную силу Т натяжения троса, необходимую для открытия щита, если пренебречь трением в цапфах.
2. С какой силой РА щит прижимает к порогу А в закрытом положении, если принять, что по боковым сторонам щита опоры отсутствуют?
3. Построить результирующую эпюру гидростатического давления на щит, предварительно построив эпюры давления на щит слева и справа.

Задача 1.3
На рис. 1.3 представлен водомер Вентури (участок трубы с плавным сужением потока), предназначенный для измерения расхода протекающей по трубопроводу жидкости.
Определить расход Q, если разность уровней в трубках дифференциального ртутного манометра h, диаметр трубы d1, диаметр горловины (сужения) d2. Потерями напора водомере пренебречь.

Задача 1.4
Определить давление р1 в узком сечении трубопровода (рис. 1.4, сечение 1-1) при следующих условиях: давление в широкой его части равно р2, расход воды, протекающей по трубопроводу Q, диаметры труб узкого и широкого сечений соответственно d1 и d2.
Режим движения в трубопроводе – турбулентный.
Трубопровод горизонтален.
Удельный вес воды принять равным γ = 10 кН/м3.

Задача 1.5
Определить потери давления по длине l при движении по трубе диаметром d воды и воздуха с расходом Q при температуре 10 °C.
Эквивалентная шероховатость трубы kэ = 0,1 мм.
Как изменятся эти потери с увеличением температуры до 80 °C?
Плотность и вязкость воды и воздуха при указанных температурах соответственно равны:
ρв10= 1000 кг/м3;   νв10 = 0,0131 • 10-4 м2/с;
ρвоз10= 1,23 кг/м3;  νвоз10 = 0,147 • 10-4 м2/с;
ρв80= 972 кг/м3;     νв80 = 0,0037 • 10-4 м2/с;
ρвоз80= 0,99 кг/м3;  νвоз80 = 0,217 • 10-4 м2/с.