Гидравлика

Задача № 1

В вертикальном стальном резервуаре (РВС), заполненном наполовину, хранится нефть (рис.1). Плотность нефти, при начальной температуре, равна  855 . Определить массу хранящейся нефти и колебания её уровня в резервуаре, если температура в течение года принимает значения от -300С (зима) до +350С (лето). Коэффициент температурного расширения нефти αT = 0,065 ,  вид резервуара РВС-400 (Объем резервуара 400 м3, диаметр 8,53 м; высота 7,39 м   приняты согласно исходным данным табл. 1 и 2).
Задача 2
На дне пожарного водоема установлен клапан, через который происходит забор воды для системы автоматического пожаротушения. Плотность воды 1000 кг⁄м^3 , площадь клапана 0,1 м2. Высота столба жидкости в пожарном водоеме h = 12  м. Определить, какую силу испытывает клапан (рис. 2), если к жидкости приложено давление P0 = 20 м вод. ст.
Задача 3
На рисунке 3 изображена простейшая гидравлическая машина – гидравлический подъемник. Определить, какую силу необходимо создать на первом поршне F1, чтобы второй поршень поднял тело весом P = 400 Н. Во сколько раз гидравлический подъемник увеличивает силу? Поршень представляет собой цилиндр. Сжатием жидкости пренебречь. Отношение  d_1/d_2   = 18
Задание 4
Определить гидростатическое давление воды, действующее на прямоугольную стенку, и построить эпюру давлений. Плотность воды принять равной 996  кг⁄м^3 . Размеры стенки выбираем в таблице: а = 6 м; b =  16 м.
Задача 5
Определить, какое необходимо создать давление с помощью насоса, чтобы лафетный ствол обеспечивал расход равный Q = 26 л/с. Потерями напора местными и по длине пренебречь. Диаметр выходного отверстия лафетного ствола d = 28 мм принимаем из таблицы. Схема подсоединения лафетного ствола показана на рисунке 7. Плотность воды 1000 кг⁄м^3 .
Задача 6
Рассчитать, какое минимальное давление необходимо создать на насосе автоцистерны, чтобы подать ствол РС-70 (ствол А) в окно 3-го этажа с расходом Q = 7,2 л/с. Рукавная линия проложена из 3-х рукавов диаметром 77 мм и одного разветвления. Коэффициент местных потерь ξ_ствола=0,343, ξ_развл=0,5. Плотность воды ρ  = 1100 кг⁄м^3 .
Задача 7
В бак, разделенный перегородкой на два отсека, поступает расход воды Q = 30 л/с (рис. 12). В перегородке имеется отверстие диаметром d_1=75 мм. Из второго отсека вода вытекает в атмосферу через внешний цилиндрический насадок диаметром d_2 = 70 мм.  Определить, на каких уровнях h_1 и h_2 установится вода в отсеках при достижении стационарного режима. Плотность воды 1000 кг⁄м^3 . Исходные данные для расчета приведены в таблице.
Задача 8
Стальной водовод от насосной станции до водонапорной башни имеет длину 800 м, диаметр 100 мм, толщину стенок 5 мм. Напор воды перед водонапорной башней равен Н = 95 м, расход воды Q = 30 л/с. Температура воды 20 0С.
Определить время закрывания задвижки и напряжение в стенках трубопровода, чтобы максимальное  давление не превышало 4 атм. Исходные данные приведены в таблице.
Задача 9
Определить максимальную дальность боя и реакцию струи, получаемой при помощи лафетного ствола. Угол наклона ствола 300,  диаметр насадка d = 32 мм, напор воды на выходе из насадка Н = 50 м.
Построить в масштабе график наклонной струи с обозначением кривых компактной и раздробленной части струи.  
Задача 10
На рисунке 14 показана схема соединения рукавов различного диаметра через переходную головку (переход большего диаметра на меньший). Расход рукавной системы составляет 12 л/с. Определить, как и во сколько раз изменится скорость движения воды (v_1/v_2 ) и избыточное давление (p_1/p_2 ) в сечениях 1-1, 2-2 при движении воды по рукавам различного диаметра. Потерями напора пренебречь.