Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Нижегородский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

10209

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.11.2023

Размер:

4.45 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 95 6 7 8 9 > Следующая >>>

Задача № 2. Решение (см. рис. 2.2.2 б).

p1 = p2 ; p1 = pА + ρв × g ×( z + h′); p2 = pB + ρв × g ×(h′- h) + ρрт × g ×h; pА + ρв × g × z + ρв × g ×h′ = pB + ρв × g ×h′- ρв × g ×h + ρрт × g ×h;

Dp = pА - pB = ρрт × g ×h - ρв × g ×(h + z) =13600 ×9,8 ×0, 2 -1000 ×9,8 ×0, 7 =19800 Па.

Задача № 3. Решение (см. рис. 2.2.3 б).

pвак = ρМ × g ×hМ + ρв × g ×h ;

h =

pвак - ρМ × g ×hМ

;

ρв × g

H = hМ +

pвак - ρМ × g ×hМ

pизб

= hМ +

pизб

+ pвак - ρМ × g ×hМ

;

ρв × g

H = 2 +

(0,5 + 0,3) ×9,8×104 -900×9,8×2

8×103 -1,8

×103

= 6, 2

м.

1000 ×9,8

103

Возможно решение задачи другим способом: посредством пересчета давлений при переходе от точек 1 и 2 к точке 3.

Задача № 4. Решение (см. рис. 2.2.4 б).

′

p1 = p2 ; pат

+ ρМ × g ×(b - a) = pат + ρв × g ×(c - a);

1 )

ρМ

ρв ×(c −a)

1000 ×(1, 2 - 0, 2)

= 833 кг/м3;

b −a

1, 4 −0, 2

2′) а′= 0, 2 м; b¢ = b +

pизб

104

=1, 4

= 2,6 м;

ρМ g

833×9,8

pизб

104

c¢ = c + ρв g =1, 2 +1000×9,8 = 2, 2 м.

hизб

Эп-Эп – плоскость равных давлений (эквипотенциальная поверхность);

(·)1 – размещена на свободной поверхности объема воды;

(·)2 – размещена в объеме воды, который содержится в пьезометре;

hизб	– пьезометрическая высота,
0

измеренная от точки объема свободной поверхности

Рисунок 2.2.1 б – Расчетная схема к задаче № 1

h′ – дополнительное измерение (временное, т.е. не входящее в конечную расчетную формулу);

(·) 1 и (·) 2 – размещены в объеме ртути

Рисунок 2.2.2 б – Расчетная схема к задаче № 2

hвак – вакуумметрическая высота от

свободной поверхности в объеме масла до пьезометрической плоскости P-P;

– пьезометрическая высота от

плоскости P-P до дна резервуара

Рисунок 2.2.3 б – Расчетная схема к задаче № 3

Рисунок 2.2.4 б (1′) – Расчетная схема к задаче № 4

Рисунок 2.2.4 б ( 2′) – Расчетная схема к задаче № 4

2.2.2. Сила давления, действующая на плоские стенки

Задача № 5. Исходные данные (см. рис. 2.2.5 а).

Прямоугольный поворотный щит шириной B = 4 м и высотой H = 4,5 м

перекрывает выпускное отверстие плотины. Справа от щита уровень воды

H1 = 6, 0 м, слева – H 2 = 3, 2 м. Определить: 1) силу натяжения троса T,

необходимую для открытия щита; 2) силу PA , с которой щит прижимается к

порогу А в закрытом положении.

Задача № 5. Решение (см. рис. 2.2.5 б)

P ×l =T ×l + P ×l

;

T =

P ×l - P ×l

;

1 1

P = ρ× g ×h

×ω = ρ× g ×(H

) × H ×B =1000×9,8×(6 -

4,5

) ×4,5×4 = 661,5×103 Н;

P = ρ × g ×h

×ω

= ρ × g ×

H 2

× H

× B =1000 ×9,8 ×

3, 2

×3, 2 ×4 = 200, 7 ×103 Н;

C 2

l1 = hD1 −(H1 −H ) = 4, 2 −(6 −4,5) = 2, 7 м;

IC1

B × H 3

H 2

h = h +

= H -

hC1 ×ω1

× H × B

× H1 -

= 6 -

4,5

4,52

= 4, 2 м;

4,5

12× 6 -

l2 = hD 2 +(H −H2 ) = 2,1+(4,5 −3, 2) =3, 4 м;

× H

×3, 2 = 2,1м;

D 2

l = H ×sin30O

= 4,5×

= 2, 25 м;

T =

661,5×2, 7 - 200, 7 ×3, 4

= 490, 7 кН;

2, 25

RA =

P ×l - P ×l

661,5×2,7 -200,7×3, 4

=245 кН.

;

2 2

4,5

Рисунок 2.2.5 а – Исходные данные к задаче № 5

Рисунок 2.2.5 б – Расчетная схема к задаче № 5

2.2.3. Сила давления, действующая на цилиндрические поверхности

Задача № 6. Исходные данные (см. рис. 2.2.6 а).

Определить силу давления P на цилиндрическую поверхность –

четверть боковой поверхности круглого цилиндра с основанием радиусом r = 0,5 м. Длина цилиндра по образующей – b = 1 м. Определить также положение центра давления hD . Известно, что глубина слоя воды в открытом резервуаре H = 1,5 м.

Задача № 6. Решение (см. рис. 2.2.6 б).

P	= ρ × g ×h ×ω		= ρ × g × H -	r	×r ×b =1000×9,8× 1,5 -	0,5	×0,5×1 = 6130	Н;
		z
X	C			2		2

P = ρ × g ×W		= ρ × g × H ×r -	π ×r 2	×b =1000 ×9,8× 1,5 ×0,5 -	3,14 ×0,52	×1 =

Z	т.д.		4		4
= 5430 Н;

P = PX2 + PZ2 = 61302 +54302 =8200 Н;

tg β = PZ = 5430 = 0,887 ; β = 41O35′; PX 6130

hD = H - r ×sin β =1,17 м.

Рисунок 2.2.6 а – Исходные данные к задаче № 6

Рисунок 2.2.6 б – Расчетная схема к задаче № 6

2.3. Гидравлический расчет напорных трубопроводов

Задача № 7. Исходные данные (см. рис. 2.3.1 а).

Определить расход потока воды Q в горизонтальном прямолинейном

трубопроводе		диаметром	dвн =150 мм	и длиной	l =300 м, если показания
манометров	в	начале и	конце трубопровода		составляют: pН = 2, 7 ат и
pK = 2, 3 ат.	Для выбранного материла			труб и заданной степени старения
λ = 0,037 .

Задача № 8. Исходные данные (см. рис. 2.3.2 а).

Горизонтальный трубопровод диаметром D включает расходомер Вентури (с диаметром сужения d), пьезометр в узком сечении и трубку Пито в сечении трубопровода после расходомера. Разность показаний приборов – h. Определить расход потока воды Q и среднюю скорость потока V в

трубопроводе. Потерями напора на участке между приборами пренебречь.

1 – напорный трубопровод;

2 – механический манометр

Рисунок 2.3.1 а – Исходные данные к задаче № 7

1 – напорный трубопро- вод; 2 – расходомер Вентури;

3 – пьезометр;

4 – трубка Пито

Рисунок 2.3.2 а – Исходные данные к задаче № 8

1 – питатель (в виде открытого резервуара, обеспечивающего H = const); 2 – напорный трубопровод; Ω – площадь поперечного сечения бака; ω – площадь сечения трубы;

Ω ω

Рисунок 2.3.3 а – Исходные данные к задаче № 9

1 – приемный бак (с площадью «зеркала воды» – Ω); Ω ω; 2′ – всасывающий трубо- провод (с площадью попе-

речного сечения ω); 2′′ – насос;

2′′′ – нагнетательный трубо- провод; 3 – механический вакуумметр

(шкала циферблата прибора может быть оцифрована в показаниях hвак, м вод.ст.)

Рисунок 2.3.4 а – Исходные данные к задаче № 10

Задача № 9. Исходные данные (см. рис. 2.3.3 а).

Определить действующий напор H в начале трубопровода,

создаваемый питателем – открытым резервуаром, если расход потока воды Q

в горизонтальном трубопроводе диаметром dвн =100 мм и длиной l =50 м

составляет Q = 15,7 л/с. При известном материале труб λ = 0,025 ; имеются местные сопротивления: вход в трубу с острой кромкой (ζВХ =0,5) и шаровой кран (ζКР =5, 47).

Задача № 10. Исходные данные (см. рис. 2.3.4 а).

Определить диаметр dвн всасывающего трубопровода насосной

установки	и	высоту	всасывания	hвc		насоса,	если	измеренная
вакуумметрическая высота			hвак = 4 м, допускаемая средняя скорость потока
воды Vдоп = 0,8 м/с, подача насоса Q = 15					л/с,	общая длина трубопровода
l =30 м. Для	выбранного		материала	труб	–	λ = 0,036 .	На	трубопроводе
имеется местные сопротивления: приемный клапан с сеткой								(ζКЛ =10,0) и
поворот на 90O		(ζП =0,15).

Задача № 7. Решение (см. рис. 2.3.1 б).

α V 2

V 2

z +

1 1

= z

+ h

;

ρg

z1 =0 ; z2 = 0 ; p1 = pН ; p2 = pK ; α1 »1; α2 »1; V1 =V2 =V ;

= h = λ×

V 2

;

2× g

dвн

V 2

ρg

+ 2g

ρg +

+ λ dвн

× 2g ;

(pН - pK )×2 × g ×dвн

V =

0, 4 ×9,8×104 ×2×0,15

=1, 04 м/с;

ρ × g ×λ×l

1000 ×0,037 ×

300

Q = ω×V =

π ×dвн2

×V =

3,14 ×0,152

×1, 04 =18,3×10−3

м3 /с=18,3 л/с.

Задача № 8. Решение (см. рис. 2.3.2 б).

α V 2

V 2

z +

1 1

= z

+ h

;

ρg

z1 =0 ; z2 = 0 ; α1 »1; α2 »1;

= h

; h f = 0 ;

ρg

= h ; Q =

π ×d 2

×V =

× 2 × g ×h ;

V =

4 ×Q

π × D2

Задача № 9. Решение (см. рис. 2.3.3 б).

α V 2

V 2

z +

1 1

= z

+ h

;

ρg

z = H ;

= 0 ;

p = p

; p = p

; α

»1;

V » 0

; V =

4×Q

;

π ×d2

ат

вн

= h + hj = λ×

V22

+ (ζВХ +ζКР )×

V22

;

dвн

2× g

V =

4 ×Q

4 ×15, 7 ×10−3

= 2 м/с;

π ×d

3,14 ×0,12

вн

H =

V22

× 1+ λ×

+ζВХ +ζКР

× 1+ 0, 025×

+ 0,5 +5, 47 » 4 м.

2× g

dвн

2×9,8

0,1

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 95 6 7 8 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
25.11.20234.39 Mб010204.pdf
#
25.11.20234.43 Mб010205.pdf
#
25.11.20234.44 Mб210206.pdf
#
25.11.20234.45 Mб110207.pdf
#
25.11.20234.45 Mб110208.pdf
#
25.11.20234.45 Mб010209.pdf
#
21.11.2023170.46 Кб01021.pdf
#
25.11.20234.45 Mб110210.pdf
#
25.11.20234.45 Mб010211.pdf
#
25.11.20234.45 Mб210212.pdf
#
25.11.20234.46 Mб010213.pdf