Гидравлика

1. Давление в покоящейся жидкости.

Жидкость высотой h находится в состоянии абсолютного покоя с абсолютным давлением на свободной поверхности (рис. 1).

Необходимо оценить:

а) полное гидравлическое давление на дне сосуда;

б) манометрическое давление на дно сосуда;

Данные при 20 °С взять из табл. 1 в соответствии с вариантом.

Расчеты выполнить в системе СИ.

Жидкость в закрытом сосуде находится под заданным давлением p1, которое в т. А измеряется пьезометром (рис. 2).

Необходимо определить:

а) высоту столба жидкости в пьезометре над уровнем жидкости в закрытом сосуде, если p1 = 0,1113 МПа;

б) давление p1, если известны Δh = 16 мм и показания пьезометра h0 (табл. 1).

2. Относительный покой жидкости.

Сосуд с жидкостью вращается с постоянной угловой скоростью ω = 1,2 1/с (рис. 3).

Необходимо определить:

а) диаметр сосуда, если разность уровней у стенки и в наинизшей точке свободной поверхности не превосходит z0 = 35 мм;

б) полное гидравлическое давление на дне сосуда через 10 см от центра. Исходные данные взять из табл. 1 в соответствии с вариантом. Расчеты выполнить в системе СИ.

Жидкость в сосуде диаметром d = 0,6 м вращается с угловой скоростью ω так, что разность уровней у стенки и в наинизшей точке свободной поверхности не превышает z0 = 40 мм (рис. 4).

Необходимо определить:

а) величину угловой скорости;

б) полное гидравлическое давление на дне в центре сосуда;

в) манометрическое давление на дне сосуда в 10 см от стенки.

3. Истечение жидкости из отверстий.

3.1. Из резервуара большого размера вытекает вода из круглого незатопленного отверстия диаметром d в тонкой стенке (μ = 0,62; φ = 0,97) под напором над центром отверстия H. Скоростным напором можно пренебречь.

Необходимо определить:

а) скорость истечения ω;

б) расход вытекающей из отверстия воды Q.

Данные для расчетов взять из табл. 2. Расчеты выполнить в системе СИ.

3.2. Из резервуара большого размера под напором H1 над центром заполненного квадратного сечения со сторонами а вытекает вода в другой резервуар с напором H2. При расчетах скоростным напором можно пренебречь, коэффициент скорости φ взять таким же, как для незатопленного круглого отверстия. Коэффициент расхода μ пересчитать для затопленного отверстия.

Необходимо определить:

а) скорость истечения ω;

б) расход вытекающей из отверстия воды Q.

Данные для расчетов взять из табл. 2. Расчеты выполнить в системе СИ.

3.3. Определить расход жидкости плотностью ρ (см. табл. 1), вытекающей через круглое отверстие из резервуара I (H1, p1) в резервуар II (H2, p2) c μ = 0,62 (данные табл. 2). Скоростью подхода пренебречь. Данные для расчета в соответствии с вариантом взять из табл. 1 и табл. 2.