Курсовая работа по гидравлике

Задача 1.docx

На поршень одного из сообщающихся сосудов наполненных водой действует силаP1=350Н. Какую силу P2 нужно приложить ко второму поршню диаметром d2= 035 мчтобы уровень воды под ним был на h = 012 м выше уровня воды под первым поршнемдиаметр которого d1= 0.2 м . Плотность воды –ρ=1000 кг м2 .
Давление на единицу площади на поверхности жидкости под первым поршнем
То же на поверхности жидкости под вторым поршнем
Основное уравнение гидростатики :
На какую высоту h поднимется вода в пьезометрической трубке под действиемплунжера при следующих данных: диаметр плунжера d1=02м заглубление плунжераa=01 м сила давления на плунжер P1= 350Н? Собственный вес плунжера не учитывать.
Основное уравнение гидростатики: где давление на единицу площади на поверхности жидкости под первым поршнем:
т.к. на воду в пьезометрической трубке не действуют внешние силы то
Определить реакции нижнего и верхнего опорных брусьев R1 и R2 на который опирается щит перекрывающих прямоугольное отверстие канала шириной b =35 м при угле наклона щита к горизонту α=45 градусов и превышении щита над поверхностью воды a =0.1 м . Глубина в канале H1= 4 м перед щитом и H2=13 м за щитом.
Глубина центра тяжести смоченной площади и расстояние от центра тяжести до линии уреза жидкости:
со стороны канала - ;
Длина смоченной части:
со стороны канала -
Расстояние от линии уреза до центра давления найдем по формуле:
Составим уравнения равновесия
Сумма моментов относительно т. В:
Сумма моментов относительно т. А:
Решив уравнения получим реакции опор:
Определить растягивающее и перерезывающее усилие действующее на болты которыми прикреплена полусферическая крышка закрывающая круглое отверстие в наклоннойстенке резервуара если: глубина центра тяжести H1=4 м радиус отверстия a=01 мугол наклона крышки к горизонту α=45 градусов
Вертикальная проекция площади
Горизонтальная составляющая силы давленияводы на крышку
Объем тела давления т.е. объем водынаходящейся непосредственно над крышкой
Вертикальная составляющая силы давления воды на крышку
эта сила приложена в центре тяжести найдемрасстояние от центра тяжести до края полукруга
Глубина центра давления для круга
Как мы видим глубина центра тяжести и центра давления практически совпадают.Теперь можно найти усилия в болтах составим для этого уравнения равновесия
Решив уравнения найдем растягивающие усилия
Чтобы определить перерезывающую силу предположим что внешнее усилие одинаково передается на каждый болт.
Уравнение равновесия будет выглядеть так:
Перерезывающая сила равна как мы видим она мала по сравнению с
растягивающей силой.
Ответ: растягивающие усилия перерезывающая сила равна
На какую высоту может засасываться вода из резервуара по трубке присоединенной к узкому сечению горизонтального трубопровода если по нему протекает расход Q =5лс? Диаметры труб d3 = 60 мм d4 =30 мм избыточное давление P3 = 20000Па потери напора не учитывать.
Уравнение Бернулли без учета потерь длядвух сечений
скорость в широкой трубе найдем по известной формуле
Тогда давление в узкой трубе найдем из уравнения Бернулли
найдем высоту (Знак минус потому что высотаваккууметрическая).
На водопроводной трубе диаметром d3 = 60 мм установлен водомер диаметром d4=30 мм. На какую высоту поднимется вода в пьезометрической трубке присоединенной к узкому сечению при пропуске расхода Q =5 лс если избыточное давление воды до сужения P3 =20000 Па? Потери напора не учитывать.
Выразим скорость в каждом сечении через расход
Уравнение Бернулли запишется так:
Определить расход жидкости Q в горизонтальной трубе соединяющей два резервуараесли превышение уровня воды над осью трубы в левом сосуде равно h1= 15м в правом сосуде h2= 20 м. Диаметры труб соответственно d1= 0015 м d2= 0019мпоказания манометров P1= 29x 105Па P2= 21 x 105Па длины труб - L1= 005м L2 =009м. Материал труб - сталь абсолютная шероховатость k = 10 x 10-4 м.
Уравнение Бернулли запишется так: + = +
Найдем потери на трение по длине
Коэффициенты сопротивления трения определим по формулам
Потери напора на местные сопротивления
Выход из трубы в резервуар:
Суммарные потери напора: = тр + ++
Подставим в уравнение Бернулли
Решим уравнение найдем =107мс
Определить давление P1 которое должен создавать насос в начале нагнетательного трубопровода чтобы обеспечить подачу воды в бак расходом Q = 0.0058 м3с при давленииP2 =21*105Па если длина горизонтального участка трубы L =30м вертикальногоучастка - h = 10м наполнение бака H = 3 м. Материал труб - чугун. Абсолютнаяшероховатость k =1*10-4 м .
Примем диаметр нагнетательного трубопровода d =01 м.
Тогда скорость будет равна что лежит в допустимыхпределах.
Коэффициент сопротивления трения определим по формуле
Потери напора на трение по длине трубопровода
Уравнение Бернулли запишется так
Теперь можно легко найти давление:
В бак имеющий в дне отверстие диаметром d1=0075 м и в стенке отверстиеснабженное цилиндрическим насадкой диаметром d2= 005м поступает расход водыQ=0038 м3c. Определить на какой высоте Н установится уровень воды в баке еслицентр бокового отверстия выше дна бака на высоту h =02м. Какой диаметр d2 должениметь цилиндрический насадок чтобы из него вытекал такой же расход воды как из донного отверстия?
Расход воды через донное отверстие
где 1=062 - для отверстия
где 2=082 - для насадка
Сделаем проверку: Q1=0024 м3c Q2=0014 м3c Q1 + Q2 =0038 м3c
Определим какой диаметр d2 должен иметь цилиндрический насадок чтобы из него
вытекал такой же расход воды как из донного отверстия. Для этого напишем очевидное равенство Q1 = Q2 или = откуда найдем
Определить объем водыW залитой в цилиндрический бак диаметром D =063 месли всявода вытекла через отверстие в дне диаметром d =005 м за время t = 63 c. Какое времяt1 потребуется для опорожнения бака если к отверстию присоединить внешнийцилиндрический насадок?
Задача сводится к определению высоты жидкости это можно сделать из формулы
где отв=062 - для отверстия
Время при истечении через насадок равно
где нас=082 - для насадка
Ответ: t1=4764; h=0297