10 задач по гидравлике

1. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
Задача 1
Участок трубопровода заполнен водой при атмосферном давлении.
Требуется:
1. Определить повышение давления в трубопроводе при нагреве воды на  t = 3°C и закрытых задвижках на концах участка.
Примечание. Коэффициенты температурного расширения и объемного сжатия принять  = 10-40С-1;   = 510-10Па-1.
Задача 2
Береговой железобетонный прямоугольный колодец для забора волы из водохранилища имеет длину L и ширину В (рис. 1).
Требуется:
1. Определить необходимый собственный вес железобетонного колодца обеспечивающего его устойчивость при данном горизонте низких вод Н1, и горизонтах высоких и грунтовых вод Н2.
Примечания.
1.    При расчете запас устойчивости на сдвиг и опрокидывание принять равным 1,2, на всплытие  1,5;
2.    Коэффициент трения основан колодца о грунт   = 0,45;
3.    Давление на стенку колодца со стороны грунта распределено по гидростатическому закону.
4.    Силой трения стены колодца о фунт при расчете на всплытие пренебречь.
5.     Полную высоту колодца Н принимаем 5 м.
Задача 3
Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному трубопроводу (эквивалентная шероховатость к =0,1 мм), состоящему из груб различного диаметра d и различной длины l, вытекает в атмосферу вода, расход которой Q, температура t = 400С(рис 2).
Требуется:
1.    Определить скорости движения воды и потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода.
2.    Установить величину напора H в резервуаре.
3.    Построить напорную и пьезометрическую линии.
Задача 4
Вода из реки по самотечному трубопроводу длиной l и диаметром d подается в водоприемный колодец, из которого насосом с расходом Q она перекачивается в водонапорную башню. Диаметр всасывающей линии насоса  d = 150 мм , длина  l = 10 м.
Ось насоса расположена выше уровня воды в реке на величину Н (рис 2).
Требуется определить:
1.    Давление при входе в насос (показание вакуумметра в сечении 22), выраженное в метрах водяного столба.
2.    Как изменится величина вакуума в этом сечении, если воду в колодец подавать по двум трубам одинакового диаметра d?
Задача 5
По стальному трубопроводу длиной /, диаметром d и толщиной стенок S перекачивается вода с расходом Q. Требуется:
1.    Определить повышение давления в трубопроводе, если время закрывания задвижки равно Т3.
2. Найти максимально допустимое давление для данного трубопровода, если допускаемое напряжение стенок на разрыв  = 150 МПа.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2
Задача 6
Водосточный коллектор из сборного железобетона прямоугольного сечения шириной В = 0,8 м проложен с уклоном i = 0,0334. Коэффициент шероховатости стенок коллектора n = 0,015.
Требуется определить:
1.    Глубину наполнения коллектора h при пропуске расхода Q = 0,9 л/с.
2.    Скорость движения х и состояние потока (спокойное или бурное).
Задача 7
Самотечный канализационный трубопровод (n = 0,013) диаметром d = 600 м должен пропускать расчетный расход Q = 183,5 л/с при скорости движения сточной жидкости, не менее самоочищающейся umin = 1 м/с.
Требуется определить:
1.    Возможный минимальный уклон трубопровода imin, обеспечивающий допустимую минимальную скорость движения сточной жидкости umin.
2.    Степень наполнения h/d трубопровода.
3.    Допустимую максимальную пропускную способность данного трубопровода Qmax.
Скорость движения сточной жидкости u, при максимально допустимом расходе Qmax..
Задача 8
Проектируемый горизонтальный отстойник, предназначенный для выделения из природной воды путем гравитационного осаждения содержащихся в ней во взвешенном состоянии частиц с плотностью большей, чем плотность воды, должен иметь глубину Н и ширину В при заданной производительности Q.
Требуется определить:
Необходимую длину отстойника L для полного осаждения частиц, гидравлической крупностью w= 0,5 мм/с.
Задача 9
Бак разделен на два отсека тонкой перегородкой. Из отсека 1 вода через отверстие в перегородке диаметром d1 расположенном на высоте H; от дна, поступает в отсек 2, а из отсека 2 через внешний цилиндрический насадок диаметром d2 выливается наружу. Высота расположения насадка над дном  h2. Уровень воды над центром отверстия в отсеке 1 равен H1 (рис. 3 а,б). Движение установившееся. Требуется определить:
1.    Расход Q,
2.    Перепад уровней воды в отсеках h.
Задача 10
Для измерения расхода сточной жидкости, поступающей на канализационную станцию в подводящем канале прямоугольного сечения шириной В = 3.5 м, установлен водослив с тонкой стенкой высотой С = 1,5 м. (Рис. 4)
Требуется:
1. Определить расход сточной жидкости в канале при напоре на водосливе Н = 0,75 м и глубине воды в нижнем бьефе hнб = 1,7 м.