Лого ПГАТУ (ПГСХА)

Купить Варианты решений задач по ГИДРАВЛИКЕ ПГАТУ им. ак. Д.Н.Прянишникова (Пермская ГСХА)

Сборник задач с примерами решений 2013 г. (УДК 532.1 ÷ 532.5.032 К 763)

В.С. Кошман, И.П. Машкарева

Кафедра технологического и энергетического оборудования

Варианты Задания 1

Цена Варианта Задачи 14 - 90 руб; Задачи 15 - 100 руб. Остальные - 80 руб. (pdf)

Задача 1 (рис. 1.7)
Рис.1.7 Определить абсолютное давление р в сосуде А по показанию жидкостного манометра, если в левом открытом колене над ртутью налито масло плотностью 𝜌м, в сосуде А вода плотностью 𝜌в = 1000 кг/м3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 1.
Задача 2 (рис. 1.7)
Рис.1.7 Какой слой минерального масла h3 плотностью ρм должен быть в жидкостном манометре, если абсолютное давление на свободной поверхности воды в сосуде р при заданных высотах h1 и h2. Исходные данные к задаче приведены в табл. 2.
Задача 3 (рис. 1.8)
Рис.1.8 Определить вакуумметрическое давление воды в точке В трубопровода, расположенной на высоте а ниже линии раздела между водой и ртутью. Разность уровней ртути в коленах манометра h. Исходные данные к задаче приведены в табл. 3.
Задача 4 (рис. 1.9)
Рис.1.9 Закрытый резервуар A, заполненный керосином плотностью ρ на глубину H, снабжён вакуумметром и пьезометром. Определить абсолютное давление рo на свободной поверхности в резервуаре и разность уровней ртути в вакуумметре h1, если высота поднятия керосина в пьезометре h. Исходные данные к задаче приведены в табл. 4.
Задача 5 (рис. 1.9)
Рис.1.9 Определить глубину воды H в резервуаре А, если известны показания ртутного манометра h1, пьезометра h. Исходные данные к задаче приведены в табл. 5.
Задача 6 (рис.1.10)
Рис.1.10 Закрытый резервуар с жидкостью плотностью ρ снабжен открытым и закрытым пьезометрами. Определить приведенную пьезометрическую высоту hx поднятия жидкости в закрытом пьезометре, (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показание открытого пьезометра при нормальном атмосферном давлении h, а расстояние от поверхности жидкости в резервуаре до точки А равно hА. Исходные данные к задаче приведены в табл. 6.
Задача 7 (рис. 1.11)
Рис.1.11 Закрытый резервуар заполнен жидкостью плотностью ρ. Определить показание манометра рм, если показание открытого пьезометра при нормальном атмосферном давлении h, а глубина погружения точки A равна hА. Исходные данные к задаче приведены в табл. 7.
Задача 8 (рис.1.12)
Рис.1.7 Определить абсолютное гидростатическое давление в точке A закрытого резервуара, заполненного водой, если при нормальном атмосферном давлении высота столба ртути в трубке дифманометра hрт, а линия раздела между ртутью и водой расположена ниже точки B на величину h1, точка B выше точке A на величину h2. Исходные данные к задаче приведены в табл. 8.
Задача 9 (рис.1.13)
Рис.1.13 Закрытый резервуар с жидкостью плотностью ρ, снабжѐн закрытым пьезометром, дифференциальным ртутным и механическим манометрами. Определить высоту поднятия ртути hрт в дифференциальном манометре и пьезометрическую высоту hx в закрытом пьезометре, если известны показания манометра рм и высоты h1, h2, h3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 9.
Задача 10 (рис.1.14)
Рис.1.10 Вначале в U-образную трубку налили ртуть, а затем в одно колено трубки налили воду плотностью ρв = 1000 кг/м3, а в другую жидкость плотностью ρж. При совпадении верхних уровней жидкости и воды высота столба воды равна hв. Определить разность уровней ртути Δh, если плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 10.
Задача 11 (рис. 1.15)
Рис.1.15 К закрытому резервуару с водой присоединены два ртутных манометра. Определить глубину погружения нижнего манометра h, если известны показания обоих манометров h1 и h2, а также глубина погружения верхнего манометра а. Плотность воды принять равной ρв = 1000 кг/м3, плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 11.
Задача 12 (рис. 1.15)
Рис.1.15 Найти избыточное давление на свободной поверхности в резервуаре, заполненном водой, если известны: глубина погружения верхнего манометра а, нижнего манометра h и показания верхнего манометра h1. Определить показание нижнего манометра h2. Плотность воды ρв = 1000 кг/м3, плотность ртути ρрт = 13600 кг/м3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 12.
Задача 13 (рис.1.16)
Рис.1.16 На какой высоте h над точкой А находится свободная поверхность воды, если манометр показывает давление рм. Давление на свободной поверхности воды в сосуде ро. Построить эпюру гидростатического давления на плоскую поверхность ВС. Исходные данные к задаче приведены в табл. 13.
Задача 14 (рис.1.17)
Рис.1.17 К боковой стенке резервуара, наполненного водой, присоединена пьезометрическая трубка на глубине h от свободной поверхности. Избыточное давление на свободной поверхности рм. Найти высоту подъема воды в пьезометре hр. Построить эпюру полного и избыточного гидростатического давления на плоскую поверхность АС. Исходные данные к задаче приведены в табл. 14.
Задача 15 (рис.1.18)
Рис.1.18 Определить величину абсолютного ро и избыточного давления рм на свободной поверхности в сосуде и высоту h1, если высота поднятия ртути в ртутном манометре h2. Построить эпюру избыточного гидростатического давления на плоскую поверхность АВ. Исходные данные к задаче приведены в табл. 15.
Задача 16 (рис.1.19)
Рис.1.19 Определить манометрическое давление в точке а водопровода, если заданы высоты h1 и h2. Удельный вес ртути принять равным γрт = 133,4 кН/м3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 16.
Задача 17 (рис. 1.20)
Рис.1.20 Определить вакуумметрическое давление в точке присоединения U-образного жидкостного вакуумметра к сосуду, заполненного той же жидкостью, а также абсолютное давление ро на свободной поверхности в сосуде, если заданы высоты h1, h2 и плотность жидкости ρж. Исходные данные к задаче приведены в табл. 17.
Задача 18 (рис.1.21)
Рис.1.21 Манометр, подключенный к закрытому резервуару с жидкостью, показывает избыточное давление рм. Определить абсолютное давление воздуха на свободной поверхности в резервуаре р0 и высоту h, если уровень жидкости в резервуаре H, расстояние от точки подключения до центра манометра Z. Исходные данные к задаче приведены в табл. 18.
Задача 19 (рис.1.22)
Рис.1.7 Закрытый резервуар А, заполненный водой, снабжен ртутным манометром и мановакуумметром. Определить глубину подключения ртутного манометра к резервуару Н, если заданы разность уровней ртути в манометре h, величина а известна и показание мановакуумметра М рм . Исходные данные к задаче приведены в табл. 19.
Задача 20 (рис.1.23)
Рис.1.23 Чему равна высота h2 ртутного манометра, если абсолютное давление жидкости в трубопроводе равно р и высота столба жидкости h1? Плотность ртути принять равной ρрт = 13600 кг/м3.
Задача 21 (рис.1.24)
Рис.1.24 В закрытом резервуаре находится жидкость под давлением. Плотность жидкости ρж. Для измерения уровня жидкости h в резервуаре имеется справа уровнемер. Левый открытый пьезометр предназначен для измерения давления в резервуаре. Определить, какую нужно назначить высоту левого пьезометра, чтобы измерить максимальное давление в резервуаре р при показании уровнемера h. Исходные данные к задаче приведены в табл. 21.
Задача 22 (рис. 1.25)
Рис.1.25 Определить вакуумметрическое давление в резервуаре ро и высоту подъема уровня воды h1 в трубе 1, если заданы высоты h2 и h3. Удельный вес ртути принять равным γрт = 133,4 кН/м3 и воды γв = 9,81 кН/м3. Исходные данные к задаче при- ведены в табл. 22.
Задача 23 (рис.1.26)
Рис.1.26 Определить на какой высоте Z установится уровень ртути в U-образном жидкостном манометре, если при абсолютном давлении в трубопроводе р и показании манометра h, система находится в равновесии. Удельный вес ртути принять равным γрт = 133,4 кН/м3, воды γв = 9,81 кН/м3.
Задача 24 (рис.1.27)
Рис.1.27 К закрытому баллону присоединены два U-образных жидкостных манометра. Определить высоту столба ртути в закрытой сверху трубке h2, если в открытой трубке высота составляет h1. Удельный вес ртути принять равным γрт = 133,4 кН/м3. Исходные данные к задаче приведены в табл. 24.
Задача 25 (рис.1.28)
Рис.1.28 В цилиндрический бак диаметром D до уровня H налиты вода и жидкость на нефтяной основе. Уровень воды в пьезометре ниже уровня жидкости на величину h. Определить вес находящейся в баке жидкости, плотность которой задана в исходных данных, приведенных в табл. 25.

Варианты Задания 2

Цена Варианта Задачи 26, 29, 31, 33, 35, 39, 45, 48, 50 - 120 руб. Задача 44 - 110 руб. Задачи 36, 38, 42 - 80 руб. Остальные - 100 руб (pdf)

Задача 26 (рис. 2.13)
Рис.2.13 Квадратное отверстие со стороной h в вертикальной стенке резервуара закрыто плоским щитом. Щит закрывается грузом массой m на плече х. Определить величину массы груза, необходимую для удержания глубины воды в резервуаре Н, если задано расстояние а. Построить эпюру гидростатического давления на щит. Исходные данные к задаче приведены в табл. 26.
Задача 27 (рис. 2.14)
Рис.2.14 В вертикальной стенке закрытого резервуара, заполненного жидкостью, имеется квадратное отверстие со стороной b. Определить величину и точку приложения силы давления жидкости на крышку, перекрывающую это отверстие, если заданы глубина H и показание ртутного U-образного манометра, подключенного к резервуару, h. Исходные данные к задаче приведены в табл. 27.
Задача 28 (рис. 2.15)
Рис.2.15 Прямоугольный поворотный затвор размерами b x а перекрывает выход из резервуара. На каком расстоянии необходимо расположить ось затвора О, чтобы при открывании его в начальный момент необходимо было преодолеть только трение в шарнирах, если глубина воды в резервуаре H? Исходные данные к задаче приведены в табл. 28.
Задача 29 (рис. 2.16)
Рис.2.16 Труба прямоугольного сечения a x b для выпуска жидкости из открытого хранилища закрывается откидным плоским клапаном, расположенным под углом α к горизонту. Определить начальное подъемное усилие Т троса, чтобы открыть клапан при глубине нефти h1. построить эпюру гидростатического давления на клапан. Исходные данные к задаче приведены в таблице 29.
Задача 30 (рис. 2.17)
Рис.2.17 Для регулирования уровня жидкости в напорном резервуаре установлен поворачивающийся прямоугольный затвор АВ, который открывает отверстие в вертикальной стенке. Определить начальное натяжение троса Т, если заданы размеры клапана a х b, глубина h и манометрическое давление на поверхности воды рм. Трением в шарнирах пренебречь. Исходные данные к задаче приведены в табл. 30.
Задача 31 (рис. 2.18)
Рис.2.18 Автоматическое регулирование уровня жидкости в напорном резервуаре осуществляется поворачивающимся щитом АВ. Найти глубину h погружения оси поворота щита и силу гидростатического давления жидкости на него, если размеры щита а х b, глубина h1 и манометрическое давление на свободной поверхности pм. Трением в шарнире пренебречь. Построить эпюру гидростатического давления на щит. Исходные данные к задаче приведены в табл. 31.
Задача 32 (рис. 2.19)
Рис.2.19 В наклонной стенке резервуара для выпуска жидкости имеется прямоугольное отверстие с размерами а х b. Определить силу гидростатического давления, которую воспринимают болты крепления крышки, координату центра давления. Построить эпюру гидростатического давления на крышку. Глубина до верхней кромки отверстия H, угол наклона стенки к горизонту равен α. Исходные данные к задаче приведены в табл. 32.
Задача 33 (рис. 2.20)
Рис.2.20 Квадратное отверстие со стороной а в наклонной стенке резервуара с водой закрыто щитом. Определить натяжение каната Т при следующих данных: H – глубина воды перед стенкой резервуара; b – расстояние от шарнира до точки крепления каната. Построить эпюру избыточного гидростатического давления на щит ОА. Исходные данные к задаче приведены в табл. 33.
Задача 34 (рис. 2.21)
Рис.2.21 В перегородке, разделяющей резервуар с водой на две части имеется квадратное отверстие со стороной а. Определить, какую силу Т нужно приложить к тросу для поворота щита при следующих данных: H1 – глубина воды слева от перегородки; H2 - глубина воды справа от перегородки; α – угол наклона троса к горизонту. Исходные данные к задаче приведены в табл. 34.
Задача 35 (рис. 2.22)
Рис.2.22 Наклонный щит АВ удерживает уровень воды H при угле наклона α и ширине щита b. Требуется разделить щит по высоте на две части так, чтобы сила давления Р1 на верхнюю часть его была равна силе давления Р2 на нижнюю часть. Определить положение центров приложения этих сил. Исходные данные к задаче приведены в табл. 35.
Задача 36 (рис. 2.23)
Рис.2.23 Определить силу F на штоке золотника, если известно показание вакуумметра, избыточное давление p1, диаметры поршней D и d. Исходные данные к задаче приведены в табл. 36.
Задача 37 (рис. 2.24)
Рис.2.24 Поворотный клапан закрывает выход из бензохранилища в трубу квадратного сечения. Определить, какую силу Т необходимо приложить к тросу для открытия клапана, если заданы следующие исходные данные: глубины h и H, угол наклона клапана к горизонту α, удельный вес бензина γ = 6867 Н/м3, избыточное давление паров бензина в резервуаре рм. Исходные данные к задаче приведены в табл. 37.
Задача 38 (рис. 2.25)
Рис.2.25 Определить диаметр гидроцилиндра D2, необходимый для подъема задвижки, установленной на трубопроводе с избыточным давлением pм, если диаметр трубы D1 и вес подвижных частей устройства G. Давление за задвижкой равно атмосферному. Коэффициент трения задвижки в направляющих равен f. Исходные данные к задаче приведены в табл. 38.
Задача 39 (рис. 2.26)
Рис.2.26 Определить величину результирующего давления воды на круглую крышку люка диаметром d, закрывающую отверстие на наклонной плоской перегородке бассейна. Угол наклона перегородки к горизонту равен α. Длина наклонной перегородки от уровня воды до верха люка равна ℓ. В одной части бассейна поддерживается уровень воды на высоте H1, а в другой на высоте Н2. Найти точку приложения результирующей силы давления воды на крышку и построить эпюру давления. Исходные данные к задаче приведены в табл. 39.
Задача 40 (рис. 2.27)
Рис.2.27 На вертикальной стенке резервуара, в котором хранится жидкое масло, устроено отверстие, перекрытое прямоугольным плоским затвором высотой а. Уровень масла находится на h выше верхней кромки затвора. Затвор вращается вокруг шарнира А. Определить ширину затвора, чтобы при его закрытии сила F, приложенная к верхней кромке, не превышала значения, указанного в таблице исходных данных. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно шириной затвора в пределах 0,2…0,45 м. Данные к задаче приведены в табл. 40.
Задача 41 (рис. 2.28)
Рис.2.28 Резервуар разделен вертикальной перегородкой на два отсека. В правом отсеке глубина воды h2, а в левом h1. В перегородке устроено круглое отверстие диаметром d, центр которого расположен на расстоянии h от дна. Отверстие перекрыто круглым плоским затвором, который может вращаться вокруг шарнира, укрепленного в верхней точке затвора. Какое усилие F нужно приложить в нижней точке затвора, чтобы его закрыть? Исходные данные к задаче приведены в табл. 41.
Задача 42 (рис. 2.29)
Рис.2.29 Определить давление р2, создаваемое насосом в системе гидравлического подъемника при подъеме задвижки на трубопроводе. Избыточное давление в трубопроводе р1. Диаметр задвижки D, диаметр гидравлического цилиндра d и штока dшт. Вес задвижки и подвижных частей равняются G. Коэффициент трения задвижки в направляющих поверхностях f. Трением в цилиндре пренебречь. Давление за задвижкой атмосферное. Исходные данные к задаче приведены в табл. 42.
Задача 43 (рис. 2.30)
Рис.2.30 Щит, перегораживающий канал, имеет прямоугольную форму шириной b. В нижней части он закреплен шарнирно, а вверху удерживается канатом. Какова будет сила натяжения каната F, если вода расположена по обе стороны от щита, причем уровни ее соответственно равны H1 и H2? Канат присоединен на расстоянии H от шарнира. Исходные данные к задаче приведены в табл. 43.
Задача 44 (рис. 2.31)
Рис.2.31 Круглое отверстие в дне резервуара, заполненного жидкостью, закрывается откидным клапаном 1. Глубина жидкости в резервуаре h. Плотность жидкости 𝜌ж. Показания манометра М рм. Определить усилие, необходимое для открытия клапана. Построить эпюру гидростатического давления на поверхность AB. Исходные данные к задаче приведены в табл. 44.
Задача 45 (рис. 2.32)
Рис.2.32 Дроссельный затвор диаметром D, установленный на трубопроводе, проводящем воду к гидротурбине, может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси О-О. Глубина погружения центра тяжести затвора Н. Определить силу гидростатического давления F на затвор, точку ее приложения, момент MF силы F относительно оси вращения и момент Мтр силы трения, если диаметр цапф d и коэффициент трения f. Построить эпюру гидростатического давления на затвор. Исходные данные к задаче приведены в табл. 45.
Задача 46 (рис. 2.33)
Рис.2.33 Труба квадратного сечения со стороной а для выпуска жидкости из открытого резервуара закрывается откидным плоским клапаном, расположенным под углом α к горизонту. Определить усилие Т, которое нужно приложить к тросу, чтобы открыть клапан, если ось трубы расположена на глубине H от свободной поверхности. Исходные данные к задаче приведены в табл. 46.
Задача 47 (рис. 2.34)
Рис.2.34 Прямоугольный щит длиной а и шириной b закреплен шарнирно в точке О. Определить усилие Т, необходимое для подъема щита, если известно, что глубина воды перед щитом H1, после щита Н2, угол наклона щита к горизонту α. Исходные данные к задаче приведены в табл. 47
Задача 48 (рис. 2.35)
Рис.2.35 Отверстие шлюза - регулятора прикрыто плоским металлическим затвором шириной b. Вес затвора G, коэффициент трения скольжения затвора по направляющим f. Определить начальную силу тяги T, необходимую для подъема затвора, равнодействующую сил давления воды на затвор и положение точки ее приложения. Удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3. Построить эпюру гидростатического давления на поверхность АО. Исходные данные к задаче приведены в табл. 48.
Задача 49 (рис. 2.36)
Рис.2.36 Для создания подпора в реке применяется плотина Шануана, представляющая собой плоский прямоугольный щит, который может вращаться вокруг горизонтальной оси О. Угол наклона щита α, глубина воды перед щитом h1, а за щитом h2. Определить положение оси вращения щита (Xо), при котором в случае увеличения верхнего уровня воды выше плотины щит опрокидывался бы под ее давлением. Исходные данные к задаче приведены в табл. 49.
Задача 50 (рис. 2.37)
Рис.2.37 Прямоугольный резервуар разделен на два отсека. Глубина воды в первом отсеке H1 и во втором H2. Ширина резервуара b = 1м. Определить силы давления P1 и P2, действующие на щит слева и справа, и точки их приложения, а также величину равнодействующей R и точку ее приложения. Построить эпюру гидростатического давления на поверхность АО. Исходные данные к задаче приведены в табл. 50.