Гідравліка
Задача 1
На рис.1.1 і 1.2 показані розрахункові схеми. На них зображені плоскі прямокутні поверхні ABMN, що знаходяться під тиском води зліва. Ширина стінок і затворів. p> Потрібно:
1. Визначити абсолютне і надлишковий тиск в точці, зазначеної в табл.1.1.
2. Побудувати епюру надлишкового тиску. p> 3. Визначити силу надлишкового тиску на зазначену у табл.1.1 частина змоченою поверхні.
Розрахунки та побудови виконати для одного з варіантів за даними, наведеним у табл.1.1 і 1.2.
Вихідні дані:
Вихідні дані
Остання цифра номера залікової книжки
Вихідні дані
Передостання цифра номера залікової книжки
Малюнок
3
1
Відстані:
Ширина,, м
8
В
, м
1,8
Кути
, м
1,6
, град
90
, м
1,2
, град
45
Точка
M
, град
90
Поверхня
MN
Номер малюнка
1.1
Рішення:
1. Виконуємо розрахункову схему плоскій поверхні ABMN згідно вихідних даних (рис.1). Абсолютний тиск в точці визначаємо, використовуючи основне рівняння гідростатики:
,
де - тиск на поверхні води, вона одно в даному випадку атмосферному тиску Па [1, табл.2.1];
- надмірне тиск в точці, яка визначається за формулою
,
де - питома вага рідини; для води приймаємо Н/м 3 [2, табл.1.1] при температурі С;
- висота занурення точки у воді; з рис.1 маємо
м.
Таким чином, надлишковий тиск в точці буде дорівнює
Па.
Абсолютний тиск
Па.
2. Будуємо епюру надлишкового тиску на поверхню ABMN. Для цього будуємо епюри на кожній окремій ділянці поверхні. p> Оскільки резервуар відкритий, то епюра надлишкового тиску на прямокутну стінку AB представлятиме собою прямокутний трикутник з висотою м і підставою Па. Будуємо даний трикутник, використовуючи масштаб (рис.1). p> Епюра надлишкового тиску на похилу прямокутну стінку BM буде являти собою трапецію з підставами Па і Па і висотою рівною м. Будуємо епюру надлишкового тиску на ділянці BM.
Епюра надлишкового тиску на вертикальну прямокутну стінку MN буде являти собою також трапецію з підставами Па і Па і висотою рівною м. Будуємо епюру надлишкового тиску на ділянці MN.
В
Рис.1. Розрахункова схема до задачі 1 і епюра надлишкового тиску. br/>
3. Силу надлишкового тиску на зазначену ділянку MN змоченою поверхні визначимо за допомогою формули [1, с.30]
,
де - площа відповідної епюри тиску;
- ширина стінки.
Площа епюри тиску визначаємо за формулою площі трапеції
.
Тоді шукана сила буде дорівнює
НКН.
При цьому висоту точки докладання цієї сили від поверхні води можна визначити за формулою [1, с.32]
м.
Відповідь: Па; Па;
кН.
Задача 2
Для подачі води з резервуару, в якому підтримується постійний рівень, передбачений короткий трубопровід, що складається з труб різного діаметра, з'єднаних послідовно (рис.2.1 і 2.2). Над горизонтом води в резервуарі підтримується зовнішній тиск.
Потрібно:
1. З'ясувати режим руху на кожній ділянці короткого трубопроводу. p> 2. Визначити напір з урахуванням режиму руху. У разі турбулентного режиму руху для визначення коефіцієнта використовувати універсальну формулу А.Д. Альтшуля, справедливу для всіх зон опору цього режиму, формула має вигляд
.
Висота еквівалентної шорсткості для технічних труб задана в таблиці вихідних даних.
Розрахунок виконати для одного з варіантів за даними, наведеними в табл.2.1 і 2.2.
Вихідні дані:
...
