Методические указания
по изучению дисциплины и задания
         для  контрольной работы

                                             ГИДРАВЛИКА
Кафедра "Природообустройство и прикладная информатика"
студентам 2*, 3 курсов направления подготовки бакалавров:
23.03.03 - "Эксплуатация транспортно-технологических машин
и комплексов"  профиль: Автомобильный сервис
30.05.06 - "Агроинженерия" профили: Электрооборудование
и электротехнологии. Технический сервис в агропромышленном
комплексе.
Технические системы в агробизнесе.

                       Гладкова Е.В.
       УДК 621.22 (075) Москва 2017 г.

  Ссылка на пособие - внизу материала (если кому надо...)

Задание 1
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Цена Задачи - 70 руб. (pdf)
Задача 1. Определить приведенную пьезометрическую высоту hx поднятия воды в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показание открытого пьезометра h при атмосферном давлении рат, расстояния от свободной поверхности жидкости в резервуаре до точек А и В соответственно h1 и h2.
h = 0,7 м; h1 = 0,5 м; h2 = 0,2 м; РЕШЕНИЕ
Задача 2. Закрытый резервуар с морской водой снабжен открытым и закрытым пьезометрами. Определить приведенную пьезометрическую высоту hx поднятия воды в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если показание открытого пьезометра h при атмосферном давлении рат, а точка А расположена выше точки В на величину h1.
h = 1,2 м; h1 = 0,4 м; h2 = 0,5 м РЕШЕНИЕ
Задача 3. Определить абсолютное гидростатическое давление в точке А закрытого резервуара с дистиллированной водой, если при атмосферном давлении рат высота cтолба ртути в трубке дифманометра h, а линия раздела между ртутью и водой расположена ниже точки В на величину h1, точка В − выше точки А на величину h2.
h = 0,6 м; h1 = 0,4 м; h2 = 0,3 м РЕШЕНИЕ
Задача 4. Закрытый резервуар снабжен дифманометром, установленным в точке В, и закрытым пьезометром (рис. 1.4). Определить приведенную пьезометрическую высоту поднятия воды h2 в закрытом пьезометре (соответствующую абсолютному гидростатическому давлению в точке А), если высота столба ртути в трубке дифманометра h, а точка А расположена на глубине h1 от свободной поверхности. Атмосферное давление рат = 98,1 кПа, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3, удельный вес ртути γР = 133,4 кН/м3.
h = 0,3 м; h1 = 0,7 м РЕШЕНИЕ
Задача 5. Определить при атмосферном давлении рат высоту hx поднятия ртути в дифференциальном манометре, подсоединенном к закрытому резервуару в точке В, частично заполненному дистиллированной водой, если глубина погружения точки А от свободной поверхности резервуара h1, приведенная пьезометрическая высота поднятия воды в закрытом пьезометре (соответствующая абсолютному гидростатическому давлению в точке A) h2.
h = 0,17 м; h1 = 0,4 м; h2 = 0,13 м РЕШЕНИЕ
Задача 6. К двум резервуарам А и В, заполненным морской водой, присоединен дифференциальный ртутный манометр (рис. 1.6). Составить уравнение равновесия относительно плоскости равного давления и определить разность давлений в резервуарах А и В, если расстояния от оси резервуаров до мениска ртути равны h1 и h2.
h1 = 0,4 м; h2 = 0,2 м РЕШЕНИЕ
Задача 7.  Дифференциальный ртутный манометр подключен к двум закрытым резервуарам с пресной водой, давление в резервуаре А равно рА. Определить давление в резервуаре В − рВ, составив уравнение равновесия относительно плоскости равного давления. Разность показания ртутного дифманометра h.
h = 0,3 м; рА = 210 кПа РЕШЕНИЕ
Задача 8. Резервуары А и В частично заполнены водой разной плотности (соответственно ρА = 998 кг/м3, в резервуаре В - ρв =1029 кг/м3) и газом, причем к резервуару А подключен баллон с газом (рис. 1.8). Высота столба ртути в трубке дифманометра h, a расстояния от оси резервуаров до мениска ртути равны h1 и h2. Какое необходимо создать давление р0 в баллоне, чтобы получить давление рв на свободной поверхности в резервуаре В?
h = 0,17 м; h1 = 0,4 м; h2 = 0,13 м; рВ = 112 кПа. РЕШЕНИЕ
Задача 9. К двум резервуарам А и В, заполненным нефтью, присоединен дифференциальный ртутный манометр (рис. 1.9). Определить разность давлений в точках А и В, составив уравнение равновесия относительно плоскости равного давления. Разность показаний манометра h1 - h2 = h.
h = 0,28 м РЕШЕНИЕ
Задача 10. Резервуары А и В частично заполнены пресной водой и газом. Определить избыточное давление газа на поверхности воды закрытого резервуара В, если избыточное давление на поверхности воды в закрытом резервуаре А равно рА, разность уровней ртути в двухколенном дифманометре h, мениск ртути в левой трубке манометра ниже уровня воды на величину h1, в правой трубке — h3 = 0,25h1 высота подъема ртути в правой трубке манометра h2. Пространство между уровнями ртути в манометре заполнено этиловым спиртом.
h = 0,3 м; h1 = 0,8 м; h2 = 0,35 м; рА = 99 кПа; РЕШЕНИЕ
Задание 2
ДАВЛЕНИЕ НА ПЛОСКУЮ СТЕНКУ

Цена Задачи - 100 руб. (pdf)
Задача 11. (рис. 2.1) Шлюзовое окно закрыто щитом треугольной формы шириной а. За щитом воды нет, а глубина воды перед ним — h1 при этом горизонт воды перед щитом совпадает с его вершиной. Определить силу гидростатического давления и положение центра давления на щит.
h1 = 6 м; а = 2 м; b = h = 6 м РЕШЕНИЕ
Задача 12. Плоский квадратный щит шириной b установлен с углом наклона к горизонту α (рис. 1.22). Глубина воды перед щитом – h1, за щитом – h2, ширина щита - b, Определить силу избыточного гидростатического давления и центр давления жидкости на щит. Удельный вес воды γ = 9,81 кН/м3.
h1 = 8 м; h2 = 2 м; b = 4 м; α = 45° РЕШЕНИЕ
Задача 13. Для сброса излишков воды используется донный водовыпуск, прямоугольный затвор которого имеет размеры a и b, угол наклона α. Глубина воды от свободной поверхности до нижней кромки затвора h1. Определить силу избыточного давления на затвор водовыпуска.
h1 = 12 м, а = 1,5 м, b = 3 м, α = 60° РЕШЕНИЕ
Задача 14. (рис. 2.4). Затвор донного водовыпуска треугольной формы имеет ширину а и высоту b Угол наклона затвора α, нижняя кромка затвора находится в воде на глубине h1 плотность воды ρ = 1000 кг/м3. Определить силу абсолютного гидростатического давления жидкости и положение центра давления на затвор.
h1 = 11 м, а = 1,5 м, b = 2 м, α = 45° РЕШЕНИЕ
Задача 15. (рис. 2.5) Цистерна диаметром D = 1,4 м заполнена керосином (плотность ρк = 830 кг/м3) на глубину h. Определить силу избыточного гидростатического давления Р, которую необходимо приложить для открытия крышки А цистерны, а также найти координату точки приложения этой силы.
h = 0,7 м РЕШЕНИЕ
Задача 16. (рис. 2.6). Отверстие шлюза-регулятора прикрыто плоским металлическим затвором с размерами: высота а, ширина b и толщина с = 0,25 b. Глубина воды слева от затвора h1, а справа − h2. Определить начальную силу тяги, необходимую для открытия затвора, равнодействующую силы давления воды на затвор и положение центра ее приложения. Коэффициент трения скольжения f = 0,45, удельный вес материала, из которого изготовлен затвор, γз − 11 кН/м3, удельный вес воды γв = 9,81 кН/м3.
H1 = 5 м; H2 = 2,5 м; a = 4 м; b = 2 м РЕШЕНИЕ
Задача 17. (Рис. 2.7). Прямоугольный щит высотой а, шириной b, толщиной с = 0,25b, массой m = 1,8 т, с углом наклона α перекрывает отверстие в теле плотины. Нижняя кромка щита находится в воде на глубине h1, коэффициент трения скольжения его направляющих f = 0,3. Определить силу тяги Т, которая необходима для поднятия щита вверх.
h1 = 9 м, а = 1,9 м, b = 1,5 м, α = 70° РЕШЕНИЕ
Задача 18. (рис 2.8) Плоский прямоугольный щит размерами а x b, весом G = 26 кН, перекрывает выходное отверстие резервуара. Глубина воды перед щитом от свободной поверхности воды до нижней его кромки h1, за щитом — h2. Определить начальную силу тяги Т троса, необходимую для открытия щита. Трением в шарнирах пренебречь.
h1 = 8 м; h2 = 4 м; а = 6 м; b = 7 м РЕШЕНИЕ
Задача 19. 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 (х0), при котором в случае увеличения верхнего уровня воды выше плотины щит опрокидывался бы под ее давлением.
h1 = 3 м, h2 = 1 м, α = 60°. РЕШЕНИЕ
Задача 20. Ирригационный канал перегораживается плоским квадратным наклонным щитом шириной а. Угол наклона щита α, глубина воды перед щитом h1, а за ним - h2, вес щита G = 20 кН. Определить, пренебрегая трением в шарнире, начальную силу тяги Т, которую необходимо приложить для подъема щита.
h1 = 2,2 м; h2 = 1 м; а = 6 м; α = 60° РЕШЕНИЕ
Задание 3
ДЛИННЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ И

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ.
СИФОННЫЙ ТРУБОПРОВОД.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР
Цена Задачи - 150 руб. (pdf)
Задача 21. (Рис. 3.1). От пункта А проложена водопроводная сеть: с последовательным и параллельным соединением стальных, бывших в эксплуатации водопроводов, к двум водоемам на разных отметках и постоянной разностью уровней Н. Вода подается из одного водоема в другой посредством сифона с углами поворота α и β, выполненного из стального трубопровода диаметром d. От нижнего водоема отходит стальной трубопровод длиной L и диаметром d, заканчивающийся задвижкой. На последнем участке последовательного соединения трубопроводов имеется равномерно распределенный путевой объемный расход q и объемный расход в конце трубопровода Q2.
Определить:
1. Объемный расход в сифоне.
2. Распределение объемного расхода воды Q1 в параллельных ветвях водопровода.
3. Потери напора по длине трубопровода на участках последовательного соединения.
4. Повышение давления Δр в трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.
d×10-1 = 6 м, L×102 = 8 м, Q1×10-2 = 6 м3/с, Q2×10-2 = 10 м3/с, q×10-2 = 4 л/с, α = 45°, β = 60°, Н = 1 м, е = 7 мм; v0 = 1,3 м/с. РЕШЕНИЕ
Задача 22. (Рис. 3.2). Из источника А вода подается в разветвленную сеть. Магистральный трубопровод имеет последовательные участки с объемным расходом Q2, длиной L, диаметрами d, d/2, d/3 и параллельные ветви с объемным расходом Q1, имеющие диаметры d/2. На одном из участков имеется путевой объемный расход воды q. По ответвлению вода подается в резервуар, который связан посредством сифонного трубопровода с другим резервуаром. Разница уровней в резервуарах H. Сифонный трубопровод выполнен с углами поворота α и β, имеет сетку с обратным клапаном. От нижнего резервуара отходит чугунный трубопровод с толщиной стенок е, в котором перед закрытием задвижки имеется давление р0, а давление при мгновенном закрытии задвижки возрастает до р.
Определить:
1. Распределение расхода в ветвях трубопровода на параллельных участках.
2. Потери напора на последовательных участках трубопровода.
3. Начальную скорость V0 движения воды в чугунном трубопроводе с задвижкой.
4. Диаметр сифона.
d = 0,3 м, L = 500 м, Q1×10-2 = 18 м3/с,
Q2×10-2 = 12 м3/с, q ×10-2 = 3 л/с,
α = 90°, β = 90°, Н = 3 м, Qсиф×10-3 = 27 м3/с,
р2 = 1,2 бар; р2 = 1,9 МПа; е = 7 мм
РЕШЕНИЕ
Задача 23. (рис. 3.3) В тепличном комбинате стальные трубопроводы для подачи питательного раствора (кинематическая вязкость ν = 0,01 см2/с) разветвляются на три участка: последовательный с путевым объемным расходом воды q и объемным расходом Q2, параллельный с объемным расходом Q1, и участок длиной L, толщиной стенки e и объемным расходом Q, в конце которого установлена задвижка (рис. 4.3). Резервуары с питательным раствором сообщаются посредством сифона с углами поворота α и β. Движение в сифоне происходит с разностью напоров − Н. Последовательные и параллельные участки трубопроводов имеют длину L, диаметры d, d/2, d/3, d/4. На одном из участков имеется путевой объемный расход q.
Определить:
1. Повышение давления Δp при внезапном закрытии задвижки.
2. Распределение расхода в параллельных ветвях участка.
3. Потери напора h1, h2, h3 на последовательных участках трубопровода.
d = 0,6 м, L = 300 м, Q1×10-2 = 20 м3/с,
Q2×10-2 = 12 м3/с, q ×10-2 = 6 л/с, α = 60°,
β = 90°, Н = 1,1 м, Q×10-3 = 120 м3/с, е = 8 мм.
РЕШЕНИЕ
Задача 24. Из пункта А вода подается по чугунному трубопроводу в открытые емкости с разницей между верхней и нижней отметками — Н. Емкости сообщаются посредством сифона с объемным расходом Qсиф, выполненного из чугунных труб с углами поворота α и β. Трубопровод с объемным расходом Q2 состоит из последовательных участков каждый длиной L и диаметрами d, d/2, d/4. Параллельный участок состоит из двух ветвей каждая длиной L и диаметром d/2. От нижней емкости отходит чугунный трубопровод с толщиной стенок е и диаметром d, заканчивающийся задвижкой. Начальное избыточное давление в трубопроводе − р0, начальная скорость − V0.
Определить:
1. Потери напора по длине трубопровода при последовательном соединении.
2. Распределение расхода Q1 в трубопроводе на участках с параллельным соединением.
3. Напряжение σ при внезапном закрытии трубопровода.
4. Диаметр сифона.
d = 400 мм, L = 300 м, Q1×10-2 = 12 м3/с,
Q2×10-2 = 3 м3/с, q×10-2 =10 л/с,
α =90°, β = 90°, Н = 1,2 м,
Qсиф×10-3 =35 м3/с, р0× 105 = 0,6 Па,
е = 7 мм; v0 = 1,2 м/с.
РЕШЕНИЕ
Задача 25. Из нефтехранилища А нефть подается в накопительный резервуар, где поддерживается постоянный уровень. Из резервуара-накопителя нефть поступает в приемный резервуар под напором Н при помощи сифонного нефтепровода диаметром d под углами α и β. От хранилища А по чугунному трубопроводу нефть подводится к двум параллельным ветвям каждая длиной L и диаметром d/2 с объемным расходом Q1. Система последовательно соединенных трубопроводов состоит из двух участков каждый длиной L, диаметрами d, d/2 с объемным расходом Q2 Третий участок, кроме транзитного объемного расхода Q1, имеет равномерно распределенный путевой объемный расход q. От приемного резервуара отходит чугунный трубопровод диаметром d, с толщиной стенок е и объемным расходом Q, заканчивающийся задвижкой. Определить:
1. Объемный расход в сифоне.
2. Повышение давления Δр в чугунном трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.
3. Потери напора по длине нефтепровода на участках последовательного соединения.
4. Распределение расхода нефти на параллельных участках нефтепровода.
d = 200 мм, L = 400 м, Q1×10-2 = 20 м3/с,
Q2×10-2 = 20 м3/с, q×10-2 =3,5 л/с, α = 45°,
β = 90°, Н = 1,3 м, Q×10-3 = 35 м3/с; е = 5 мм
РЕШЕНИЕ
Задача 26. (Рис. 3.6). Водопроводная сеть, выполненная из чугунных трубопроводов с толщиной стенок e, состоит из последовательных и параллельных участков, двух резервуаров, сообщающихся при помощи сифона, и отходящего от нижнего резервуара чугунного трубопровода с объемным расходом Q2 и задвижкой. Один из последовательных участков имеет путевой объемный расход q. Горизонты уровней в резервуарах разнятся на величину Н. Сифонный трубопровод с углами поворота α и β имеет обратный клапан с сеткой и пропускает объемный расход Qсиф. Перед закрытием задвижки давление ро, после мгновенного закрытия задвижки давление перед задвижкой р.
Определить:
1. Распределение объемного расхода Q1 в трубопроводах при параллельном соединении.
2. Диаметр сифона.
3. Потери напора по длине последовательно соединенных участков
трубопровода, пропускающего объемный расход Q2.
4. Определить начальную скорость ν0 в чугунном трубопроводе.
d = 0,6 м, L = 400 м, Q1×10-2 = 29,5 м3/с,
Q2×10-2 =35 м3/с, q×10-2 = 2 л/с, α = 90°,
β = 90°, Н = 2,0 м, Qсиф×10-3 = 28 м3/с,
р0× 105 = 6 Па, р × 106 = 1,7 Па, е = 12мм
РЕШЕНИЕ
Задача 27. (рис. 3.7) Два бассейна сообщаются чугунным сифоном с углами поворотов α и β. Отметки уровней воды отличаются на величину Н. От нижнего бассейна отходит бетонная труба с задвижкой. Магистральные асбестоцементные трубопроводы имеют последовательные и параллельные участки. Объемный расход в трубопроводе с параллельными участками – Q1, с последовательным соединением участков - Q2. На конечном участке последовательного соединения происходит равномерная путевая раздача q.
Требуется:
1. Определить распределение расхода по параллельным ветвям.
2. Определить потери напора на последовательных участках.
3. Определить повышение давления Δp в трубопроводе диаметром d и длиной L при внезапном закрытии задвижки при пропуске объемного расхода Q.
4. Определить объемный расход в сифоне Qсиф имеющем обратный клапан с сеткой.
d = 300 мм, L = 250 м, Q1×10-2 = 25 м3/с,
Q2×10-2 = 30 м3/с, q×10-2 = 2 л/с, α = 45°,
β = 90°, Н = 2,6 м, Q×10-3 = 21 м3/с, е = 8 мм.
РЕШЕНИЕ
Задача 28. Из водоисточника А (рис. 3.8) вода подается в накопительный резервуар, где поддерживается постоянный уровень. Из резервуара-накопителя вода поступает в приемный резервуар при помощи стального сифонного водопровода, имеющего углы поворота α и β. Стальной трубопровод диаметром d, отходящий от нижнего резервуара, заканчивается задвижкой. Система последовательно соединенных трубопроводов с длиной L и диаметрами d, d/2, d/3, d/4 пропускает транзитом из источника А объемный расход Q2 к потребителю. Система трубопроводов с параллельными ветвями заканчивается последовательным участком с равномерно распределенным путевым объемным расходом q.
Требуется:
1. Определить повышение давления Δp в трубопроводе при внезапном закрытии задвижки.
2. Определить диаметр сифона.
3. Определить распределение расхода в трубопроводах с параллельным соединением.
4. Определить потери напора на участках трубопровода при последовательном соединении.
d = 0,4 м, L = 200 м, Q1×10-2 = 15 м3/с, Q2×10-2 = 9 м3/с, q ×10-2 = 5 л/с, α = 90°, β = 90°, Н = 2 м, Qсиф×10-3 = 25 м3/с, Q×10-3 = 25 м3/с; е = 10 мм. РЕШЕНИЕ
Задача 29. Два хранилища с керосином сообщаются со стальным сифоном, имеющим длину L и диаметр d (рис. 3.9). Отметки уровней керосина в хранилищах отличаются на величину Н. От нижнего хранилища отходит стальная труба диаметром d с задвижкой и толщиной стенок е. От пункта А отходят стальные трубопроводы с последовательным и параллельным соединением, имеющие объемные расходы соответственно Q2 и Q1. На втором участке последовательного соединения производится равномерная путевая раздача воды q.
Требуется:
1. Определить объемный расход в сифоне при заданном диаметре.
2. Определить потери напора на участках с последовательным соединением.
3. Начальную скорость v0 движения керосина в стальном трубопроводе, при которой давление при мгновенном закрытии задвижки достигает величины р, если перед закрытием задвижки в трубопроводе давление р0.
4. Распределение расхода в параллельных ветвях трубопровода.
d = 300 мм, L = 250 м, Q1×10-2 = 17 м3/с, Q2×10-2 = 16 м3/с, q×10-2 =3 л/с, α = 45°, β = 90°, Н = 1,4 м, , р0× 105 = 4 Па, р × 106 = 2,2 Па, е = 7 мм. РЕШЕНИЕ
Задача 30. (Рис. 3.10). Из источника А вода подается по чугунному
трубопроводу в водоем со скоростью V0, где поддерживается уровень и который сообщен с другим водоемом посредством сифона. Чугунный сифон имеет диаметр d и углы поворота α и β. От второго водоема отходит чугунный трубопровод диаметром d с толщиной стенки е, в котором перед закрытием задвижки создается давление р0. Другой участок системы водоснабжения имеет трубопроводы с параллельным и последовательным соединениями. Путевой объемный расход в конце последовательного участка составляет q.
Определить:
1. Распределение расхода в параллельных ветвях трубопровода.
2. Потери напора в последовательно соединенных трубопроводах.
3. Объемный расход в сифоне Q.
4. Напряжение σ в стенках трубопровода при внезапном закрытии задвижки, если до закрытия вода в нем двигалась со скоростью V0.
d = 200 мм, L = 300 м, Q1×10-2 = 4 м3/с,
q×10-2 =1,8 л/с, α = 60°, β = 60°, Н = 2,4
м, , р0× 105 = 1,3 Па, е = 7 мм; v0 = 1,1 м/с.
РЕШЕНИЕ
Задание 4
МЕСТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ

ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ
Цена Задачи - 130 руб. (pdf)
Задача 31. Из открытого резервуара при постоянном напоре H1 вода
температурой t = 50 °С вытекает с одной стороны в атмосферу по короткому трубопроводу диаметром d1 и длиной l1 с шероховатостью стенок Δ = 1 мм, задвижкой, коэффициент сопротивления которой ζ и на конце диффузором ζдиф = 0,9, площадь живого сечения которого за расширением S2 = 2S1, с другой стороны вода подается в другой резервуар через затопленный внешний цилиндрический насадок (насадок Вентури). Разность уровней между ними Н. Насадок имеет диаметр dН, длину lН = 5d1 и коэффициент расхода насадки μН.
Определить:
1. Скорость истечения v1, расход воды Q2 и коэффициент гидравлического трения λ по короткому трубопроводу.
2. Расход через насадок QH.
l1 = 6 м, d1 = 8 мм, dн = 10 мм, H = 2 м;
H1 = 6 м; μн = 0,82; ζз = 2,5
РЕШЕНИЕ
Задача 32. К открытому резервуару с правой стороны подсоединен короткий стальной трубопровод, состоящий из двух участков длиной l1 и l2, диаметрами d1 и d2 и снабженный краном, коэффициент сопротивления которого ζкр. Истечение воды температурой t = 10 °С происходит по короткому трубопроводу в атмосферу под постоянным напором Н1. С левой стороны присоединен внутренний цилиндрический насадок (насадок Борда) диаметром dн и длиной lн = 5dн с коэффициентом расхода насадка μн, истечение происходит при разности уровней в резервуарах H.
Определить:
1. Скорость v и расход Q вытекающей воды из короткого трубопровода.
2. Расход через насадок Qн.
l1 = 5 м, l2 = 12 м, d1 = 20 мм, d2 = 10 мм,
dн = 10 мм, Н = 2,5 м, μн = 0,71;
ζкр = 3; Н1 = 2,5 м
РЕШЕНИЕ
Задача 33. К закрытому резервуару, на свободной поверхности которого действует манометрическое давление рм, с правой стороны присоединен чугунный трубопровод переменного сечения с диаметрами d1 и d2. На первом участке длиной l1 установлен вентиль, коэффициент сопротивления которого ξв. Второй участок длиной l2 заканчивается соплом диаметром dc = d1, с коэффициентом сопротивления ξс = 0,06 (сжатие струи на выходе из сопла отсутствует, ε = 1). С левой стороны находится затопленный конически сходящийся насадок с диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн, истечение воды из которого происходит при постоянной разности уровней Н и коэффициентом расхода насадка μн. Трубопровод и насадок подсоединены на глубине Н1 при температуре воды t = + 10°С.
Определить:
1. Скорость истечения υс и расход Qс вытекающей из сопла воды.
2. Расход воды через затопленный насадок Qн.
l1 = 12 м, l2 = 6 м, d1 = 12 мм, d2 = 25 мм,
dн = 12 мм, Н = 2,5 м, Н1 = 8,5 м,
рм = 400 кПа; μн = 0,94; ξв = 4
РЕШЕНИЕ
Задача 34. Истечение происходит из открытого резервуара при постоянном напоре воды Н1 по короткому трубопроводу переменного поперечного сечения с диаметрами d1 и d2 и длинами l1 и l2, дли которых коэффициенты гидравлического трения соответственно равны λ1 и λ2. На втором участке трубопровода имеются два колена с плавным поворотом и понижением трубопровода на Н2 =1,5 м и задвижка, коэффициент сопротивления каждого поворота ξк, коэффициент сопротивления задвижки ξз. Истечение из конически расходящегося насадка с диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн происходит под уровень при постоянной разности уровней Н. Коэффициент скорости и коэффициент расхода насадка равны и составляют φн = μн.
Определить:
1. Скорость истечения υтр и расход Qтр через трубопровод.
2. Скорость истечения и расход через затопленный конически расходящийся насадок.
l1 = 1,2 м; l2 = 4 м; d1 = 40 мм; d2 = 10 мм;
dн = 20 мм; Н = 3 м; Н1 = 9 м;
φн = μн = 0,45; ξз = 8,0; λ1 = 0,24;
λ2 = 0,025; ξк = 0,15.
РЕШЕНИЕ
Задача 35. (Рис. 4.5). Из открытого резервуара по короткому стальному трубопроводу постоянного поперечного сечения d1 и длиной l1 с краном, коэффициент сопротивления которого ζкр, заканчивающимся соплом диаметром dc = 0,5d1, вытекает вода в атмосферу при t = +30°C. Истечение происходит под напором H1 С другой стороны к резервуару подсоединен коноидальный насадок диаметром выходного сопла dн и длиной lн = 5dн истечение из которого происходит при разности уровней в резервуарах Н с коэффициентом расхода насадка μн.
Определить:
1. Скорость истечения из сопла υс и расход воды по короткому трубопроводу Qc.
2. Расход воды через затопленный коноидальный насадок Qн;
3. Сравнить расход через коноидальный насадок с расходом через отверстие в тонкой стенке, если коэффициент расхода для отверстия μ = 0,62
l1 = 5 м, d1 = 10 мм, dн = 8 мм, Н = 2 м,
Н1 = 8 м, μн = 0,97; ζкр = 2,5
РЕШЕНИЕ
Задача 36. Вода при температуре t = 15°С из резервуара A подается в резервуар В по трубопроводу, состоящему из двух участков длиной l1 и l2 диаметром d1 и d2. Коэффициент гидравлического трения λ. Коэффициент потерь при входе в трубу ζвх. С другой стороны на том же уровне к резервуару A подсоединен внешний цилиндрический насадок (насадок Вентури) диаметром dн и длиной lн = 5dн. Коэффициент скорости насадка φн.
Определить:
1. Напор H1 который нужно поддерживать в баке А, чтобы наполнить бак В, объемом Wв = 18м3 за 30 мин.
2. Скорость истечения воды через насадок в предположении, что в резервуаре А находится вода под напором H1 определенным из предыдущего условия.
l1 = 10 м, l2 = 12 м, d1 = 20 мм, d2 = 8 мм,
dн = 10 мм, φн = 0,82; λ = 0,03; ζвх =0,5;
РЕШЕНИЕ
Задача 37. (Рис. 4.7). Вода при температуре t = 20°C из резервуара А подается в резервуар В со скоростью υ = 0,5 м/с по стальному трубопроводу диаметром d1 и длиной l1. Уровень воды в баке А поддерживается постоянным Н1. Коэффициенты сопротивления: входа в трубу ζвх; крана ζкр; колена без закругления ζкол1 колена с закруглением ζкол 2. На глубине Н1 к резервуару подсоединен внутренний цилиндрический насадок (насадок Борда) диаметром dн и длиной lн = 5dн при коэффициенте скорости для насадка φн.
Определить:
1. Время заполнения резервуара В объемом W = 1,15 м3 и потери напора в трубопроводе.
2. Скорость vн истечения воды из насадка.
l1 = 16 м, d1 = 10 мм, dн = 10 мм, Н1 = 7 м, φн = 0,71; ξ = 0,25; ξ = 0,14; ξкр = 1,5; ξвх = 0,5 РЕШЕНИЕ
Задача 38. Из резервуара А, заполненного водой на высоту Н1 и находящегося под манометрическим давлением pм, вода подается в резервуар В на высоту Н2 по стальному трубопроводу, длиной l1 и диаметром d1 с коленом и задвижкой. Коэффициенты сопротивлений задвижки ξз, каждого колена с закруглением ξк , коэффициент гидравлического трения λ. К резервуару А на глубине Н1 подсоединен конически сходящийся насадок с диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн, истечение из которого происходит в атмосферу коэффициентами расхода μн и скорости φн. Кинематическая вязкость воды ν = 1,24·10-6 м/с Скоростным напором и изменением уровня в баке А пренебречь.
Определить:
1. Режим течения, расход Q и скорость протекающей по трубопроводу воды.
2. Скорость и расход, проходящий через конически сходящийся насадок
l1 = 5 м, d1 = 10 мм, dн = 10 мм, Н= 1,5 м,
Н1 = 5 м; рм = 150 кПа; μн = 0,94; φн = 0,96;
ξз = 9,0; λ = 0,04; ξк = 0,25
РЕШЕНИЕ
Задача 39. Из резервуара А, на свободной поверхности которого избыточное давление рм, вода температурой t = 15 °C поступает в резервуар В по трубопроводу переменного сечения, состоящему из двух участков длиной l1 и l2 и диаметрами d1 и d2 с задвижкой и коленом, коэффициенты сопротивлений: колена ξк, полностью открытой задвижки ξз и потерь на вход в трубу ξвх и соответственно коэффициенты гидравлического трения на первом участке λ1, на втором - λ2. Разность уровней в резервуарах Н2 (рис. 5.9).
На глубине Н1 к резервуару А подсоединен конически расходящийся насадок с диаметром выходного сечения dн и длиной lн = 5dн, истечение из которого происходит в атмосферу с коэффициентами расхода и скорости μн = φн = 0,45. Скоростным напором и изменением уровня в резервуаре А пренебречь.
Определить:
1. Режим течения, скорость ν и расход воды Q, поступающей в резервуар В по трубопроводу.
2. Скорость и расход воды через конически расходящийся насадок, если коэффициенты φн и μн равны и составляют 0,45.
l1 = 10 м, l2 = 14 м, d1 = 20 мм, d2 = 8 мм,
dн = 20 мм, Н1 = 3 м, Н2 = 6 м, рм = 200 кПа,
ξз = 5, λ1 = 0,025, λ2 = 0,04, ξк = 0,4, ξвх = 0,5.
РЕШЕНИЕ
Задача 40. (Рис. 4.10). Вода при температуре t = 20°C подается из резервуара А в резервуар В по короткому трубопроводу, состоящему из двух участков длиной ℓ1 и ℓ2, диаметрами d1 и d2 и с коэффициентом гидравлического трения λ, снабженному краном с коэффициентом сопротивления крана ξкр. Разность уровней в резервуарах равна Н. На глубине Н1 к резервуару А подсоединен конически расходящийся насадок с диаметром выходного сечения dн и длиной ℓн = 5dн. Коэффициент расхода насадка μн
Определить:
1. Расход Qтр, поступающий в резервуар В по короткому трубопроводу.
2. Расход воды через коноидальный насадок.
l1 = 9 м, l2 = 12 м, d1 = 8 мм, d2 = 15 мм,
dн = 8 мм, Н = 4 м, Н1 = 7 м, μн = 0,97;
λ = 0,032; ζкр = 4,2
РЕШЕНИЕ
Задание 5
ВЫБОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА,

ПРОВЕРКА ЕГО РАБОТЫ НА СЕТЬ
Цена Задачи - 150 руб. (pdf)
Задача 41. (Рис. 5.1). Для поддержания постоянного уровня в резервуаре Нг вода из берегового колодца перекачивается центробежным насосом с объемным расходом Q. Всасывающий и нагнетательный трубопроводы имеют соответственно: длины lвс, lн, диаметры dвс, dн; коэффициенты сопротивления трения λвс=0,025, λн = 0,03; суммарные коэффициенты местных сопротивлений ζвс = 8; ζн= 12.
1. Произвести выбор центробежного насоса. Построить его рабочие характеристики H = f(Q), η = f(Q).
2. Построить характеристику трубопровода Hтр = f(Q) и определить рабочую точку насоса.
3. Определить мощность на валу насоса для рабочей точки насоса. К. п. д. насоса определить по характеристике η = f(Q).
4. Как изменяется напор и мощность насоса, если подачу воды задвижкой увеличить на 15%?
 
Q∙10-2 = 0,98 м3/с, Hг = 20 м, lвс = 13 м,
dвс = 0,13 м, lн = 20 м, dн = 0,1 м
РЕШЕНИЕ
Задача 42. Для орошения полей вода (температура воды t °C) из реки подается с помощью центробежного насоса с объемным расходом Q на высоту Hг. Всасывающий и нагнетательный чугунные трубопроводы, бывшие в эксплуатации, имеют соответственно: диаметры dвс, dн и длины lвс, lн. Местные потери Δhвс во всасывающем трубопроводе принять равными 100% от потерь по длине hl, а местными потерями напора в нагнетательном трубопроводе пренебречь.
Требуется:
1. Подобрать центробежный насос.
2. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Определить мощность на валу насоса для рабочей точки. к. п. д. для расчета найти по характеристике центробежного насоса.
4. Как изменится мощность на валу насоса, если подачу воды уменьшить на 15%?
 
Q∙10-2 = 3,5 м3/с, Hг = 16 м, lвс = 12 м,
dвс = 0,15 м, lн = 200 м, dн = 0,125 м, t = 20 °С
РЕШЕНИЕ
Задача 43. Для обогрева ремонтных мастерских используется котельная, вода для нагрева в которую из подземного источника вода температурой t °C подается на высоту Нг центробежным насосом с объемным расходом Q. Всасывающий и нагнетательный стальные трубопроводы имеют диаметры соответственно dвс и dн и длины lвс и lн. Местные потери hм во всасывающем трубопроводе принять равными 100% от потерь по длине h1, а местными потерями в нагнетательном трубопроводе пренебречь.
Требуется:
1. Подобрать насос. Построить рабочие характеристики насоса H = f (Q), η = f (Q) и характеристику трубопровода Hтр = f (Q).
2. Определить напор и подачу насоса по рабочей точке при его работе на трубопровод, найти мощность на валу насоса.
3. Определить, как изменятся напор и мощность насоса, если подачу воды увеличить на 10%.
Q = 5 л/с, Нг = 6,7 м, lвс = 10 м, dвс = 60 мм,
lн = 42 м, dн = 50 мм, t = 6 °C
РЕШЕНИЕ
Задача 44. (Рис. 5.4). Подача питательного раствора температурой ГС объемом W = 50 м3 из резервуара к стеллажу гидропонной теплицы на высоту Hг осуществляется насосом за время Т = 15 мин. Трубы стальные, бывшие в эксплуатации. Длина трубопровода от резервуара до насоса lвс, диаметр dвс; длина и диаметр трубопровода от насоса до стеллажа—lн, dн. Коэффициенты местных сопротивлений следующие: входа из резервуара в трубу ζвх = 0,5, выхода из трубы в поддон секции ζвых = 1,0, поворота трубы ζпов = 0,5.
Требуется:
1. Произвести выбор центробежного насоса, начертить его рабочие характеристики H = f(Q), η = f(Q).
2. Построить характеристику трубопровода для подачи раствора Hтр = f(Q) и определить рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Определить мощность на валу насоса, приняв удельный вес раствора γ.
 
Нг = 14 м, lвс = 30 м; dвс = 0,25 м;
lн = 120 м; dн = 0,20 м; t = 25 °C
РЕШЕНИЕ
Задача 45. Центробежный насос перекачивает воду из открытого резервуара А в закрытый цилиндрический резервуар В водонапорной башни, где поддерживается постоянный уровень. Геодезическая высота подъема воды Нг. Давление на свободной поверхности в баке pо = 0,147 МПа. Трубы всасывания и нагнетания имеют длину соответственно ℓвс и ℓн, диаметр dвс и dн. Коэффициент гидравлического трения λ принять равным 0,03. Местными потерями напора в нагнетательном трубопроводе пренебречь. Суммарный коэффициент местных сопротивлений всасывающей линии ξвс = 6.
Требуется:
1. Подобрать насос, который обеспечит подачу воды Q. Построить рабочие характеристики насоса H = f (Q), η = f (Q).
2. Построить характеристику трубопровода Hтр = f (Q). Найти рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Найти потребную мощность насоса для пропуска заданного объемного расхода.
4. Определить подаваемый объемный расход при параллельной работе двух одинаковых насосов на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.
Q∙10-2 = 2 м3/с, Hг = 15,6 м, lвс = 8 м,
dвс = 0,2 м, lн = 40 м, dн = 0,15 м, t = 20 °С
РЕШЕНИЕ
Задача 46. (Рис. 5.6). Для подкормки растений из резервуара А питательный раствор удельным весом γ = 9,81 кН/м3 перекачивается в стеллаж В на высоту Нг центробежным насосом с объемным расходом Q. В узле С часть раствора отводится по ответвлению в резервуар А, где перемешивается через перфорированный трубопровод. Трубопровод всасывания имеет длину lвс, диаметр dвс. Нагнетательный трубопровод имеет длину до точки С− l = lвс, от т. С до стеллажа В и от т. С до резервуара А− lсв = lса = 2lвс, диаметр dн. Коэффициент сопротивления трения в трубах λ = 0,025, суммарный коэффициент местных сопротивлений всасывающей линии ζвс = 4. Местными потерями в линиях нагнетания пренебречь.
1. Подобрать насос. Начертить рабочие характеристики H = f(Q) и η = f(Q).
2. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Определить мощность насоса Nн.
4. Как изменится напор и мощность насоса, если подачу воды увеличить на 20%? Как (последовательно или параллельно) надо подключить второй насос с целью увеличения расхода при их работе на один трубопровод?
Q = 15 л/с, Hг = 17 м, lвс = 6 м, dвс = 150 мм,
lн = − м, dн = 100 мм, t° = − °С
РЕШЕНИЕ
Задача 47. Из водоисточника в водонапорную башню вода перекачивается по стальному трубопроводу центробежным насосом (рис. 6.7). Объемный расход воды Q. Температура воды t° C. Отметка уровня воды в источнике − ∇ис = 27 м, отметка уровня воды в резервуаре водонапорной башни − ∇б = 95 м. Диаметры всасывающего и нагнетательного трубопроводов равны dH - dBC, длины соответственно равны lвс, lн. Местными потерями напора в нагнетательном трубопроводе пренебречь, во всасывающем трубопроводе местные потери напора принять равными 100% от потерь по длине.
1. Произвести выбор центробежного насоса. Построить его рабочие характеристики Н = f(Q), η = f(Q). Построить характеристику трубопровода Hтр = f(Q) и по рабочей точке насоса проверить его режим работы на трубопровод.
2. Определить мощность на валу насоса для объемного расхода Q и напора Н, соответствующих рабочей точке насоса. Коэффициент полезного действия насоса ηн определить по характеристике η = f(Q).
3. Определить, как изменится напор и мощность насоса, если подачу воды уменьшить задвижкой на 22%.
4. Как изменится объемный расход, если параллельно подключить второй насос? Начертить схему подключения насосов.
Трубы стальные, бывшие в эксплуатации.
Q∙10-2 = 3 м3/с, lвс = 11 м, dвс = 0,15 м,
lн = 220 м, dн = 0,1 м, t = 10 °С
РЕШЕНИЕ
Задача 48. Из резервуара А животноводческого помещения сточные воды после биологической очистки перекачиваются центробежным насосом по стальному трубопроводу в общий резервуар-водосборник В. Перепад горизонтов в резервуаре А и водосборнике В равен Δh = 1,5 м. Всасывающий трубопровод имеет диаметр dвс, длину lвс, нагнетательный трубопровод соответственно – dн и lн. Температура воды - t° С.
Требуется:
1. Подобрать насос, обеспечивающий подачу воды Q. Начертить рабочие характеристики насоса Н =f(Q), η = f(Q), построить характеристику трубопровода Нтр = f(Q). При решении задачи местными гидравлическими потерями пренебречь.
2. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть. Определить мощность на валу насоса. Коэффициент полезного действия насоса ηн определить по характеристике η =f(Q).
3. Определить, как изменится напор при уменьшении задвижкой подачи воды на 25%.
4. Определить, как изменится подаваемый объемный расход, если параллельно подключить второй насос на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.
Q∙10-2 = 0,4 м3/с, lвс = 12 м, dвс = 0,08 м,
lн = 85 м, dн = 0,05 м, t = 16 °С
РЕШЕНИЕ
Задача 49. В сливной системе навозоудаления вода для смыва забирается из резервуара-накопителя А центробежным насосом и подается в одинаковом количестве Q в два помещения В и С, которые находятся на высоте hв = 4 м, hс = 9 м. Трубопровод АК имеет приведенную длину l = 50 м, трубы КС и KB имеют одинаковую длину lкс = lкв = l2 =100 м, диаметр всех труб равняется dкв = dкс = dак. Коэффициент сопротивления трения во всех трубах λ = 0,025. Суммарный коэффициент местных сопротивлений всасывающей линии ζвс = 5.
Требуется:
1. Определить, какое дополнительное сопротивление необходимо ввести в трубу KB путем прикрытия задвижки, чтобы обеспечить требуемое равенство расходов.
2. Подобрать центробежный насос, начертить его рабочие характеристики H=f(Q), η = f(Q).
3. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть. Подсчитать мощность на валу насоса.
4. Определить подаваемый объемный расход при параллельной работе двух одинаковых насосов на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.
Q∙10-2 = 2,5 м3/с, dвс = 0,15 м, dн = 0,1 м РЕШЕНИЕ
Задача 50. Вода температурой t° С из водохранилища в оросительную систему подается на высоту Нг по стальному трубопроводу с подачей Q. Трубопроводы всасывания и нагнетания имеют диаметры dвс = dн, длины соответственно lвс, lн. Местными потерями в нагнетательном трубопроводе пренебречь, во всасывающем трубопроводе местные потери напора принять равными 100% потерь по длине.
Требуется:
1. Произвести выбор центробежного насоса. Построить рабочие характеристики насоса Н = f(Q), η = f(Q).
2. Построить характеристику трубопровода Нтр = f(Q). Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.
3. Определить мощность на валу насоса для объемного расхода Q и напора Н соответствующих рабочей точке. КПД насоса для расчета определить по характеристике η = f(Q).
4. Определить, как изменится подаваемый объемный расход при параллельной работе двух одинаковых насосов на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.
Q = 40 л/с, Hг = 15 м, lвс = 150 м, dвс = 200 мм,
lн = 240 м, dн=150 мм, t° = 18 °С
РЕШЕНИЕ

 Ссылка на пособие:
 Метод указания по изучению дисциплины.ГИДРАВЛИКА.2017 (pdf)

 

ЕСЛИ РЕШЕНИЙ ВАШЕЙ ЗАДАЧИ НЕТ СРЕДИ ПРЕДСТАВЛЕННЫХ ВАРИАНТОВ - СООБЩИТЕ НАМ И ЧЕРЕЗ 3 ДНЯ ОНО ПОЯВИТСЯ НА САЙТЕ!

ВВЕДИТЕ НУЖНЫЙ № ЗАДАЧИ И ВАРИАНТ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ПО ПОСОБИЮ. ЕСЛИ ЕСТЬ РАЗЛИЧИЯ С ОРИГИНАЛОМ, ЗАГРУЗИТЕ ЗАДАНИЕ ПОЛНОСТЬЮ!

  • Вложение (Макс: 10) Мб
Если возникли трудности с отправкой вложенных файлов - пишите на d.kamshilin@unisolver.ru