гидравлика

Задача № 4
Определить силу давления и точку её приложения на цилиндрическую стенку цистерны, если H=R=0.7м; длина цистерны b=1.8м.
Методические рекомендации


Результирующая сила давления определяется из выражения:
.
Горизонтальная составляющая Px равна площади эпюры давления на проекцию цилиндрической поверхности на вертикальную плоскость ОА, умноженной на длину цистерны:
.
Вертикальная составляющая Py равна массе жидкости в объёме тела давления:
.
Так как сила давления нормальна к поверхности АВ, то, следовательно, она должна пройти через центр окружности (точку "О"). Угол, который составляет эта сила с горизонталью, определится из соотношения:
.
 
Задача № 6

Определить расход и среднюю скорость выхода воды из насадка пожарного ствола диаметром dн,=13мм если скорость движения воды по рукаву диаметром dр = 51мм составляет Vр = 2.2м/с


Методические рекомендации

Согласно уравнению постоянства расхода (уравнение 38, раздел 3.3), расход жидкости в рукаве и через насадок будет одинаков, а скорости различны.
 
Задача № 15
Определить, на какую высоту поднимется вода в трубке Пито hv, если расход Q=10л/с. Радиус трубы h=8мм. Срез трубки Пито установлен на оси трубы.

Методические рекомендации

В данной задаче целесообразно выбрать плоскость сравнения, проходящую через носок трубки Пито. Составляется уравнение Бернулли для двух расчетных сечений 1-1 и 2-2.


Производится оценка всех слагаемых уравнения
Z1= 0, p1=gh + ра, V1= V,
Z2= 0, p2=g(h+hv) + ра, V2= 0.
После подстановки получаем
.
Отсюда.
Скорость течения воды V= Q• .
Площадь поперечного сечения трубы=0,785d2;d= 2h.
 
Задача № 19

Определить производительность ствола Q с на¬садком диаметром d=28ммпри напоре перед ним Нн=60мм. Постро¬ить в масштабе огибающую кривую раздробленной части Rр в зависимости от угла наклона, радиуса действия струи к горизонту. Вычислить величину реакции струи F.

Методические рекомендации

Высота вертикальной сплошной струи определяется по формуле Люггераили по формуле Фримана ,
где Н- напор перед насадком, м; d- диаметр насадка, м.
Коэффициент можно определить по справочной таблице (приложение 18) или рассчитать по эмпирической формуле: ,
где d- диаметр выходного сечения насадка, мм.
Величину компактной части струи Нк определяют как часть всей вертикальной струи, м
Коэффициент определяется по справочной таблице (приложение 19).
Для ручных стволов с диаметром насадка не более 25 мм можно принять Rк = Нк, м
Величину радиуса действия раздробленной части струи Rр в зависимости от высоты вертикальной струи определяется по формуле, м
где- коэффициент.
Значения коэффициента в зависимости от угла наклона струи к горизонту приведены в приложении 20.
Огибающие кривые строятся в определенном масштабе по лучам, проведенным под соответствующими углами.
 
Задача № 22

В стальном трубопроводе длиной l=200м, диаметром d=200 и толщиной стенок=5мм расход воды составляет Q=0.1м^3/с. Температура воды 15 0С. Определить наименьшее время закрывания задвижки t, чтобы повышение давления в конце трубопровода, вызванное гидравлическим ударом было не болеермакс= 4•105 Па. Чему будет равно повышение давление в случае мгновенного закрытия задвижки?

Методические рекомендации
В зависимости от соотношения фазы удара=и времени закрытия задвижки определяется вид гидравлического удара (полный или неполный гидравлический удар).
Если> - удар не прямой (не полный), при этом повышение давления может быть найдено по формуле,или с учетом того, что= , .
Из этой формулы определяется наименьшее время закрывания задвижки при заданном максимальном значении повышения давлениярмакс.
Скорость движения воды в трубопроводе до закрытия задвижки
.
При мгновенном закрытии задвижки ( < ) - удар прямой (полный), при этом повышение давления определяется по формуле,
где v- средняя скорость движения жидкости в трубопроводе до закрытия задвижки, м/с.
Скорость распространения ударной волны в трубопроводе находится по формуле,
где К- модуль упругости жидкости, Па; Е- модуль упругости материала трубопровода, Па;- толщина стенок трубы, м; d- внутренний диаметр трубы, м.